В современном обществе здоровье является одним из самых продаваемых брендов. Этим не стесняются пользоваться производители пищевых продуктов: в любом энергетическом напитке обязательно окажется горсть витаминов, а уж антиоксиданты добавляют даже в пончики. Понятно, что если пускать такие вещи на самотёк, они быстро выйдут из под контроля.
Что же так взволновало учёных в этой безобидной на первой взгляд строчке? Объяснить суть проблемы в одном предложении сложно. Чтобы понять, почему фруктоза — больная тема в биологии и медицине, нужно распутать клубок неудачной терминологии, спорных исследований и «испорченного телефона» между учёными, журналистами и потребителями. Мы постараемся это сделать в максимально краткой и интересной форме.
Краткий курс биологии сахаров
Для начала разберёмся с терминами. Сахар — слово, имеющее как бытовое, так и научное определение. Обычно в таких случаях научное определение конкретно, а бытовое — размыто. Здесь как раз наоборот. В науке под «сахаром» имеют в виду обычно вообще любой углевод (иногда из определения исключают очень большие углеводы, такие как крахмал). В быту же «сахар» означает только один тип углеводов, в науке называемый «сахароза». Чтобы избежать дальнейшей путаницы, мы будем называть сахар, который продают в магазинах, сахарозой.
Глюкоза и фруктоза очень похожи друг на друга. Различаются они только расположением некоторых атомов, но не составом. Однако для организма этого достаточно, чтобы воспринимать их как разные вещества.
Сахароза в пищеварительном тракте очень быстро расщепляется до глюкозы и фруктозы. Таким образом, для организма практически нет разницы между сахарозой, с одной стороны, и смесью глюкозы с фруктозой в равных пропорциях — с другой.
Глюкоза — один из главных источников энергии для организма. Любая углеводная пища — от хлеба до картофеля — попадает в кровь именно в форме глюкозы. Чистая глюкоза может напрямую усваиваться, например, мозгом и мышцами. На уровень глюкозы реагируют мозг и другие органы, вырабатывающие «гормоны сытости». С глюкозой же связана и работа поджелудочной железы, вырабатывающей инсулин — гормон, отвечающий за всасывание глюкозы тканями и снижение её концентрации в крови.
После всасывания глюкозы в клетки с ней нужно что-то сделать. Так, её можно просто «сжечь» на месте, получив необходимую энергию для клетки. Мозг, например, поступает именно так. Большинство других клеток работают не с чистой глюкозой, а с глюкозой, прошедшей «предварительную обработку» в печени. Так или иначе, расщеплять глюкозу и получать из неё энергию умеют все клетки. Этот многоступенчатый процесс называется гликолизом.
Если энергии в данный момент хватает, то глюкозу можно соединить в цепочки и временно отложить. Такие цепочки называются гликогеном, который, в сущности, представляет собой тот же крахмал. Отложение гликогена происходит в печени или в мышцах. Мышцы используют свой резерв сами, а печень выполняет роль поварихи, распределяющей обработанную глюкозу по тканям в нужный момент.
В виде гликогена глюкоза долго не хранится — это скорее «рабочий резерв», который можно быстро мобилизовать, если вдруг придётся куда-то быстро бежать или сильно думать. Если глюкозы очень много, то её нужно перевести на долгосрочное хранение. Для этого энергия, получаемая из глюкозы, запасается в форме жира.
Итак, сильно упрощая, глюкоза из крови в клетках может быть либо запасена «на потом» в форме гликогена, либо расщеплена путём гликолиза. Получаемая в последнем случае энергия может быть либо потрачена на необходимые клетке процессы, либо использована для формирования жира «на чёрный день».
Фрукты — это к холодам
Как в эту схему вписывается фруктоза? Как уже упоминалось, молекула фруктозы очень похожа на глюкозу. Но небольшие различия между двумя веществами сильно влияют на их судьбу.
Во-первых, если глюкоза может использоваться «в чистом виде» (например, мозгом и мышцами), то ферменты, умеющие работать с фруктозой, есть только в печени. Именно туда направляется вся поступающая в кровь фруктоза.
В-третьих, наш организм не умеет откладывать фруктозу в форме цепочек. Нет у нас и отдельных независимых путей для расщепления фруктозы. Проще говоря, чтобы хоть что-то сделать с фруктозой, её нужно парой ферментативных превращений ввести в «глюкозные» биохимические пути — скажем, гликолиз. Это и происходит в печени. Но здесь есть интересный нюанс.
