Что такое метаболизм?
Для начала кратко разберём основные понятия — это необходимо для последующего понимания темы.
Метаболизм представляет собой совокупность всех биохимических процессов, происходящих в клетках организма, в результате которых осуществляется обмен веществ и энергии. Он охватывает как анаболические реакции (создание новых молекул), так и катаболические (разложение веществ с выделением энергии).
Энергетические потребности организма определяются текущими условиями. Когда человек находится в состоянии покоя, метаболическая активность минимальна. При выполнении физических действий, таких как ходьба, метаболизм активизируется — мышцы начинают потреблять больше энергии. При одновременном приёме пищи и движении активируются пищеварительные процессы, что дополнительно увеличивает общий уровень метаболизма.
Учитывая различные состояния, в которых может находиться организм, метаболизм следует разделять на несколько основных компонентов:
Метаболизм покоя — это количество энергии, необходимое для
поддержания жизненно важных функций организма в состоянии полного покоя, без
активности и при условии отсутствия приёма пищи.
Термический эффект пищи — энергозатраты, связанные с
процессами переваривания, всасывания и транспорта питательных веществ через
желудочно-кишечный тракт.
Метаболизм физической активности — энергия, необходимая для
перемещения тела в пространстве, поддержания осанки (стоя, сидя), а также
любой другой двигательной активности.
Метаболизм физической активности можно подразделить на два типа: метаболизм, связанный с целенаправленными тренировками — требует сознательных усилий и, как правило, отличается по интенсивности от повседневной активности, и метаболизм бытовой активности — включает в себя все непроизвольные или малозаметные движения в течение дня.
До 70% всей суточной энергии расходуется именно на метаболизм покоя. Даже при отсутствии активности организм продолжает тратить значительные ресурсы на поддержание функционирования внутренних органов.
Примерно 15% энергии приходится на спонтанную физическую активность, не связанную с тренировками.
Физические тренировки составляют в среднем 5–10% суточных энергозатрат, поскольку для большинства людей продолжительность упражнений ограничена 1–1,5 часами в день, тогда как обычная двигательность занимает 14–16 часов. Несмотря на более высокую интенсивность, тренировки уступают в суммарном расходе энергии повседневной активности.
Разумеется, эти значения приблизительны и зависят от образа жизни. У профессионального спортсмена доля энергии, затрачиваемой на тренировки, может достигать 50% суточного расхода, тогда как у человека с сидячим образом жизни структура энергозатрат будет ближе к приведённой на схеме.
Для любителей спорта сложно добиться высокого расхода энергии за счёт тренировок, поскольку их объём ограничен физическими возможностями и уровнем выносливости.
На переваривание пищи затрачивается в среднем около 10% суточной энергии. Этот показатель может варьироваться в зависимости от состава тела (например, от процента жировой ткани), однако отклонения, как правило, несущественны.
Распространённое заблуждение о «замедленном метаболизме»
В быту понятие «замедленный метаболизм» нередко используется для объяснения набора веса, однако чаще всего под этим термином подразумевается совокупная энергетическая активность организма без учёта её компонентов. Это приводит к ошибочным интерпретациям.
Метаболизм, как совокупность различных процессов, необходимо анализировать по составляющим. Только в таком случае можно корректно сравнивать показатели между людьми или группами.
Такой подход позволяет сделать неутешительный вывод для тех, кто объясняет трудности в снижении массы тела исключительно «медленным метаболизмом».
Миф об ускоренном или замедленном метаболизме покоя
Уровень метаболизма в состоянии покоя может незначительно варьироваться между людьми, однако в большинстве случаев эти различия минимальны и не объясняют существенных расхождений в массе тела или способности к похудению.
У всех здоровых людей обмен веществ подчиняется единым физиологическим принципам. Существенно ускорить метаболизм без ущерба для здоровья практически невозможно. Исключение составляют патологические состояния, такие как гипертиреоз, лихорадка или злокачественные новообразования, которые сопровождаются повышенным метаболизмом.
При ожирении также могут происходить изменения метаболических процессов, но в большинстве случаев они являются следствием избыточной массы тела, а не её первопричиной. Таким образом, нарушение метаболизма при ожирении, как правило, возникает в результате патологического состояния, а не предшествует ему.
Для анализа различий в метаболической активности между людьми целесообразно обратиться к систематическому обзору исследований по этой теме.
Согласно приведённым данным, индивидуальные колебания скорости метаболизма покоя в популяции не превышают 5–8%.
Это означает, что в пределах одного стандартного отклонения (охватывающего примерно 68% населения) различия составляют от 5% до 10% от средней величины метаболизма покоя, а при двух стандартных отклонениях (около 96% населения) — от 10% до 16%.
Таким образом, у большинства людей метаболизм покоя отличается не более чем на 300 ккал в сутки.
Следует учитывать, что в этом обзоре рассматривались показатели без учёта таких факторов, как пол, возраст, рост и масса тела. Поэтому зафиксированное различие в 600 ккал между 5-м и 95-м процентилем скорее отражает физиологические отличия между, например, миниатюрной женщиной и мужчиной высокого роста, а не индивидуальные особенности метаболизма при одинаковых антропометрических характеристиках. Очевидно, что человек с большей массой тела тратит больше энергии.
