Знаменита кава Kopi Luwac (та, яку взяв персонаж Джека Ніколсона у фільмі «Список відра» або «Перед смертю») та найкраща арганова олія з Марокко (яка використовується для зволоження волосся та шкіри) мають щось спільне: насіння зібрані (або так припускається) із відходів тваринного походження. Кава від циветти (гризун, який живе в Індонезії, як на фото) та насіння Аргана від кіз, які піднімаються нагору, щоб з'їсти плоди. Вони користуються м’якоттю та викидають насіння. І це не єдине насіння, яке цілим проходить через травний тракт деяких тварин, у багатьох місцях курей годують цілою кукурудзою, яка виходить цілою і висівається разом з їх екскрементами, щоб вона швидше проростала.

доктор

Враховуючи, що ці тварини хочуть отримати якомога більше калорій із фруктів, включаючи насіння, рослини також добре зробили роботу, захищаючи своє потомство; Якщо насіння переживе травний тракт тварини, воно матиме потомство. Люди також беруть участь у своєрідному перетягуванні каната з їжею, яку ми їмо, в битві, в якій ми дуже погано вимірюємо відходи - калорії.

Їжа - це енергія для організму. Шлунково-кишкові ферменти в роті, шлунку та кишечнику розщеплюють складні молекули їжі на простіші структури, такі як цукру та амінокислоти, які надходять через кров до усіх наших тканин. Наші клітини використовують енергію, що зберігається в хімічних зв’язках цих молекул, для здійснення своєї звичайної діяльності. Ми обчислюємо енергію, доступну у всіх продуктах, з одиницею, відомою як калорія їжі, або кілокалорія - кількість енергії, необхідної для нагрівання одного кілограма води на один градус Цельсія. Жири забезпечують близько дев'яти калорій на грам, тоді як вуглеводи та білки - лише чотири. Клітковина пропонує пірричні дві калорії, оскільки ферменти в шлунково-кишковому тракті людини мають великі труднощі з розщепленням їх на менші молекули.

Калорії, які надходять на кожну етикетку продуктів, яку ви коли-небудь бачили, базуються на оцінках або близьких похідних даних від них. Однак ці підходи припускають, що лабораторні експерименти 19 століття, на яких вони базуються, точно відображають кількість енергії, яку різні люди з різними органами можуть отримувати з різних видів їжі. Нові дослідження показали, що це припущення є кращим, занадто спрощений. Для точного підрахунку загальної кількості калорій, яку отримує хтось із даної їжі, слід враховувати неймовірну різноманітність факторів, серед яких: чи еволюціонувала ця їжа, щоб пережити травлення; спосіб варіння їжі, запікання, мікрохвильова піч або смаження змінює її структуру та хімію; кількість енергії, яку організм використовує для розщеплення різних видів їжі; і навіть ступінь, в якій мільярди бактерій в кишечнику людини допомагають травленню, або навпаки, крадуть собі калорії.

[Щоб дізнатись більше про мікробіом, бактерії, що живуть у вашій кишці, натисніть тут]

Дієтологи починають вчитися достатньо, щоб - гіпотетично - покращувати показники калорій, але травлення виявляється настільки фантастично складною та безладною справою, що ми, мабуть, ніколи не матимемо формули для надійного підрахунку калорій.

Тверда кістка на тріщини
Недоліки в сучасному підрахунку калорій виникли в 19 столітті, коли американський хімік Уілбур Олін Атватер розробив систему - яка використовується і сьогодні - для розрахунку середньої кількості калорій в грамі жиру, білка та вуглеводів. Атвотер робив усе, що міг, але немає нормальної або середньої їжі. Кожен прийом їжі засвоюється по-своєму.

