Об идеальной пище и идеальном питании

Создание идеальной пищи представлялось важным по многим причинам, и прежде всего в связи с тем, что ряд заболеваний, притом наиболее тяжелых, возникает от дефектного питания. Далеко не полный список этих заболеваний представлен в табл. 2.1. Как можно видеть из этой таблицы, при потреблении высококалорийных продуктов развиваются такие распространенные сердечно-сосудистые болезни, как гипертония, атеросклероз и др., диабет, болезни желудочно-кишечного тракта, печени и др. Дефектное питание является также причиной нарушений физического и умственного развития человека и снижения его так называемых физиологических стандартов. Одним из примеров отрицательных последствий неправильного питания в индустриальных обществах служит переедание, результатом которого являются избыточный вес и ожирение. В частности, в настоящее время ожирением страдает более 20% населения нашей страны. Это заболевание, как правило, сопровождается нарушением обмена веществ, а также целым букетом заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых, и приводит к преждевременному старению.

Биохимический анализ веществ, необходимых для обеспечения жизнедеятельности организма, привел к заключению, что создание идеальной пищи может быть в конечном итоге обеспечено промышленным путем. Переход от сельскохозяйственного производства продуктов питания к промышленному означал бы новую величайшую революцию в истории человечества. Это неоднократно подчеркивал один из крупнейших ученых нашей страны А. Н. Несмеянов, посвятивший многие годы своей жизни проблеме создания синтетической пищи индустриальными методами. Наконец, становится все более очевидным, что идеальная пища должна быть достаточно индивидуализированной.

Научное определение идеальной пищи было сформулировано с позиций теории сбалансированного питания (см. гл. 2), которая была развита благодаря расцвету экспериментальной европейской науки. Детали теории сбалансированного питания охарактеризованы выше, а сейчас следует отметить лишь то, что, с точки зрения теории сбалансированного питания, идеальная пища - это пища, которая содержит в оптимальных соотношениях все компоненты, необходимые для постоянного состава и жизнедеятельности организма. Следовательно, в идеальной пище нет ни балластных, ни вредных веществ, типичных для обычной природной (т. е. естественной) пищи. Отсюда возникли попытки улучшить и обогатить пищу путем удаления балласта и токсических соединений, причем полезные компоненты должны содержаться в ней в оптимальных соотношениях.

Идея идеальной пищи, целиком составленной из необходимых веществ в их оптимальных пропорциях, в середине XX в. казалась особенно привлекательной. Такой расцвет данной идеи был обусловлен многими причинами, и в первую очередь быстрым развитием ряда наук, в частности химии и химической технологии, а также космонавтики с ее потребностями в идеальной пище. Детальное обсуждение этих причин уходит далеко за пределы данной главы (отчасти это сделано в других главах), но они в первом приближении понятны каждому человеку.

Первые попытки создать идеальную пищу и идеальное питание были весьма обнадеживающими. Тем не менее довольно быстро выяснилось, что идея чревата неожиданными осложнениями, которые в конечном итоге привели к пересмотру взглядов не только на идеальную пищу и идеальное питание, но и на классическую теорию сбалансированного питания. Как мы неоднократно отмечали, в настоящее время происходит формирование новой теории адекватного питания, существенно отличающейся от классической (см. гл. 3). Подробнее основные положения обеих теорий были рассмотрены ранее. Здесь же будут освещены лишь те аспекты, которые важны в связи с рассмотрением проблемы идеальной пищи и идеального питания, а также в связи с реальной оптимизацией питания современного человека и человека в будущем.

5.3. Проблема питания и эволюция человека

Идея сконструировать идеальную пищу и сделать питание идеальным, дать пищу всем голодающим, предупредить многочисленные заболевания, и в конечном итоге изменить природу человека казалась чрезвычайно привлекательной. Действительно, в далеком прошлом произошла одна из величайших революций, а именно переход от охоты и собирательства к землепашеству и скотоводству, а затем к индустриальному изготовлению продуктов питания. Предполагалось, что создание искусственной пищи позволит восстановить экологию, причем отпадет проблема критических и некритических природных ситуаций для урожаев и т. д. (Несмеянов, Беликов, 1965).

