Что такое идеальное топливо для мозга

«Мозгу нужна глюкза, сахар и шоколад полезны для мозга» - мы не подвергаем сомнению общие места, а зря, потому что за ними часто скрываются заблуждения. Современная наука, испытывая общие места на прочность, разоблачает их. В частности, теперь мы знаем, что на самом деле нужно мозгу и как на него влияет сахар.

Мозг требует больше энергии, чем любой другой отдельно взятый орган в нашем теле. Вы скользите взглядом по этой строке, а в вашем мозге в этот момент вспыхивают электрическими импульсами 86 миллиардов клеток. За сутки не слишком напряженной работы мозг съедает 250-300 килокалорий, то есть около четверти энергии, которая уходит на основной обмен. Составляя всего два процента массы тела, мозг потребляет 25 процентов энергии. Вопрос, откуда лучше брать эту энергию?

Идея, что мозгу жизненно необходим сахар, довольно умозрительна и проистекает из того факта, что глюкоза - самый простой и доступный источник углеводов для нас. Может быть, все дело в истории науки: так сложилось, что энергетическая роль углеводов была изучена раньше и лучше, чем других соединений. Так или иначе, сегодня о том, как на самом деле влияет сахар на мозг, написано не только огромное количество научных работ, но и бестселлеров.

Спорная книжка с бесспорными фактами

"Если бы вы могли внести всего три простых изменения в свою жизнь, чтобы предотвратить или даже обратить вспять потерю памяти или другие заболевания, вы бы это сделали?", - с этого провокационного вопроса доктор Перлмуттер начинал полуторачасовую презентацию своей книги, которая вошла в список бестселлеров New York Times 2013 года.

Профессор университета Майами Дэвид Перлмуттер - единственный в Америке врач, обладающий одновременно лицензией невролога и членством в Американской Коллегии Питания. В прошлом году Перлмюттер написал научпоп, ставший мировым бестселлером. Книжка называется "Зерновой мозг: неожиданная правда про пшеницу, углеводы и сахар, медленно убивающие ваш мозг».

Название исчерпывающе передает основную провокационную мысль: углеводы разрушают наш мозг. Причем не только сахар и мука, но даже цельнозерновые крупы, которые диетологи называют полезными и прописывают для похудения. Все, что содержит сахар или крахмал, вызывает старческое слабоумие (болезнь Альцгеймера), синдром дефицита внимания, тревожность, хронические головные боли, депрессию, сниженное либидо и импотенцию, эпилепсию и вообще почти все неврологические болезни.

Доктор Перлмуттер объясняет, как мозгу вредят сахара, которые он получает из хлеба или фруктов, как мозгу идут на пользу холестерин и жиры, а также, как можно стимулировать рост новых клеток мозга в любом возрасте. Он рассуждает, что и как нужно есть, чтобы стимулировать "гены ума" и избегать страшных болезней без всяких таблеток.

Чтобы доказать свою экстремальную позицию, Перлмуттер приводит десятки и десятки клинических исследований, на его сайте можно найти полные тексты всех работ, на которые автор ссылается. Некоторые исследования более убедительны, другие менее. Вот несколько тезисов из книги:

1. Большинство зерновых, в том числе твердые сорта пшеницы или грубая ржаная мука, на самом деле вредны. У всех зерновых слишком высокий гликемический индекс, а значит, через полтора-два часа после еды уровень глюкозы в крови резко подпрыгивает и бьет по мозгу.

2. Считается, что белки, жиры и углеводы одинаково важны для здоровья. На самом деле, мы вполне можем обходиться без сахаров, потому что их наш организм прекрасно может синтезировать их из белков и других веществ, так что жизненной необходимости есть сахар или крахмал у человека нет. Это, кстати, не мнение автора, а вполне устоявшаяся точка зрения.

3. Классическое соотношение выглядит так: 60 процентов калорий организм извлекает из углеводов, 20 процентов - из белков и еще 20 процентов - жиров. Здоровое соотношение, по Перлмуттеру, это: 75 процентов жиров, 20 процентов белков и 5 - углеводов. Это значит, что в день нужно съедать не больше 50-80 граммов сахаров. То есть, например, одну порцию фруктового салата. Главные источники энергии в этом случае - это масло и орехи, авокадо и всевозможные овощи (не крахмалистые), рыба и мясо. Это здоровое соотношение хотя бы потому, что так питались наши предки сотни тысяч лет до тех пор, пока не научились делать муку и сахар. Теория экономных генов (thrifty gene hypothesis), предполагает, что организм человека запрограммирован запасать энергию в тучные времена в виде жира, чтобы затем тратить его в голодные времена. В современном обществе изобилия голодать не приходится, поэтому организм только запасает - отсюда проистекают многие болезни обмена. Во время голодания организм сначала производит глюкозу из гликогена, что содержится в печени и мышцах, а затем начинает питаться кетонами, которые получает при сжигании жира. Мысль Перлмюттера состоит в том, что кетоны - это более здоровая еда для мозга, чем глюкоза.

