Избавление от лишних калорий: ученые предлагают новый подход (The New York Times, США) - «Наука»

В вышеупомянутой научной статье, опубликованной в Science, «действительно устраняется значительный пробел в нашем понимании основ человеческой физиологии», полагает профессор антропологии Ричард Брибиескас (Richard Bribiescas) из Йельского университета: «В самом деле, можно говорить о ее важности не только для фундаментальной науки, но еще и по той причине, что обмен веществ — то есть механизм, с помощью которого организм человека потребляет энергию, — имеет очень важное значение в качестве фактора, который помогает нам понять, что такое болезнь и что такое здоровый организм».

Ученые уже давно научились подсчитывать количество сжигаемых калорий, измеряя количество углекислого газа, которое человеческий организм выделяет в качестве побочного продукта. Но необходимые измерения нужно проводить в лабораторных условиях, вот почему результаты характеризуют обмен веществ человека в состоянии покоя и в определенный момент времени. Только в 1980-х годах для измерения обмена веществ стал применяться так называемый метод «дважды меченой воды»: испытуемый должен выпить воду, в которой водород и кислород «помечены» с помощью изотопов. Их можно определить, подсчитав разницу в количестве нейтронов, находящихся в их ядрах. Выпив такую воду, испытуемые возобновляют свою обычную активность и через неделю сдают несколько образцов мочи (или крови, или слюны). Энергозатраты организма рассчитываются путем измерения скорости, с которой участники эксперимента удаляют меченый водород, проходящий через организм в неизменном виде, по сравнению с меченым кислородом, часть которого выдыхается в виде углекислого газа (т.е. отходов жизнедеятельности клеток), преобразующего топливо в энергию. Доля отсутствующих меченых изотопов кислорода позволяет ученым измерить количество выделенного углекислого газа, а, следовательно, расход калорий.

Метод «дважды меченой воды» стоит дорого. А по словам одного из авторов опубликованной в Science статьи Дженнифер Руд (Jennifer Rood) из Биомедицинского научно-исследовательского центра им. Клода Пеннингтона при Университете штата Луизиана, во всем мире имеется всего около девяти научных лабораторий, которые имеют возможность регулярно применять метод «дважды меченой воды». В одном исследовании, которое проводят с использованием этого метода, обычно должны участвовать не более ста человек, а этого количества недостаточно для того, чтобы выявить какие-нибудь общие закономерности. Однако в 2014 году научные лаборатории, применяющие метод «дважды меченой воды», решили создать базы данных для сопоставления как можно большего количества измерений, которые проводились с помощью данного метода на протяжении последних сорока лет. Постоянно пополняемая база данных, лежащая в основе научной статьи, опубликованной в журнале Science, включает образцы, полученные из десятков стран. Специалистами были учтены данные, относящиеся к представителям различных культур, начиная от охотников-собирателей Танзании до жителей Манхэттена. «С точки зрения масштаба и размаха данное исследование просто беспрецедентно», — полагает профессор медицины Розалин Андерсон (Rozalyn Anderson) из Висконсинского университета в Мадисоне (профессор Андерсон является автором примечаний, опубликованных вместе со статьей из Science).

Размер и вариабельность выборки позволили ученым установить общую закономерность, характеризующую происходящие с возрастом изменения обмена веществ. Хотя по-прежнему наблюдались огромные различия в скорости метаболизма, что подчеркивает значительную роль других факторов, таких как наследственность и образ жизни, которые, скорее всего, и объясняют тот факт, что у людей, обладающих одними и теми же характеристиками тела и схожими привычками, суточные энергозатраты могут сильно различаться. В конце концов, по словам Понцера, если удастся выявить особенности, характеризующие обмен веществ человеческого организма, то в результате ученые смогут приблизиться к объяснению возможных причин этих различий.

Опубликованные статьи уже вызвали массу вопросов. Например, каким образом следует давать рекомендации по питанию и дозировке лекарств, учитывая при этом фактор ускоренного обмена веществ, характерного для детского организма, и фактор замедленного метаболизма в организме пожилых людей? И еще вопрос: какова связь между снижением скорости обмена веществ к шестидесяти годам и параллельным увеличением числа хронических заболеваний? «Должен быть, образно говоря, какой-то переключатель, который включается у месячного ребенка и как бы говорит ему: давай, увеличивай расход энергии! А затем в результате каких-то процессов переключатель сетует: мне уже шестьдесят лет, и я уже не собираюсь работать столь же эффективно, как раньше, — поясняет Дженнифер Рут. — Что это за переключатели? Я думаю, что их и можно назвать ключами к старению».