Рис. 5.1. Череп современного человека и череп предполагаемого человека будущего (по: Быстров, 1957).

Тем не менее сейчас, когда завершается вторая половина XX в., нельзя сказать, что мы намного приблизились к решению задачи, которую в начале века сформулировали Бертло и многие другие. Более того, несмотря на то что технология и химия готовы реализовать программу изготовления идеальной пиши, можно со всей определенностью сказать, что решение этой проблемы не будет выполнено ни в настоящем столетии, ни в обозримом будущем по очень важным причинам скорее биологического, чем химического или технологического характера.

В чем же причины невозможности создания идеальной пищи? Дело в том, что в сущности концепция идеального питания и ряд теорий физиков и химиков перекликались и хорошо согласовывались с общепринятыми взглядами на эволюцию человека. Действительно, при попытках охарактеризовать пищу и режим питания человека будущего следует иметь в виду как изменения социальных и экономических условий общества, так и возможную эволюцию структуры самого человека. Она освещена в одном из крупнейших обобщений, сделанном выдающимся эволюционистом А.П. Быстровым (1957). Все исследователи, работавшие в этой области, опираясь на закономерности предшествующей эволюции, охарактеризовали предполагаемую эволюцию современного человека разумного (Homosapiens) к человеку разумнейшему (Ношо sapientissimus), которым он должен стать через десятки или сотни тысяч лет. В конечном итоге человек будущего будет иметь огромный мозг, крайне слабый и лишенный зубов челюстной аппарат (рис. 5.1), сближенные плечевой пояс и таз (рис. 5.2) и значительно укороченный желудочно-кишечный тракт. Оказывается также, что существует тенденция к уменьшению числа ребер и количества пальцев на кисти руки на фоне развития оставшихся пальцев. Следовательно, возможно, у человека будущего будет одно ребро, и он будет трехпалым. Дискутировалось также, что на стопе человека будущего будет всего 4 пальца.

Рис. 5.2. Скелет предполагаемого человека будущего (по: Быстров, 1957).

Таким образом, в ходе предполагаемой эволюции человек, не связанный с тяжелой работой, трансформируется в некий чисто мыслящий организм. Ясно, что питание такого человека должно коренным образом измениться, в силу чего он не будет способен пережевывать пищу, а в результате укорочения и ослабления функций желудочно-кишечного тракта его организм будет усваивать лишь предварительно расщепленные пищевые вещества. Если бы эволюция человека шла по такому пути, то внутривенное введение веществ или элементное питание (см. гл. 2 и 3), так блестяще предвосхищенное и охарактеризованное Анатолем Франсом, было бы обязательным в более или менее отдаленном будущем. Однако возникает вопрос, ожидает ли нас такая эволюция и идеальное питание? Ответ на этот вопрос сегодня будет отличаться от вчерашнего. Для правильного понимания и анализа проблемы идеальной пищи и идеального питания мы позволим себе еще раз рассмотреть некоторые положения теорий сбалансированного и адекватного питания и трофологии.

5.4. Идеальная пища, идеальное питание и две теории питания

Концепция идеальной пищи и идеального питания в целом основана на строгих научных постулатах. Она в научной форме развита на базе классической теории питания, которая формировалась под влиянием работ крупнейших ученых, особенно XIX и XX в. Вновь отметим, что для этой теории характерен балансный подход, причем ее главное положение заключается в представлении, что питание - это преимущественно процесс поддержания и уравновешивания молекулярного состава организма, т. е. процесс возмещения тех расходов, которые происходят в организме. В результате поглощения и переваривания различных пищевых веществ, которые должны быть хорошо сбалансированы, из них извлекаются необходимые компоненты и отбрасывается балласт. При этом существует хорошее равновесие между количеством и спектром поступающих и теряемых веществ. При помощи специальных механизмов такое равновесие поддерживается очень точно. В сущности речь идет о том, что благодаря специальным чувствительным системам улавливаются потери соответствующих веществ организмом, что приводит к трансформации пищевой активности, специализированному выбору разных видов пищи и т. д. Иными словами, как сказано выше, теория сбалансированного питания базируется на применении основных законов сохранения материи и энергии к биологическим системам.

