По этому же принципу поджелудочная железа производит инсулин, чтобы посредством этого гормона доставлять различные сообщения, которые в основном касаются потребления и хранения энергии.
ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИНСУЛИНЕ
КОГДА МЫ ЕДИМ, в желудке еда дробится на мелкие части, чтобы тонкому кишечнику было легче всасывать полезные вещества. Все продукты питания состоят из трех основных компонентов, называемых макронутриентами. Это белки, жиры и углеводы. Пищеварительная система обрабатывает их разными способами. Белки расщепляются на аминокислоты. Жиры расщепляются на жирные кислоты. Углеводы, которые представляют собой цепочку из молекул сахара, расщепляются на мелкие сахара, в том числе глюкозу. Микронутриенты – это питательные вещества, которые в сравнительно небольших количествах необходимы для поддержания здоровья. К ним относятся витамины и минералы.
Одна из функций инсулина заключается в помощи клеткам при усвоении глюкозы. Он открывает канал, по которому глюкоза попадает в клетку и там превращается в энергию. Гормоны находят клетки-мишени и соединяются со своими рецепторами на их поверхности. Этот процесс можно сравнить с поворачиванием ключа в замке. Только правильный гормон может открыть рецептор и доставить сообщение. Инсулин работает как ключ, который входит в замочную скважину на стенке клетки и открывает путь для глюкозы. Каждая клетка нашего тела может использовать глюкозу для получения энергии. Без инсулина глюкоза из кровотока не может попадать в клетку.
Недостаточно просто есть меньше и больше двигаться. Набором веса в реальности руководят более сложные механизмы, чем баланс соотношения калорий и спорта в вашей жизни.
При диабете первого типа аутоиммунное разрушение инсулин-производящих клеток приводит к аномально низкому уровню инсулина. Без ключей, которые могут открывать дверцы, глюкоза не может попасть внутрь клеток и обеспечивать их энергией. Она накапливается в крови, а клетки начинают испытывать голод. В результате больной худеет, невзирая на то, сколько он ест. Это происходит потому, что его тело не может правильно использовать полученную энергию. Ненужная энергия выводится из организма вместе с мочой, вызывая истощение пациента. Без лечения диабет первого типа приводит к гибели больного.
Когда человек, не страдающий от диабета первого типа, потребляет пищу, у него поднимается уровень инсулина, и глюкоза попадает в клетки, чтобы обеспечить организм необходимой энергией. Избыток энергии отправляется в кладовые, где ожидает дальнейшего использования. Некоторые углеводы, в частности, сахар и рафинированные зерновые продукты сильно поднимают уровень глюкозы в крови, в результате чего происходит выброс инсулина. Белки тоже стимулируют выброс инсулина, но не поднимают уровень глюкозы. В то же время они повышают выработку таких гормонов, как глюкагон и инкретин. Жиры минимально повышают как уровень глюкозы, так и уровень инсулина.
Любого человека можно сделать толстым, делая ему инъекции инсулина. Этот гормон приказывает организму запасать жир, из-за него мы сильнее чувствуем голод и начинаем есть.
Инсулин выполняет еще одну важную функцию: он сообщает печени о приближении нутриентов. Интестинальное кровообращение, также называемое кровообращением в системе воротной вены, доставляет в печень аминокислоты и сахар, где они подвергаются дальнейшей обработке. При этом жирные кислоты всасываются напрямую, им нет нужды проходить через печень для того, чтобы попасть в кровоток. Так как участие печени не требуется, то и работа инсулина здесь не нужна. Чистые жиры не изменяют уровень инсулина в организме.
Как только организм получил достаточное количество энергии для жизнедеятельности, инсулин дает сигнал начать запасать энергию для использования в будущем. Наше тело использует углеводы для того, чтобы обеспечивать энергией мышцы и центральную нервную систему, а излишек энергии в форме глюкозы направляется к печени. Аминокислоты необходимы для формирования белка, например, роста мышц, кожи и соединительной ткани, но печень превращает избыток аминокислот в глюкозу, потому что наш организм не умеет запасать аминокислоты в чистом виде.
Энергия, полученная с пищей, может храниться в двух видах: как гликоген и как жир. Переизбыток глюкозы, который образуется из белка или из углеводов, собирается вместе в длинную цепь и формирует молекулу гликогена, которая отправляется на хранение в печень. Гликоген быстро превращается обратно в глюкозу, если каким-либо клеткам тела необходима энергия, попадает в кровоток и разносится по организму. Скелетные мышцы тоже умеют накапливать гликоген, но использовать его в дальнейшем для получения энергии могут только те клетки, внутри которых он накапливается.
В печени может храниться ограниченный запас гликогена. Как только хранилище для гликогена в печени заполняется, оставшаяся глюкоза превращается в жир посредством неолипогенеза. «Нео» означает «из нового». Липогенез означает «создание жира». Полностью термин расшифровывается как «создание нового жира». Инсулин заставляет печень превращать избыточную глюкозу в новый жир в форме молекул триглицеридов. Новосформированный жир покидает печень и направляется на хранение в жировые клетки. В будущем он готов обеспечивать организм энергией, когда она потребуется. По существу, организм хранит избыточную энергию в виде сахара (гликогена) или в виде жира. Инсулин – это сигнал окончить сжигать сахар и жир и начать их запасать.