При анализе подгрупп по половому признаку, без учёта других переменных, различия в метаболизме покоя существенно сокращаются. Согласно результатам исследования среди лиц в возрасте от 20 до 60 лет , разница между крайними значениями (5 и 95 процентиль) составляет ±139 ккал у женщин и ±173 ккал у мужчин.
Эти значения не могут служить объяснением значительных расхождений в массе тела между людьми, особенно в случаях, когда речь идёт о дефиците или избытке 1000 ккал в сутки.
Дополнительным фактором, влияющим на метаболизм покоя, является масса внутренних органов: органы обладают высокой метаболической активностью , и их размер, как правило, коррелирует с общим ростом и массой тела человека.
Таким образом, если провести более строгую стратификацию выборки — по полу, росту, весу, возрасту и телосложению, — то разброс в метаболизме покоя среди физиологически схожих людей стремительно сокращается. Вероятность встретить человека, у которого базовые энергозатраты на 600 ккал выше, чем у другого, составляет лишь около 0,5%. В подавляющем большинстве случаев такая разница будет обусловлена большей массой тела и общей площадью тела, а не индивидуальными особенностями метаболизма.
В действительности метаболизм покоя определяется количеством метаболически активной ткани — именно клетки выполняют все энергетические процессы в организме. Поэтому у людей с большей мышечной массой, органами и поверхностью тела метаболизм выше, а у миниатюрных — ниже.
Если сравнить эквивалентную массу клеток — например, 1 кг тканей от двух мужчин разного роста — уровень метаболизма у этих клеточных единиц будет идентичным. Однако суммарные энергозатраты организма будут выше у более крупного человека из-за большего общего объёма клеточной массы.
Безопасным и эффективным способом повышения метаболизма является увеличение объёма активной клеточной массы, прежде всего — скелетной мускулатуры. При этом 1 кг мышечной ткани в состоянии покоя расходует около 15 ккал в сутки, что является умеренным, но стабильным вкладом в общий энергетический баланс.
Возвращаясь к вышеупомянутому обзору исследований , следует отметить ещё один важный вывод, представленный в нём. Авторы подчёркивают:
«Общие суточные энергозатраты у людей варьируются в несколько раз не из-за изменения скорости метаболизма в состоянии покоя , термогенеза, вызванного диетой, или термогенеза при физической нагрузке, а скорее из-за вариаций в нетренировочной активности.»
Это означает, что основное различие в энергетических затратах между людьми обусловлено не базовыми метаболическими показателями, а объёмом спонтанной и повседневной физической активности, не связанной с тренировками.
Метаболизм активности
Активная клеточная масса функционирует у всех людей по единым биологическим принципам и подчиняется действию одних и тех же генетических механизмов. В связи с этим масса покоя не может рассматриваться как основной фактор различий в обмене веществ между людьми. Существенные различия обусловлены характером использования этой активной массы.
Ключевые индивидуальные различия проявляются в уровне повседневной физической активности, особенно в так называемой неосознанной или бытовой активности. Уровень такой активности может существенно различаться: одни люди склонны к постоянному движению, тогда как другие ведут преимущественно сидячий образ жизни.
Повседневные движения зачастую воспринимаются как незначительные и не рассматриваются в контексте энергозатрат. Подъем со стула, перемещения по комнате, жесты или мелкие движения — все это обычно игнорируется при оценке уровня активности. Однако именно такие элементы нетренировочной активности формируют значительную часть суточного энергопотребления.
В одном из исследований участники находились в метаболических камерах в условиях ограниченной подвижности: они могли только сидеть, лежать или кратковременно перемещаться. Ниже представлено изображение таких камер:
Согласно полученным данным, разница в суточных энергозатратах между испытуемыми, скорректированная по массе тела, составляла от 100 до 800 килокалорий, несмотря на идентичные условия и одинаковый уровень основного обмена. Главным фактором расхождения исследователи определили феномен «fidgeting» (неконтролируемая двигательная активность, или суетливость).
Повседневная активность систематически недооценивается, в то время как значимость тренировочной активности, напротив, часто переоценивается. Это связано с тем, что тренировки сопровождаются ощущением усилия, потоотделением и сосредоточенной волевой деятельностью. Визуально выраженная интенсивность создает иллюзию высокой энергетической стоимости.
Однако вклад структурированных тренировок в общий суточный расход энергии сравнительно невелик. При этом большинство людей не могут объективно оценить свою повседневную двигательную активность, поскольку она не фиксируется сознательно и не поддается точному воспроизведению в памяти. Это затрудняет реальную самооценку объема бытовых нагрузок.
Осознание двигательной активности у человека ограничено. Осознанная деятельность переоценивается, поскольку связана с усилием воли, а фоновая — игнорируется. При этом именно фоновая двигательная активность вносит наибольший вклад в энергетический баланс.