В конце XIX в. наметилась основная концепция усовершенствования питания. Так, уже в это время возникла идея отбрасывания балластных веществ и формирования максимально обогащенной пищи, состоящей преимущественно или исключительно из нутриентов. В начале XX в. многие видные ученые полагали, что можно создать идеальную пищу, которая в виде высокоочищенных питательных смесей вводилась бы в желудочно-кишечный тракт.

В окончательном виде теория сбалансированного питания, основанная на балансных подходах к оценке пищи и режима питания, была сформулирована в конце XIX-начале XX в.

Мы отмечали, что теория сбалансированного питания была одной из первых, если не первой молекулярной теорией в биологии и медицине и во многом послужила развитию новых идей и прогнозов в области питания. Более того, на основе теории сбалансированного питания были получены важнейшие практические и теоретические результаты, в частности открыты необходимые для жизнедеятельности организма незаменимые аминокислоты, витамины, минеральные соли, микроэлементы и т. д. Наконец, теория сбалансированного питания является научной базой для перехода от агротехники к индустриальной технике. Преимущества последней, как упомянуто выше, отмечал А. Н. Несмеянов. Крупнейшие достижения современной пищевой промышленности и современной диетологии - следствие поразительной по красоте теории сбалансированного питания.

В настоящее время ясно, что, несмотря на серьезные успехи, многие основные практические следствия и рекомендации теории сбалансированного питания вели нас в очень опасном (хотя и нельзя сказать, что полностью неправильном) направлении. Именно они стимулировали развитие многочисленных заболеваний, которые поныне являются едва ли не главными в цивилизованном человеческом обществе (табл. 2.1). Это обстоятельство можно объяснить тем, что идея улучшенной, обогащенной пищи лишь на первый взгляд совершенна. Действительно, можно сконструировать идеальную пищу, есть возможность хранить не огромное количество пищевых продуктов, а, отбросив балласт, лишь ту их часть, которая необходима для питания, можно перевозить из одной части света в другую не все продукты, а только их компоненты, представляющие пищевую ценность, и т. д. Однако на самом деле оказалось, что рафинированные пищевые продукты и обогащенная пища по многим признакам дефектны и служат причиной многих серьезных заболеваний. Возможно, эти продукты стимулируют развитие еще не открытых или не объясненных болезней, подобных бери-бери и ряду других. (Болезнь бери-бери распространена в странах, где рис - основной продукт питания. Мало усвояемая оболочка риса удаляется как балласт. Но именно она содержит один из необходимых витаминов - витамин В₁, отсутствие которого приводит к атрофии мышц, сердечно-сосудистым нарушениям и др.)

Не менее важный вывод из теории сбалансированного питания, заключающийся в возможности парентерального питания непосредственно через кровь, также оказался ошибочным. Парентеральное питание, хотя во многих случаях и необходимо, вместе с тем, вероятно, никогда не сможет заменить питание человека в норме (см. также гл. 2 и 3).

Наиболее полное выражение идея идеальной пищи получила в элементном питании (см. также гл. 2 и 3). Эта идея, казавшаяся чрезвычайно важной, сводилась к тому, что потребляемую нами пищу следует заменить веществами, поступающими из желудочно-кишечного тракта в кровь и непосредственно участвующими в обмене веществ. К таким веществам относятся конечные продукты переваривания пищи - глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и др. Другими словами, пища должна состоять из набора аминокислот, заменяющих белки, набора моносахаридов, заменяющих олиго- и полисахариды, набора жирных кислот и т.д. В элементные диеты должны входить также различные соли, микроэлементы, витамины. Предварительные эксперименты на животных и наблюдения на человеке демонстрировали широкие возможности элементной диеты. Теоретический анализ показал, что в данном случае можно управлять потоком пищевых веществ по любому составляющему компоненту, что исключается при питании естественными продуктами. Таким образом, элементное питание давало, по всей видимости ряд ценных преимуществ.