4. Старческая деменция, паркинсонизм, рассеянный склероз и другие нейродегенеративные болезни связаны с разрушением ткани мозга, в его основе лежит воспаление, а в основе воспаления - сахар и пшеничный белок глютен. То же самое касается сердечно-сосудистой системы, инфаркт начинается с воспаления. Перлмуттер ссылается на работы гарвардского профессора Алессио Фазано, педиатра-гастроэнтеролога, который приходит к выводу, что каждый человек в большей или меньшей степени плохо реагирует на глютен. Глютен служит краеугольным камнем воспаления, которое и приводит к разрушению тканей, в том числе мозга. Именно воспаление приводит к "протечкам" в жизненно-важном барьере между кровеносными сосудами и мозгом.

5. Даже небольшой подъем уровня сахара в крови увеличивает вероятность болезни Альцгеймера. При этом болезнь Альцгеймера предотвратима и около половины случаев болезни вообще могло бы не быть, если бы не сахар. Осенью 2013 года правительство США выделило $33 миллиона на испытания лекарства, способного предотвратить болезнь Альцгеймера у генетически предрасположенных к нему людей. Перлмуттер настаивает на том, что начать бы следовало не с лекарств, а с изменений стиля жизни и привычек, ведь у нас есть железные научные доказательства, что качество еды влияет на риски.

"Диета, богатая жирами, снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний и твердо связана со снижением риска деменции. Это показано в исследовании Mayo Clinic, опубликованом в The Journal of Alzheimer’r Disease в январе 2012 года. Риск деменции для человека на высокожировой диете составляет 44 процента, для человека на высокоуглеводной, которую нам рекомендует официальная диетологи, - 89 процентов".

Особенно проблема усугубляется с годами: после 70 лет риск когнитивных или интеллектуальных нарушений увеличивается почти в четыре раза, если человек ест много углеводов - это было доказано в исследовании, которое включало более 1200 человек от 70 до 89 лет.

Позже в исследовании, опубликованном в New England Journal of Medicine, было показано, что даже у людей со слегка повышенным уровнем сахара в крови, которых нельзя назвать диабетиками, риск развития деменции заметно выше, чем у людей с нормальным уровнем сахара.

"Идея о пользе обезжиренных продуктов, которая была вбита нам в головы и желудки, абсолютно беспочвенна и виновата в большинстве современных болезней" - эта мысль проходит красной нитью через всю книгу "Зерновой мозг". И вторая: "Слишком мало людей, которые понимают, что есть жир и быть жирным - это далеко не одно и то же".

У Перлмуттера нашлось немало оппонентов среди известных авторитетных врачей. Кто-то обвиняет его в передергиваниях, кто-то считает, что из правильных фактов, изложенных в книге, читатель, да и сам автор делают неправильные выводы. Например, особо впечатлительный человек по прочтении может полностью перейти на жирную животную пищу, вместе с углеводами вычеркнув из своего меню любые овощи, фрукты и ягоды. Некоторые осторожно замечают, что, возможно, Перлмуттер преувеличивает вред глютена. Однако все оппоненты соглашается с основной мыслью: мы слишком много едим углеводов, и это вредит нашему мозгу.

Делает ли кето-диета нас тупее?

В международных базах данных хранятся миллионы научных исследований. При желании в них можно найти доказательства диаметрально противоположных мыслей. Например, есть данные, что если лишить мозг глюкозы, то в краткосрочной перспективе это приведет к ухудшению памяти и замедлению реакций. "Мозгу нужна глюкоза, и низкоуглеводные диеты могут быть вредны для обучения, памяти и мышления," - говорит автор одного такого исследования, профессор психологии из Университета Тафтса Холли Тейлор.

Однако авторы не посмотрели толком, что происходит в долгосрочной перспективе. Конечно, если в одночасье лишить мозг всей глюкозы, которой он привык пользоваться за всю жизнь, для него это будет немалый стресс. Однако, со временем организм перестраивается на кетогенный путь обмена, при котором место глюкозы занимают кетогенные тела - продукты распада жирных кислот. Мозг привыкает к новому топливу, и качество его жизни даже повышается.

