Голодание, пост и пищеварение при дефиците питания
Как пищеварительная система перестраивается, когда еда перестаёт поступать.
Что происходит, когда еда не поступает
Пищеварительная система устроена так, чтобы работать не только во время еды, но и в промежутках между ней. Когда пища перестаёт поступать, в организме запускается целая цепочка перестроек: меняется работа кишечника, печени, поджелудочной железы и жировой ткани. Тело переключается с «режима приёма» на «режим расхода» — начинает жить за счёт собственных запасов.
Сразу уточним термины, потому что они часто смешиваются. Пост и голодание — добровольный отказ от еды на время. Пост — более общее слово (в том числе религиозный, когда еда ограничивается по правилам, но не исключается полностью). Голодание — полный отказ от пищи. А вот дефицит питания (по-научному мальнутриция) — это другое: вынужденное и длительное недоедание, при котором тело теряет собственные ткани. Об этом различии — отдельный раздел ниже.
Чтобы понять, что происходит без еды, полезно вспомнить, чем занята система при обычном питании. О всасывании — в разделе Всасывание нутриентов, о сигналах голода и насыщения — в разделе Аппетит и пищевое поведение.
Пищеварительная система в режиме покоя
Первое, что меняется, — работа самой пищеварительной трубки. Ей больше нечего переваривать, и она уходит в «спящий режим».
- Секреция снижается. Желудок перестаёт выделять кислоту в прежнем объёме, поджелудочная железа — ферменты, печень — жёлчь. Всё это выделяется в ответ на пищу; нет пищи — нет и стимула. О ферментах — в разделе Ферменты и химия пищеварения.
- Моторика меняется. Пищеварение — это не только химия, но и движение. Обычные волны, продвигающие пищу, ослабевают. Но появляется другой, важный ритм — о нём ниже. Подробнее о движениях — в разделе Моторика пищеварительного тракта.
- Гормоны перестраиваются. Падает инсулин — гормон поджелудочной железы, который помогает клеткам забирать глюкозу из крови (при еде его уровень растёт). Одновременно повышается глюкагон — гормон-антагонист: он велит печени отдавать накопленную энергию. Подробнее — в разделах Гормоны пищеварения и Поджелудочная железа.
Порядок расхода запасов
Тело не может просто «выключить» потребность в энергии: мозгу, сердцу и мышцам она нужна постоянно. Когда извне топливо не поступает, организм начинает расходовать собственные запасы — и делает это в определённом порядке.
Шаг 1. Глюкоза и гликоген. Клетки, особенно мозга и эритроцитов, в первую очередь нуждаются в глюкозе. Вскоре после еды её уровень в крови начинает падать, и тогда в дело вступает печень. Она хранит запас глюкозы в виде гликогена — крупной «упаковки» из множества молекул глюкозы, соединённых в цепочку (такой же запас есть и в мышцах). Печень расщепляет гликоген обратно до глюкозы и отдаёт её в кровь. Этот процесс называют гликогенолизом («расщепление гликогена»). Запаса печени — примерно 70–120 граммов — обычно хватает на срок от нескольких часов до суток, причём быстрее он тратится при физической нагрузке. О роли печени — в разделе Печень.
Шаг 2. Жир. Когда запас гликогена истощается, тело переходит на жир. Жировая ткань начинает липолиз — расщепление жира на жирные кислоты, которые уходят в кровь и используются мышцами и другими органами как топливо. Жир — самый крупный энергетический запас тела: у взрослого человека его накоплено гораздо больше, чем глюкозы.
Шаг 3. Белок — в последнюю очередь и с осторожностью. Если запасов жира надолго не хватает, тело начинает получать глюкозу из аминокислот — «кирпичиков» белков, в том числе из собственных мышц. Этот процесс называется глюконеогенезом («создание новой глюкозы» из не-углеводного сырья). Организм старается тратить белок как можно меньше — настолько, насколько это возможно. Именно поэтому долгий голод ведёт к потере мышечной массы.
Кетоны — топливо «на замену»
Жир в чистом виде не годится для мозга: мозг не может напрямую использовать жирные кислоты. Но тело решает эту задачу: когда жира расходуется много, печень начинает производить из него особые вещества — кетоновые тела (или просто кетоны). Главный из них — бета-гидроксимасляная кислота.
Кетоны умеет использовать мозг — они заменяют ему часть глюкозы. Благодаря этому в голодном состоянии мозг не требует столько глюкозы, сколько обычно, и организм меньше тратит драгоценный белок на её производство. Так кетоны становятся «резервным топливом», которое позволяет пережить долгие периоды без еды. О том, как в обмене веществ участвует энергия, — в разделе Обмен веществ и энергия.
Что меняется в кишечнике и микробиоме
Без пищи меняется не только химия тела, но и «домашняя жизнь» кишечника.