Следует заметить, что концепция питания в космосе была разработана на основе теории сбалансированного питания (см. также гл. 1). Несмотря на значительные различия во взглядах разных авторов, в 70-х годах предполагалось, что космонавты при длительных полетах смогут использовать именно элементные диеты, содержащие оптимальный набор необходимых элементов и минимум балластных веществ (Winitzetal., 1970).

Однако идея элементного питания здорового человека потерпела фиаско. Вопрос о возможности использования элементного питания изучался в нашей стране в совместных работах, которые проводились несколькими лабораториями Москвы, Ленинграда и Риги, в том числе нашей. Было обнаружено, что питание эквивалентной смесью аминокислот не вполне адекватно (обзоры:Химическиеифизиологическиепроблемы..., 1975, 1976; Уголев, 1985, 1987а). Интересно, что более поздние результаты экспериментов группы М. Уинитца (М. Winitz) оказались близкими нашим.

В то же время элементные диеты не противопоказаны. Они просто не могут длительное время замещать нормальный рацион. Но при некоторых заболеваниях и при определенных ситуациях (стресс, спортивные соревнования, специальные условия работы, климатические условия и др.) часть обычной пищи или всю ее заменять элементами весьма целесообразно. В настоящее время такая замена успешно реализуется, и можно даже рекомендовать временный переход на элементные диеты. Вместе с тем стало совершенно очевидным, что в ходе эволюции человек приспособился не к элементным (мономерным), а к полимерным диетам, т. е. к той пище, которую он потреблял многие тысячи лет.

Мы подошли к очень важному аспекту проблемы питания, который в сущности и был одной из причин формирования новой теории питания. Еще раз напомним: речь идет о том, что исключительно плодотворная классическая теория сбалансированного питания не была достаточно эволюционной. Точнее, она в своей основе не была эволюционной и достаточно биологичной. Именно это характерно для формирующейся теории адекватного питания.

Как следует из названия теории, ее смысл заключается, во-первых, в том, что питание должно быть не просто сбалансированным, но и подаваться в той форме, которая соответствует эволюционным особенностям вида и популяции. Это обстоятельство чрезвычайно важно, и его нельзя недооценивать. Во-вторых, некоторые фундаментальные концепции питания человека должны быть рассмотрены и даже пересмотрены на основе новых достижений в области физиологии, биохимии, медицины и биологии в целом. Ряд новых открытий в биологии и медицине продемонстрировал, что питание - не просто процесс снабжения организма пищевыми веществами, каким мы его представляли совсем недавно. Исчерпать эту сложную проблему крайне трудно. Поэтому попытаемся еще раз в сжатой форме осветить лишь ее некоторые важнейшие стороны (более подробно см. гл. 3).

Прежде всего следует еще раз сказать о важной роли микрофлоры желудочно-кишечного тракта в жизнедеятельности организма. Кишечник обладает своеобразным набором тесно взаимодействующих бактерий, которые реализуют массу важных трансформаций, касающихся как эндогенных, так и экзогенных веществ. В результате трансформационных изменений указанных веществ, а также балластных пищевых волокон появляются дополнительные питательные вещества. Уже один этот факт свидетельствует о невозможности создания идеальной пищи и идеального питания.

Не менее важно, что популяция бактерий желудочно-кишечного тракта реализует особый вид гомеостаза - трофостаз, т. е. поддержание постоянства трофического потока из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма. В отсутствие бактериальной флоры трофическая устойчивость резко нарушается. Существенно также, что для поддержания нормальной эндоэкологии требуются контакты с достаточно большим коллективом людей, который обладает своей определенной эндоэкологией. Нормальная эндоэкология может быть нарушена в результате различных воздействий, что вызывает увеличение потока бактериальных метаболитов и провоцирует ряд тяжелых заболеваний (см. также гл. 3).