Фруктоза не просто превращается в глюкозу. Она входит в гликолиз примерно на середине процесса — на стадии, когда молекула глюкозы уже раздроблена на две части. Казалось бы, не столь важно, как именно достигается конечный результат процесса — в конечном итоге и глюкоза, и фруктоза будут полностью расщеплены и превращены в «универсальную» форму энергии. Дело в том, что, минуя первые несколько стадий «нормального» гликолиза, фруктоза перескакивает его главный регуляторный этап.
Для гликолиза, как и для многих биологических процессов, характерна отрицательная обратная связь. Если продукта реакции — в данном случае образующейся из глюкозы «доступной энергии» — станет слишком много, то он блокирует эту реакцию, таким образом регулируя собственное количество. Но происходит это только на одном из этапов гликолиза — и как раз этот этап «проскакивает» фруктоза.
Налицо сразу несколько потенциальных проблем. Если переработка глюкозы тонко регулируется, то усиленное потребление фруктозы должно вызывать неконтролируемое накопление жира, а значит — и вызывать массу неприятностей для здоровья. Кроме того, фруктоза, в отличие от глюкозы, не опознаётся органами, вырабатывающими «гормоны сытости», а значит, её потребление должно хуже утолять голод.
Некоторые авторы даже подводят эволюционные модели под формирование столь несовершенного метаболизма фруктозы. В природе, заявляют они, фруктоза поступает в организм почти исключительно с фруктами, которые созревают в конце сезона, то есть тогда, когда самое время задуматься о запасании жира на зиму.
Верить ли страшилкам?
Нужно отдельно подчеркнуть, что все вышеописанные построения вреда фруктозы хоть и основаны на хорошо известных данных, на самом деле являются исключительно теоретическими. На сегодняшний день теоретическая биология — тема неблагодарная, поэтому единственным способом узнать, насколько гипотетические выкладки соответствуют реальности, являются прямые эксперименты и популяционные исследования.
Другие исследователи показывают, что если генетически отключить способность мышей перерабатывать фруктозу, то они гораздо лучше переносят диету, богатую углеводами. Подобных данных в научной литературе огромное количество — некоторые учёные даже предлагают ввести налог на сахар, по аналогии с налогами на алкоголь и табак.
Наконец, фруктоза, как показывает ряд исследований, действительно влияет на мозг иначе, чем глюкоза, и существенно менее эффективно утоляет голод. Повышенный аппетит означает большее потребление калорий, а значит — и ожирение.
Но многие учёные менее однозначны в своих оценках. Исследования вреда фруктозы, по их мнению, могут быть интересны с научной точки зрения, но в реальной жизни мы практически никогда не сталкиваемся с чистой фруктозой. Мы употребляем её либо в смеси с глюкозой, либо в форме сахарозы, тоже содержащей, напомним, глюкозу и фруктозу в равных пропорциях. Это может существенно влиять на метаболизм фруктозы.
Действительно, ряд исследований, в которых документировалась связь между естественным потреблением фруктозы и проблемами со здоровьем, не выявили серьёзных рисков повышенного употребления фруктозы. По мнению многих авторов, в реальной жизни все негативные свойства фруктозы оказываются настолько размытыми остальными компонентами диеты, что на выходе значение имеет только итоговая калорийность употребляемого сахара — но не его состав.
Кому полезна фруктоза
Итого, консенсуса в отношении фруктозы в научном сообществе на данный момент нет. Сторона обвинения в целом отличается гораздо более резкими суждениями, но заявления вида «сахар — это яд!», в принципе, звучат гораздо эффектнее, чем «сахар не полезен, но не вреднее всего остального».
Чем же так привлекла фруктоза Европейское сообщество? Посмотрим ещё раз на строчку, из-за которой разгорелся научный спор. В ней нет ни слова о влиянии фруктозы на ожирение — проблему, столь остро стоящую в медицине последних десятилетий. С ожирением связан и диабет, которому посвящено большинство исследований вреда фруктозы.
Дело в том, что спорная фраза, внесённая в реестр ЕС, связана исключительно с содержанием в крови глюкозы. Фруктоза — не глюкоза, поэтому при прочих равных большая доля фруктозы означает более низкий уровень глюкозы. Почему нас волнует уровень именно глюкозы? Этот показатель крайне важен для диабетиков, для которых контроль глюкозы (но не фруктозы!) — это основная забота.
Какой вывод из всех этих научных баталий можно сделать обывателю? Пожалуй, единственное, что можно посоветовать в ситуации, когда сами учёные не могут прийти к конкретному выводу, — это не делать резких движений. Полностью исключать сахар из диеты совсем необязательно — в конце концов, для утоления голода мозгу иногда нужно что-нибудь вкусненькое. А вот ограничить его количество — совершенно точно не помешает.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
