Как еда питает ваше тело

Джеймс Сомерс

Мне всегда говорили, что у меня быстрый метаболизм. Я остаюсь худым, что бы я ни ел; только в последние несколько лет, когда мне исполнилось около тридцати, я почувствовал горизонтальный рост. Я играю в сквош несколько раз в неделю, бегаю с другом по четвергам и гуляю с собакой. А то целые дни провожу за компьютером, то сидя на диване, то сплю. И все же я остаюсь долговязым и легко «проголодаюсь»; Днем, после плотного завтрака и двух порций обеда, я иду искать еще еды. Иногда я просыпаюсь голодным посреди ночи. Куда уходит вся еда?

Нашему организму требуется много калорий, и большая часть из них тратится на поддержание работы машины. Вы не особенно чувствуете свою печень, но, конечно же, она всегда здесь, печенью; а также ваши почки, кожа, кишечник, легкие и кости. Наш мозг — главный энергетический «свинья», потребляющий около пятой части потребляемых нами калорий, несмотря на то, что в среднем он составляет лишь пятидесятую часть веса нашего тела. Возможно, мой менее эффективен, чем ваш: у меня тревожный склад ума — я размышляю — и, возможно, это похоже на бег на месте. Иногда я чувствую себя вялым во время письма после продумывания абзаца в голове и раньше предполагал, что это означает, что мне нужен кофеин. В конце концов я обнаружил, что бутерброд действует лучше. Усилия мышления исчерпали мои калории, и пришло время подбросить в огонь еще одно полено.

Огонь — это не просто метафора обмена веществ. В восемнадцатом веке французский химик Антуан-Лоран де Лавуазье провел серию гениальных экспериментов, чтобы доказать, что наша жизненная сила — это огонь. Сначала он выяснил, из чего состоит воздух; Затем он посредством точных измерений показал, что огонь удаляет кислород из воздуха и откладывает его в виде ржавчины. Позже он изготовил устройство, в котором упакованный лед окружал отсек, который можно было заполнить либо зажженным пламенем, либо небольшим животным; измерив, сколько льда растаяло, он мог связать энергию, сожженную пламенем, с энергией, «сожженной» существом. Он даже создал «респирометр» — аппарат из трубок и датчиков, который измерял точное потребление кислорода человеком при выполнении различных задач. Он пришел к выводу, что «дыхание есть не что иное, как медленное горение углерода и водорода, во всех отношениях подобное горению лампы или зажженной свечи». И пламя, и живые существа обмениваются энергией и газами в так называемой реакции горения. При пожаре эта реакция протекает быстро и выходит из-под контроля: энергия вырывается из топлива с неистовой энергией и почти вся она высвобождается немедленно в виде света и тепла. Но жизнь более методична. Клетки извлекают энергию из своего топлива с исключительным контролем, направляя каждую каплю на свои собственные цели. Почти ничего не теряется.

Выяснение того, как именно это достигается, заняло еще несколько сотен лет. Прорыв произошел в тридцатых годах, когда блестящий венгерский химик Альберт Сент-Дьёрдьи провел исследование грудных мышц голубей. Мышца, которая была достаточно сильной, чтобы удерживать птиц в полете, оказалась метаболически гиперактивной даже после того, как ее измельчили. Сент-Дьёрдьи положил в чашку немного измельченной ткани, а затем тщательно измерил количество газа и тепла, выделяющегося при введении различных химикатов. Он обнаружил, что некоторые кислоты повышают скорость мышечного метаболизма более чем в пять раз. Как ни странно, эти кислоты сами по себе не расходовались в реакциях: Сент-Дьёрдьи мог взять из блюда столько же, сколько положил. Кислоты, как он понял, участвовали в своего рода химическом обходе, ускоряя или катализируя реакцию. , метаболизм, хотя они постоянно разрушались и перестраивались.

Несколько лет спустя немецкий биохимик Ганс Кребс описал этот химический цикл более подробно, и сегодня он известен как цикл Кребса. Возможно, вы смутно помните цикл Кребса из школьного курса биологии, а может быть, забыли его сразу после контрольной. Долгое время цикл Кребса был символом того, что мне не нравилось в школе, — идеальной эмблемой скуки и замешательства. Сидя за партами, расставленными рядами, нам сообщали чудовищные названия его составных частей — сукцинат, пируват, ацетил-КоА, цитохром с — а мы на доске считали НАД+ и ФАДН2 и следили за «окислительно-восстановительными» реакциями, как они «окисляли» или «восстанавливали» элементы. Я запоминал диаграммы в учебнике — стрелки, мелкий шрифт, крохотные знаки плюс и минус — так и не поняв, для чего нужен этот цикл. Я едва ли был одинок в своем непонимании. За тридцать восемь лет существования современного «Опасности!» о цикле Кребса спрашивали всего шесть раз. Это дважды поставило в тупик всех троих игроков на сцене.