Поскольку все положительно заряженные ионы водорода соединены вместе, существует электрохимическая сила, выталкивающая их, чтобы уравновесить заряд по обе стороны внутренней мембраны. Но для ионов водорода есть только один способ покинуть эту западню: специальный портал во внутренней мембране, который работает как турникет. Ионы водорода проходят через турникет, приводимые в движение электрическим зарядом. Когда он вращается, то заставляет вместе молекулы АДФ и фосфата образовывать АТФ. Это настоящий мотор, производящий тридцать два АТФ. Сложная хореография электронов и ионов водорода, танцующих вдоль внутренней мембраны, называемая окислительным фосфорилированием, — это основной генератор энергии, который питает тело.
Но что же происходит с самой молекулой глюкозы, с атомами углерода, кислорода и водорода, о которых мы начали говорить в самом начале? Помните, что именно энергия удерживает их в связанном состоянии. А атомы углерода и кислорода, составляющие 93 % массы молекулы глюкозы, превращаются в углекислый газ (CO2) при трансформации глюкозы и в пируват в цикле Кребса (см. Рис. 2.1). Водороды соединяются с кислородом в конце окислительного фосфорилирования, образуя воду, Н2О (см. Рис. 2.1). Мы едим углеводы только для того, чтобы выдыхать их, наполняя воздух вокруг скелетами картофеля прошлого. Оставшаяся часть превращается в капли воды в океане нашего организма.
Сжигание и получение жира и переход на кето-диету
Мы используем точно такие же этапы аэробного дыхания для сжигания жира. Вместо того чтобы взяться за молекулу глюкозы, мы начинаем с триглицерида. Это может быть жир из свежей пиццы, которую мы только что съели, молекула, упакованная в хиломикрон или недавно выпущенная из обильных жировых запасов. Независимо от их источника, триглицериды расщепляются на жирные кислоты и глицерин и превращаются в ацетил-КоА (сначала глицерин трансформируется в пируват; Рис. 2.1). И точно так же, как глюкоза, атомы углерода, кислорода и водорода, которые составляют эти жирные кислоты и глицерины, выдыхаются в виде CO2 или преобразуются в воду. Помимо небольшой доли, которая превращается в жидкость, жир, который вы сжигаете, покидает тело, выделяясь через легкие. Вы выдыхаете свою пищу.
Если мы сжигаем много жира, независимо от того, сидим ли мы на чрезвычайно низкоуглеводной диете или голодаем, часть образующегося ацетил-КоА преобразуется в молекулы, называемые кетонами. Большая их часть образуется в печени. Кетоны — это своего рода передвижная версия ацетила-КоА, и она может путешествовать в кровотоке к другим клеткам, превращаться в ацетил-КоА и использоваться для производства АТФ. Как и в случае многих метаболических преобразований, большая часть кетонов производится в печени, однако применение им находится во всем организме. Именно такой путь продвигают последователи кетогенных диет: они потребляют много жиров и белков и отказываются от углеводов. При прекращении движения углеводных поездов вся активность переключается на жировые и белковые пути (см. Рис. 2.1).
Поскольку кетоны путешествуют вместе с кровью, они появляются и в моче. Любопытные и скучающие могут купить тест-полоски без рецепта в большинстве аптек. Присутствие кетонов в моче сигнализирует о том, что организм находится на стадии кетогенеза и использует жир для получения энергии.
Как только вы познакомитесь с жировыми и глюкозными путями в организме (см. Рис. 2.1.), вы поймете, почему крайне низкоуглеводные, кетогенные рационы, такие как система питания Аткинса или модная палеодиета (которая, как мы увидим в Главе 6, вовсе не палео), могут привести к значительной потере жира. Без углеводов единственный способ получения ацетил-КоА — это сжигание жира. Конечно, вы также можете использовать белки, превращая аминокислоты в кетоны или глюкозу (некоторые аминокислоты даже образуют молекулы, которые могут скакать в середине цикла Кребса, как ребенок, прыгающий через двойную скакалку). Но белок, как правило, является второстепенным игроком с точки зрения ежедневных энергетических затрат. Жир является основным топливом на низкоуглеводной диете, и, если вы потребляете меньше калорий, чем тратите, дефицит будет восполнен сжиганием накопленного жира для получения энергии. Часть будет переработана в кетоны перед сжиганием. Например, мозг особенно разборчив в еде и обычно использует глюкозу только для метаболизма, но, если ее нет, он переключается на сжигание кетонов.
Темная сторона преобразования жиров в энергию заключается в том, что дорожки идут в обе стороны. Как показано на Рис. 2.1, молекула сахара (глюкоза или фруктоза) может превратиться в ацетил-КоА, а затем перейти на путь жирных кислот вместо того, чтобы войти в цикл Кребса, и вуаля! Сахар превращается в жир. Это тот же самый процесс, который используется для преобразования жира в КoA, просто в обратном направлении.
На самом деле, как и любая хорошая, гибкая транзитная система, наши метаболические пути эволюционировали, чтобы реагировать на условия движения и отправлять молекулы в наиболее разумные места назначения
[17]. Съели больше сахара, чем нужно? Организм превратит глюкозу и фруктозу в гликоген. Запасы гликогена полны? Излишки сахара превратятся в ацетил-КоА. Если поезд цикла Кребса переполнен из-за низкой потребности в энергии, начните посылать ацетил-КоА в жир. И всегда есть много свободного места. Запасы гликогена пополняются, и вы не можете хранить избыточный белок, но нет предела тому, сколько жира может накопить организм.
И именно поэтому мы должны очень осторожно подходить к любым диетам, нацеленным на одно конкретное питательное вещество (как к герою или злодею в вопросе похудения). Ничто не принесет вам пользу, если этого будет слишком много. Любые калории, которые не сжигаются, независимо от того, являются ли они крахмалом, сахарами, жирами или белками, превратятся в дополнительную ткань в теле. Если вы беременны или набираете массу в тренажерном зале, эта дополнительная ткань может быть полезной вещью, такой как органы или мышцы. Но если это не так, то эти лишние калории, независимо от их первоначального пищевого источника, в конечном итоге превратятся в жир. Это основа, которую мы должны понять, чтобы начать говорить обо всех реальных сложностях питания и метаболического здоровья. Мы еще поговорим о диетах и доказательствах того, что работает, а что нет, в Главах 5 и 6.
Отравленные растениями
Может быть, лучше жить в блаженном неведении? Я, конечно, вижу аргументы в пользу этого. Гораздо легче пережить день, когда чувствуешь, что мать-природа хочет наградить теплыми объятиеми и что естественный мир и даже твои собратья очень хорошие. Боль и смерть неизбежны, но только потому, что мы неуклюжи, подвержены ошибкам и не созвучны направляющим гармониям вселенной. Если бы мы только ощутили кармический поток, были щедрыми и добрыми, мир, несомненно, ответил бы взаимностью. Если бы только мы могли вернуться в естественное состояние, как наши предки, охотники и собиратели.