Подумайте, як овочі відрізняються своєю засвоюваністю. Ми їмо стебла, листя та коріння сотень різних рослин. Клітинні стінки рослин у стеблах і листі деяких видів набагато твердіші, ніж у інших видів. Навіть у межах однієї рослини твердість клітинних стінок може відрізнятися. Старі листя, як правило, мають міцніші клітинні стінки, ніж молоді або «ніжні». Взагалі кажучи, чим слабкіші або крихкіші клітинні стінки в рослинному матеріалі, який ми їмо, тим більше калорій ми отримуємо з нього. Кулінарія легко руйнує стінки таких овочів, як шпинат та кабачки, але маніока (наприклад, використовується в Колумбії та Бразилії) або китайський водяний каштан (Eleocharis dulcis) набагато стійкіші. Коли клітинні стінки залишаються міцними, їжа поглинає свої цінні калорії і проходить через наше тіло неушкодженими (як, наприклад, кукурудза у вигляді зерна кукурудзи).

Деякі частини рослин перетворилися на адаптацію або для того, щоб зробити себе більш приємними для тварин, або взагалі уникнути травлення. Деякі фрукти та горіхи вперше розвинулися в крейдовому періоді (між 145 та 65 мільйонами років тому), незабаром після того, як ссавці почали бігати між ніг динозаврів. Еволюція віддала перевагу фруктам, які були одночасно смачними і легко засвоюваними, щоб краще залучати тварин, які могли б допомогти рослинам розпорошити насіння. Він також віддав перевагу горіхам і насінню, які важко засвоювалися; врешті-решт, насіння та горіхи для виживання потребують кишечнику птахів, кажанів, гризунів та мавп для поширення генів, які вони містять.

Дослідження показують, що арахіс, фісташки та мигдаль засвоюються менш повно, ніж інші продукти з однаковим рівнем білка, вуглеводів та жиру, тобто вони виділяють менше калорій, ніж можна було б очікувати. Нове дослідження Джанет А. Новотні та її колег із Міністерства сільського господарства США виявило, що коли люди їдять мигдаль, вони отримують лише 129 калорій на порцію замість 170 калорій, зазначених на етикетці. Вони дійшли такого висновку, попросивши добровольців дотримуватися абсолютно однакових дієт для всього, крім кількості з'їденого мигдалю, та вимірюючи невикористані калорії в калі та сечі.

Навіть їжа, яка не перетворилася на переживання під час травлення, помітно відрізняється своєю засвоюваністю. Білки можуть вимагати до п’яти разів більше енергії для перетравлення, ніж жири, тому що наші ферменти повинні розкрити вузькі нитки амінокислот, з яких будуються білки. Однак маркування продуктів харчування не враховує цих витрат. Деякі продукти, такі як мед, використовуються настільки легко, що наша травна система витрачає мало енергії, щоб скористатися ними. Вони розпадаються в нашому шлунку і швидко ковзають крізь стінки кишечника в кров - це так легко.

Навіть деякі продукти харчування можуть спричинити активізацію імунної системи для виявлення та боротьби з будь-якими патогенами, які збиваються. Ніхто серйозно не оцінив, скільки калорій включає цей процес, але, ймовірно, це значна кількість. Трохи сирого м’яса може вмістити багато потенційно небезпечних мікробів. Навіть якщо наша імунна система не атакує жодного з потенційних збудників їжі, вона все одно використовує енергію, щоб відрізнити друга від ворога. Не кажучи вже про величезну потенційну втрату калорій, якщо прихований збудник в сирому м’ясі викликає діарею.

Рейчел Н. Кармоді (колишня студентка Врангема) та її співробітники годували дорослих мишей-самців або солодкою картоплею (солодкою картоплею або солодкою картоплею), або нежирною яловичиною. Він подавав ці продукти сирими та цілими, сирими та пюре, вареними та цілими, або вареними та пюре, і дозволяв мишам їсти скільки завгодно протягом чотирьох днів. Миші втрачали вагу близько чотирьох грамів, коли давали сиру солодку картоплю, але набирали вагу при приготуванні та пюре солодкої картоплі. Подібним чином миші набирали ще один грам маси тіла, споживаючи варене м'ясо замість сирого м'яса. Ця реакція має біологічний сенс. Тепло прискорює розпад, а отже, засвоюваність білків, а також виведення бактерій, імовірно зменшуючи енергію, яку імунна система повинна витратити на боротьбу з будь-якими патогенами.