Например, в 2012 году была опубликована работа Роберта Крикориана и его коллег из Университета Цинциннати, в которой они сравнивали эффект от низкоуглеводной и высокоуглеводной диеты на 23 пожилых людях с умеренными интеллектуальными нарушениями. Через шесть недель у участников низкоуглеводной группы не только снизился уровень сахара и инсулина в крови, уменьшился вес и объем талии, но также улучшилась память. Причем, ее улучшение коррелировало со снижением уровня инсулина и повышением уровня кетоновых тел.

Впрочем, шесть недель, которые длился эксперимент профессора Крикориана, сложно назвать долгосрочным исследованием. Есть и более внушительные данные, которые если не обнаруживают пользы низкоуглеводной диеты, то уверенно доказывают ее безопасность. Эта работа австралийских ученых под руководством доктора Гранта Бринкуорта была опубликована в 2009 году в журнале Archives of Internal Medicine. В течение года авторы наблюдали за двумя группами людей, страдавших ожирением. Участники и той, и другой группы потребляли одинаковое количество калорий (около 1500 в сутки), но одни ели много жиров и мало углеводов, другие, наоборот, много углеводов и мало жиров. Через год и те, и другие похудели примерно одинаково - в среднем, на 14 килограммов. В течение и в конце года авторы оценивали с помощью стандартных тестов психологическое состояние и мыслительные способности. К концу года стало ясно, что низкоуглеводная высокожировая диета лучше укрепляет память, настроение и эмоциональное состояние.

Возможные объяснения

Еще в начале 1920 годов кетогенную диету использовали для лечения эпилептических припадков у детей. Врачи выяснили опытным путем, что частота и сила приступов зависит от количества сахара и крахмала в еде. Позже препараты оттеснили диетическое лечение на второй план, но в середине 1990х началась вторая волна интереса к этому подходу, после того как кето-диета помогла избавить от приступов ребенка голливудского продюсера Джима Абрахамса. Это произвело на Абрахамса настолько большое впечатление, что он снял основанный на этой истории фильм First Do No Harm с Мерил Стрип в главной роли.

Почему кетогенный обмен позволяет вылечить эпилепсию, а сахар провоцирует заболевания вроде болезни Альцгеймера? В своей колонке в журнале Psychology Today психиатр Эмили Динс излагает возможное объяснение, почему низкоуглеводная диета может оказывать благотворное влияние на мозг: "Когда мы переходим на кетоны в качестве основного топлива для мозга, мы также изменяем обмен аминокислот: снижается уровень глутамата - аминокислоты, которая в больших количествах может повреждать клетки. Снижая уровень глутамата, мы снижаем риск инсульта и создаем условия для восстановления нервных клеток."

Сам по себе глутамат - это главная сигнальная молекула, передающая возбуждение в нашем мозге. Однако из глутамата в мозге синтезируется многое, в том числе и ГАМК - главный тормозной медиатор, то есть молекула, которая, напротив, угнетает возбуждение. Слишком много возбуждения приводит к нейротоксичности, которая связана с эпилептическими приступами, а также с другими болезнями мозга, в том числе депрессией, биполярным расстройством, мигренями и деменцией. На кетогенной диете глутамат скорее превращается в ГАМК, и это, вероятно, объясняет благотворный терапевтический эффект диеты.

Но не только: само по себе снижение уровня глюкозы повышает порог возбудимости клеток мозга и, соответственно, порог начала приступов. И наоборот, чем больше глюкозы, тем больше возбудимость и склонность к приступам. Это может объясняться особенностями энергетического обмена, то есть событий, которые происходят в митохондриях нервных клеток. Митохондрии - это клеточные теплоэлектростанции, в которых сжигаются и глюкоза. и кетоновые тела. Еще лет 20 назад в биохимии было принято считать, что глюкоза - это предпочтительное, более "чистое" и эффективное топливо. Относительно недавно выяснилось, что все ровно наоборот: кетоновые тела более энергоэффективны, а сжигание глюкозы сильнее "коптит", то есть приводит к образованию большого количества свободных радикалов, повреждающих и митохондрии, и клетки в целом. А мы ведь помним, что мозг - самый энергоемкий орган в нашем теле, ему требуется очень много сил, чтобы постоянно переключаться с возбуждения на торможение и обратно, перекачивать через мембраны клеток глутамат, ГАМК и сотни других молекул. Конечно, если из крови в мозг постоянно поступает много глюкозы, то он будет использовать ее, как самый доступный ресурс. Однако, если прикрутить этот сладкий поток и подать в мозг больше кетоновых тел, то, как только клетки переключатся на новый способ обмена, их работа окажется более энергоэффективной и "экологичной".

Учитывая все это, известная со школы сентенция "мозгу нужна глюкоза"  выглядит совсем не убедительно. Скорее наоборот.

****