- Микробиом перестраивается. Обычно бактерии кишечника питаются тем, что мы не переварили, — прежде всего пищевыми волокнами. Когда еда перестаёт поступать, часть бактерий переключается на другой источник — защитный слой слизи, который выстилает кишку изнутри. Из-за этого слизь может истончаться, а состав бактерий — меняться. Подробнее о микробиоме — в разделе Микробиом кишечника.
- Меняется и барьер. Стенка кишки работает вместе с микробиомом и слизью, и при изменениях состава бактерий барьер тоже может реагировать. О нём — в разделе Кишечный барьер.
- При длительном голоде слизистая истончается. У людей, которые долго недоедают, эпителий кишки — тот самый «пласт», всасывающий питательные вещества, — теряет свои ворсинки и уменьшается. Это ведёт к тому, что даже когда еда возвращается, всасывается она хуже. Именно поэтому восстановление после долгого голодания — отдельная и непростая задача.
Пост и дефицит питания — не одно и то же
Важно понимать разницу между двумя похожими ситуациями, потому что последствия у них совершенно разные.
Ограничен по времени, обычно сопровождается достаточным питьём, и тело имеет из чего черпать энергию — жир и гликоген. Организм переносит его как «переходный режим», а после — возвращается к обычной работе.
Длительное и вынужденное недоедание, при котором поступление энергии и белка падает надолго. Тело постепенно тратит не только жир, но и мышцы и внутренние структуры — в том числе слизистую кишечника. Это уже серьёзное состояние, требующее медицинской помощи, а не «образа жизни».
Разница принципиальна: короткий пост — это режим, а дефицит питания — это болезнь, при которой организм разрушает сам себя. Отсюда и разные риски.
Что происходит при нарушениях
Гипогликемия (от греч. «мало» + «сладкий» + «кровь») — падение уровня глюкозы в крови ниже нормы. Проявляется слабостью, дрожью, холодным потом, головокружением, спутанностью. Для мозга глюкоза и кетоны — единственное топливо, поэтому резкое падение её уровня особенно опасно. Чаще возникает при нарушении обмена (например, при сахарном диабете) или при голодании на фоне приёма некоторых лекарств.
Рефидинг-синдром (от англ. refeeding — «возобновление кормления») — опасное состояние, которое может развиться при слишком быстром возвращении к еде после длительного голодания или тяжёлого недоедания. Резкое поступление питательных веществ вытягивает из крови минералы (особенно фосфаты, калий и магний), что нарушает работу сердца и может угрожать жизни. Поэтому восстановление после долгого голода проводят под наблюдением и постепенно — это касается врачей, а не самостоятельных попыток.
При голодании вместе с потерей воды организм теряет и электролиты — заряженные частицы (натрий, калий и другие), от которых зависит работа сердца и мышц. Их недостаток может вызывать судороги, слабость и нарушения ритма сердца.
Наиболее серьёзный риск, особенно для молодых людей. Голодание может быть симптомом или спусковым крючком таких расстройств, как нервная анорексия и нервная булимия — состояний, при которых отношения с едой и телом нарушаются настолько, что человек не может их контролировать сам. Это психиатрические заболевания, требующие помощи специалиста. Здесь никакое «правильное голодание» не поможет: нужна поддержка врача и психотерапевта.
Связи с другими системами
- Аппетит и пищевое поведение: при голодании меняется уровень гормонов голода и насыщения, и мозг по-другому воспринимает сигналы от тела. Подробнее — в разделе Аппетит и пищевое поведение.
- Микробиом и барьер: без пищевых волокон меняется состав бактерий, а микробиом и кишечный барьер тесно связаны между собой. Подробнее — в разделах Микробиом кишечника и Кишечный барьер.
- Обмен веществ и энергия: переключение с углеводов на жир и кетоны — центральный сюжет голодания. Как это встроено в общий метаболизм — в разделе Обмен веществ и энергия.
- Гормоны и поджелудочная железа: инсулин и глюкагон «решают», брать энергию из крови или отдавать её из запасов. Подробнее — в разделах Гормоны пищеварения и Поджелудочная железа.
- Нервная система и мозг: мозг не только потребляет энергию, но и получает сигналы от кишечника — а при голодании кетоны частично заменяют ему глюкозу. Подробнее — в разделе Ось «кишечник — мозг».
Голодание — это не «просто перерыв в еде», а серьёзная перестройка всей пищеварительной системы и обмена веществ: кишечник замедляется и запускает «волну-уборщик», печень отдаёт запасённую глюкозу, жир становится основным топливом, а мозг переходит на кетоны. Тело умеет жить за счёт своих резервов — но лишь до определённого предела и при определённых условиях. За этим пределом начинается совершенно другая история — дефицит питания, который не укрепляет, а разрушает организм.