Таким образом, в настоящее время совершенно очевидно, что мы постоянно получаем в какой-то мере дефектный пищевой рацион и наша бактериальная флора помогает нам устоять против создающихся неблагоприятных условий. В то же время бактериальная флора продуцирует некоторое количество токсических веществ. Поэтому создание идеальной пищи и идеального питания уже в свете этих обстоятельств совершенно нереально. Точно так-же нереальна идея относительно возможности существования человека с редуцированным желудочно-кишечным трактом.

Действительно, следует иметь в виду неоднократно упомянутый нами удивительный факт: желудочно-кишечный тракт - это не только орган, обеспечивающий поступление необходимых веществ в организм. Это эндокринный орган, который, как выяснилось в последнее десятилетие, по своей мощности превосходит все остальные эндокринные железы, вместе взятые (обзор: Уголев, 1978). Такое открытие по справедливости относится к одной из так называемых тихих революций в биологии и медицине. Эндокринная система желудочно-кишечного тракта по объему больше, чем гипофиз, щитовидная железа, надпочечники, половые железы и другие эндокринные структуры, и продуцирует больше различных гормонов, чем указанные эндокринные органы.

Следовательно, питание - это процесс поступления не только пищевых, но и регуляторных веществ, продуцируемых эндокринным аппаратом желудочно-кишечного тракта, т. е. химических сигналов, которые определенным образом управляют нашим организмом. Неудивительно поэтому, что у молодых организмов некоторый набор пищевых компонентов вызывает больший эффект, чем у старых. В последнем случае даже их более оптимальный набор может не вызывать ассимиляторных эффектов. Это объясняется тем, что эндокринная система желудочно-кишечного тракта реализует не только пищеварительные эупептические, но и эутрофические эффекты, участвуя в регуляции ассимиляции пищи и ряда других жизненно важных функций (см. гл. 6).

Наконец, в зависимости от эволюционных особенностей питания пища должна содержать большее или меньшее количество балластных структур, непосредственно не участвующих в обмене веществ организма (обзоры: Пищевые волокна, 1986; Vahouny, 1987; Kritchevsky, 1988, и др.). Выяснилось, что XIX в. был веком драматических ошибок, когда под влиянием теории сбалансированного питания промышленность стремилась получить, например, высокоочищенные муку, зерно, используемое для производства круп, и другие рафинированные продукты. Однако оказалось, что пищевые волокна существенно влияют на деятельность желудочно-кишечного тракта, на электролитный обмен и на ряд других функций первостепенной важности. Обнаружено также, что в отсутствие балластных веществ бактериальная флора желудочно-кишечного тракта вырабатывает значительно больше токсических веществ, чем в норме, и менее эффективно выполняет защитную и другие функции. Более того, в ходе эволюции сами балластные вещества включились в ряд функций организма, в том числе в обмен стероидов. Так, потребление человеком цельнозернового хлеба приводит к снижению холестерина в крови, которое сопоставимо с результатом введения холестерин-снижающих препаратов. Объяснение этому феномену состоит в том, что процессы обмена холестерина, желчных кислот и стероидных гормонов взаимосвязаны.

Таким образом, пищевые волокна следует использовать как для нормализации эндоэкологии, так и для прямого воздействия на обмен холестерина, солей; водный обмен и т. д. Надо сказать, что это применяется сейчас достаточно часто.

На Западе широко развивается промышленное изготовление пищевых волокон. В нашей стране также перестали изготовлять, например, чистые фруктовые соки и вместо этого наладили приготовление различных изделий из фруктов и овощей, содержащих пищевые волокна. Действительно, один из самых ценных компонентов во фруктах и овощах - это пищевые волокна. То же самое можно сказать и в отношении многих других продуктов (см. также гл. 3.)

Итак, в последнее время наблюдается быстрый прогресс наших знаний в области физиологии и биохимии питания и процессов ассимиляции пиши. Один из основных стимулов в развитии теоретических проблем питания заключается в практических потребностях первостепенной важности. В настоящее время становится ясно, что решение проблемы пищи и питания требует нетрадиционных подходов. Уже сейчас рассмотрение идеи создания идеальной пищи и идеального питания в рамках таких подходов позволяет полагать, что она относится к области прекрасных утопий.