Висновки Кармоді стосуються і промислової переробки. У 2010 році учасники дослідження, які споживали від 600 до 800 калорій на порції цільнозернового хліба з насінням соняшнику, зернових батончиків та сиру чеддер, витрачали вдвічі більше енергії на перетравлення цих продуктів, ніж люди, які їли однакову кількість білого хліба та «плавленого сиру». " Отже, люди, які їли цільнозерновий хліб, отримували на 10 відсотків менше калорій.

[Простий підрахунок калорій на той час призвів до розвитку легкої їжі, яка в багатьох випадках була невдалою для контролю ваги.]

Навіть якщо двоє людей їдять одну і ту ж солодку картоплю або шматок м’яса, приготовленого однаково, вони не отримають однакову кількість калорій. Кармоді та його колеги вивчали непородних мишей з дуже схожою генетикою. Однак у мишей були різні варіації щодо того, наскільки вони зросли або зменшились за певної дієти. Люди розрізняються майже за всіма ознаками, включаючи тонкі особливості, такі як розмір кишечника. Люди також відрізняються в залежності від конкретних ферментів, які вони виробляють. Певною мірою більшість дорослих не виробляє ферменту лактази, який необхідний для розщеплення лактозного цукру в молоці. Як результат, висококалорійне латте однієї людини є низькокалорійним (і викликає діарею) латте.

Подібно до того, як люди сильно відрізняються один від одного, так само відрізняється і мікробіом - те, що вчені вважали додатковим органом в людському тілі, спільнотою бактерій, що мешкає в товстій кишці. У людини в кишечнику домінують два типи бактерій - Bacteroidetes і Firmicutes. Дослідники виявили, що люди з ожирінням мають більше твердих речовин у кишечнику, і припустили, що деякі люди страждають ожирінням, частково, тому що надлишок бактерій змушує їх ефективніше переробляти їжу: замість того, щоб втрачатися як відходи, більше поживних речовин вони працюють на своєму шляху в обіг і, якщо не використовується, зберігається як жир. Інші мікроби існують лише у певних популяціях. Наприклад, у деяких японців в кишечнику є мікроб, який особливо добре підходить для збору водоростей. Виявляється, ця кишкова бактерія викрала гени у морської бактерії, яка харчується водоростями, що використовуються в сирих салатах з морських водоростей.

[Зміна кишкової флори може допомогти у контролі ваги, докладніше див. Тут]

Оскільки багато сучасних дієт містять так багато легкозасвоюваних оброблених продуктів, може бути, що зменшується популяція мікробів в кишечнику, які еволюціонували, щоб перетравити більше волокнистої речовини, яку наші власні ферменти не можуть. Якщо ми продовжуємо робити наш кишечник менш сприятливим середовищем для цих бактерій, ми можемо отримувати менше калорій з твердих продуктів, таких як селера, але більше з високоопрацьованих продуктів.

Мало хто намагався покращити кількість калорій на етикетках продуктів харчування, спираючись на наше сучасне розуміння травлення людини. Ми могли б модифікувати систему Atwater, щоб врахувати особливі проблеми з травленням, які ставлять горіхи. Ми навіть могли б зробити це горіх за горіхом або, загальніше, їжу для їжі. Однак такі зміни вимагають від науковців вивчати кожну їжу так само, як Новотний та його колеги досліджували мигдаль: по одному мішку стільця та банку сечі за раз. Найбільшою проблемою є модифікація тегів на основі того, як обробляються елементи; здається, ніхто не збирається докладати всіх зусиль для здійснення цієї важливої ​​зміни.

Доктор Мігель Анхель Гуаньєллі

Середземноморська дієта пропагує свіжу, мало оброблену та корисну їжу. Натисніть тут, якщо хочете дізнатись більше.

Стаття Роб Данна перекладена та адаптована (вільно) з Scientific American.

Відео на цю тему доступне тут (англійською мовою)