Таким образом, утверждение о том, что физическая активность в виде тренировок обязательно ведет к снижению массы тела, является методологически уязвимым. Энергозатраты на тренировке могут быть незначительными, а последующее снижение повседневной активности способно компенсировать этот эффект. В то же время другой человек, не выполняя целенаправленных тренировок, может тратить больше энергии за счет высокой спонтанной активности, что делает общий энергетический баланс у таких людей сравнимым.
Миф о невозможности снижения веса при потреблении 1000 ккал
Существует мнение, что ежедневное потребление 1000 килокалорий и высокая двигательная активность в течение дня могут не приводить к снижению массы тела.
Согласно ряду научных исследований , суммарные энергозатраты только пяти наиболее метаболически активных органов — мозга, печени, сердца, почек и легких — могут достигать 1385 килокалорий в сутки. Это значение не учитывает дополнительных затрат на поддержание других физиологических процессов и работу скелетной мускулатуры.
При дефиците калорий метаболизм действительно может замедляться в результате адаптационных механизмов, однако снижение до уровня, при котором 1000 килокалорий становится достаточным для поддержания всех функций организма и физической активности, представляется крайне маловероятным. Такое замедление означало бы полное прекращение работы жизненно важных органов, что несовместимо с жизнью.
Даже при наличии так называемого «энергосберегающего фенотипа», выраженной чувствительности к калорийности рациона и адаптивных метаболических механизмов, 1000 килокалорий в сутки, с физиологической точки зрения, должно обеспечивать отрицательный энергетический баланс и приводить к снижению массы тела. Адаптация к столь низкой калорийности имеет физиологические пределы, и полноценное функционирование организма в сочетании с физической активностью при таком уровне потребления энергии невозможно без дополнительных источников энергии — то есть за счёт массы тела.
В то же время исследования, посвященные экстремально низкокалорийным диетам , показали, что при потреблении 420, 600 и 800 килокалорий в сутки на протяжении шести месяцев не наблюдалось существенных различий в потере массы тела между группами. Это свидетельствует о сложной и нелинейной связи между дефицитом калорий и динамикой массы тела, обусловленной множеством факторов — включая гормональные, поведенческие и метаболические механизмы адаптации.
Один из обзоров указывает, что диеты с энергетической ценностью 400 и 800 ккал в сутки не дают принципиально различных результатов по снижению массы тела.
Возникает вопрос: почему столь значительная разница в потреблении энергии не приводит к существенным отличиям в результатах? Возможно, дело в метаболической адаптации или искажениях при учете потребления.
Исследования последовательно подтверждают, что субъективные данные о потреблении пищи нередко недостоверны. По данным одного из обзоров , систематическое занижение отчетов о потребленных калориях является распространенным явлением.
Степень искажения зависит от различных факторов, включая массу тела, уровень дохода и образования, пол и психологические особенности.
В исследовании с участием однояйцевых близнецов (Nature, 2009) участники с ожирением в среднем занижали калорийность своего рациона на 800 ккал в сутки, тогда как близнецы с нормальной массой тела — примерно на 400 ккал.
Другое исследование показало , что занижение потребления достигало 2000 ккал в день, несмотря на предварительное информирование участников о предстоящей проверке достоверности их отчетов.
Попытки создать условия, в которых участники будут мотивированы предоставлять точные данные, не всегда успешны. Так, даже в исследованиях, где испытуемым выплачивалось вознаграждение и отсутствовал риск социальной оценки, респонденты продолжали искажать информацию о потреблении пищи.
Уровень профессиональной подготовки также не гарантирует точности. В исследовании с участием 10 женщин-диетологов и 10 участниц из других профессий с одинаковыми антропометрическими характеристиками, даже диетологи недооценивали собственное потребление (в среднем на 223±116 ккал/сутки), тогда как другие участницы — на 429±142 ккал/сутки.
Таким образом, если человек заявляет о потреблении менее 1000 ккал в сутки и отсутствии потери массы тела, наиболее вероятное объяснение — недооценка реального потребления. С физиологической точки зрения такая калорийность недостаточна даже для поддержания базового метаболизма у взрослой женщины с минимальной физической активностью.
Причины занижения разнообразны: неправильная оценка порций, неточные сведения о составе продуктов, утомляемость от постоянного учета, а также ошибки, связанные с неточностью маркировки пищевых продуктов. Согласно данным исследований , отклонения в реальной калорийности продуктов от указанных на упаковке могут составлять 8–18%.
Также нельзя исключать, что снижение массы тела действительно происходит, но не соответствует субъективным ожиданиям. Например, потеря 1 кг за месяц может восприниматься как отсутствие прогресса. Отсутствие понимания механизмов колебаний массы тела, связанных с задержкой жидкости, стрессом или недосыпом, также может искажать восприятие результатов.
В обобщении следует отметить, что данные научных исследований показывают: многие участники занижают оценку потребления пищи, демонстрируя несоответствие между отчетами и реальными показателями. Это может быть следствием как психологических факторов, так и организационных сложностей ведения точного учета. Кроме того, индивидуальные ожидания относительно темпа снижения массы тела могут быть нереалистичными, что дополнительно усложняет восприятие эффективности диеты.