Чувствами голода и насыщения заведует гипоталамус (небольшая область в промежуточном мозге) — именно в нем, среди его ядер, находится центр голода (вентролатеральное гипоталамическое ядро). Первостепенная задача центра голода — следить за тем, чтобы человек был сыт. Он понимает это с помощью нервов, идущих от желудка и кишечника, и веществ, содержащихся в крови. Если концентрация глюкозы падает до определенного уровня, нейроны центра голода возбуждаются и начинают действовать. Например, из мозгового слоя надпочечников выделяется адреналин, который усиливает распад гликогена, чтобы повысить содержание глюкозы в крови до нормы. Этот полисахарид еще называют «запасным углеводом» — при голодании мозг функционирует именно с его помощью.
Гликоген откладывается в основном в печени, в мышцах, в меньшей степени — в почках и некоторых клетках мозга. Его запасов, как правило, хватает на 1–2 дня, хотя при большом объеме физической нагрузки гликоген может закончиться куда быстрее. В теории при исчерпании запасов человек может впасть в гипогликемическую кому, но обычно организм чувствует это заранее и от расщепления глюкозы переходит к ее биосинтезу — запускает процесс глюконеогенеза.
Этот процесс проходит преимущественно в печени и почках, а сырьем для него при голодании служат глицерин (из жировой ткани) и аминокислоты из мышечных тканей (результат разрушения белков). Таким образом, во время этого процесса утилизируется все, что может быть источником энергии. Жировые запасы переправляются в калории.
Кроме того, на этой стадии голодания начинаются гормональные изменения: уровень инсулина и гормона щитовидной железы трийодтиронина (ТЗ) падает и, наоборот, растет уровень глюкагона (этот гормон, стимулируя распад гликогена, способствует нормализации уровня глюкозы в крови) и обратного ТЗ конечного продукта метаболизма гормонов щитовидной железы).
Меняется поведение гормонов лептина и грелина — они сообщают мозгу об энергетических запасах. Уровень лептина в крови связан с жировыми запасами тела. Проникая в гипоталамус, он подавляет аппетит. В обычных условиях именно лептин — неслучайно его называют «гормоном сытости» — сигнализирует человеку о том, что энергозапасы пополнены и пора бы уже перестать есть. Вполне логично, что после начала голодания его уровень падает.
Грелин же, напротив, называют «гормоном голода». Он секретируется клетками желудка и тонкого кишечника и вообще оказывает довольно большое влияние на гомеостаз человека: способствует выделению гормона роста, влияет на углеводный и липидный обмены, в том числе стимулирует потребление пищи. В состояниях, когда энергетический баланс человека становится отрицательным (при голодании), экспрессия гена грелина возрастает.
Уровень грелина повышается непосредственно перед приемом пищи и быстро снижается после еды. При ограничении калорийности питания, а позже — голодании в организме наблюдается значительное повышение уровня гормона. Это лишь усиливает голод.
В какой-то момент — после 12–14 часов голодания — в организме также повышается число кетоновых тел (кетонов), хотя затем оно стабилизируется на неопасном для здоровья уровне. Мозг начинает прибегать к ним в качестве первичного источника энергии для центральной нервной системы, постепенно снижая потребность в глюкозе и, следовательно, в глюконеогенезе.
Кетоны — побочный продукт кетоза (состояния, в котором тело переходит к расщеплению жиров, высвобождая жирные кислоты и синтезируя кетоновые тела). Его не нужно путать с кетоацитозом — патологическим состоянием, при котором закисление организма может привести к смерти.
Если ранее в биохимии было принято считать более «чистым» и эффективным топливом для мозга именно глюкозу, то теперь с точки зрения энергоэффективности предпочтительнее именно кетоны. Сжигание глюкозы приводит к образованию большого количества свободных радикалов, повреждающих и митохондрии («наши клеточные электростанции», по выражению психиатра Эмили Динс), и сами клетки.
Кетоны называют «супертопливом»: считается, что мышцы и мозг более эффективно используют кетоны, поскольку они способны генерировать на 29% больше энергии, чем углеводы, белки и жиры. Именно кетоны, как утверждается, помогают при голодании почувствовать прилив сил и необычайную ясность ума.
Как на самом деле кетоны влияют на организм? Достоверных научных подтверждений тому, что кетоз может положительно влиять на работу мозга у здоровых людей, пока что нет.
Но кетонам же мы обязаны всем неприятным побочным эффектам голодания: слабость, ломота, сердцебиение, тошнота, головная боль и неприятный запах изо рта. Также не стоит забывать, что уровень кетонов в организме резко увеличивается не только на кетодиете или при целенаправленном голодании, но и когда человек злоупотребляет алкоголем или не держит под контролем сахарный диабет.
9
0
0