Этот естественный процесс запускается, когда мы заканчиваем прием пищи (и переходим в режим голодания), а значит, наш организм нуждается в энергии. Хотя слова «голодание» или «пост» мы чаще употребляем, чтобы обозначить добровольное ограничение некоторых продуктов питания из своего рациона или полное воздержание от приемов пищи, если это требуется, например, для выполнения медицинской процедуры или по причине религиозного праздника, в действительности термином «пост» можно обозначить любой по продолжительности отрезок времени между приемами пищи, когда мы не едим. Таким образом, в период поста наше тело полагается на внутренние запасы энергии, то есть расщепляет гликоген и жир.
Рисунок 5.1. Хранение энергии, получаемой вместе с пищей, в виде сахара или жира
Через несколько часов после еды уровень глюкозы в крови опускается, а за ним начинает снижаться и уровень инсулина. Чтобы добыть энергию, печень начинает превращать гликоген обратно в глюкозу и выпускает ее в кровоток. Происходит процесс, обратный выработке гликогена. В основном он происходит ночью, так как ночью человек не ест.
Гликоген обладает высокой доступностью, но его количество ограничено. Во время кратковременного голодания (двадцать четыре или тридцать шесть часов без пищи) гликоген обеспечивает весь организм глюкозой, которая необходима для нормального функционирования. В период более длительного поста печень производит глюкозу из жира, накопленного в теле. Этот процесс носит название глюконеогенез, что буквально означает «создание нового сахара». В двух словах, жир сжигается для получения энергии. Происходит процесс, обратный накоплению жира.
Рисунок 5.2. Глюконеогенез: процесс, обратный накоплению гликогена
Процесс накопления и сжигания энергии происходит ежедневно. При нормальных условиях эта отлаженная, сбалансированная система в состоянии сама себя контролировать. Мы едим, концентрация инсулина повышается, энергия «запечатывается» в виде гликогена и жира. Мы постимся, инсулин снижается и тело «распечатывает» энергию из гликогена и жира. Если приемы пищи (высокий инсулин) уравновешены с воздержанием от пищи (низкий инсулин), то в организме не накапливается лишний жир.
У инсулина есть еще одна функция, связанная с запасанием энергии. Когда хранилище гликогена в печени переполнено, в ней не остается места для нового жира, созданного путем неолипогенеза. Тогда молекулы триглицеридов связываются вместе специальным белком – липопротеином, который производится в печени и попадает в кровоток в форме липопротеинов низкой плотности. Инсулин активирует гормон «липопротеиновая липаза», который приказывает жировым клеткам – адипоцитам – удалить триглицериды из кровотока и отправить на длительное хранение в отдаленные «складские помещения». Таким образом, переизбыток углеводов и белков может длительное время храниться в жировой ткани.
Чрезмерно высокая концентрация инсулина приводит к наращиванию жировой ткани и ожирению. Каким образом? Если периоды потребления количественно превышают периоды голодания, то обилие инсулина в организме приводит к аккумуляции жира. Переизбыток инсулина неустанно дает печени команды продолжать вбирать в себя глюкозу, а значит, постоянно производить жир посредством неолипогенеза. При нормальных условиях, если периоды высокого инсулина (потребление пищи) сменяются периодами низкого инсулина (голодание), то вес тела остается стабильным. Если в организме постоянно высокий уровень инсулина, то тело постоянно получает команды заготавливать энергию впрок в виде жира.
ИНСУЛИН: ПРИЧИНА ПОЛНОТЫ ТЕЛА И ОЖИРЕНИЯ
ИНСУЛИН НАЗНАЧАЮТ ДЛЯ ПОНИЖЕНИЯ уровня сахара в крови диабетикам как первого, так и второго типов. Все доктора, как и все их пациенты, знают, что главным побочным эффектом инсулина является появление лишнего веса. Это сильный аргумент в пользу того, что гиперинсулинемия (повышенный уровень инсулина в крови) вызывает ожирение. Кроме того, существуют и другие подтверждающие факты.
Инсулиномы – это редкие опухоли, которые постоянно секретируют инсулин в больших объемах. В результате снижается уровень глюкозы в крови, и постоянно растет лишний вес, что подчеркивает влияние инсулина на организм. Хирургическое удаление опухолей приводит к похудению больного. Таким же образом препараты сульфонилмочевины (лекарства для диабетиков) стимулируют организм производить больше естественного инсулина. Главным побочным эффектом стимуляции секреции инсулина является появление лишнего веса. Хотя тиазолидиндионы, которые применяют для лечения диабета второго типа, не повышают уровень инсулина, они все равно усиливают эффект инсулина. Каков результат? Низкий сахар крови и лишний вес.