Soolestiku tervis vol 7 - kuidas mõjub mikrobioomile dieet ja kunstlikud magusained

 

Loen dr. Gabrielle Fundaro ja dr. Jesse Hoffmani raamatut mikrobioomist ja see läheb järjest huvitamaks. Sedakorda dieetide mõju keha pisielukatele, kuid kirjas on ka kunstlike magusainete, GMO, toidu lisaainete, ravimite jms osa. Etterutates võiks kokkuvõtlikult öelda, et inimeste puhul ei ole tõepoolest suurt selgust. Näriliste mudelid on sellised, et igaüks võib enda uskumustele ja dieedivalikutele sobiva leida ja ebameeldivaid eitada. Ehk täpseid teadmisi ei ole mikrobioomi uurijatel, küll aga paistab neid olevat lisandimüüjatel.

Toidulisandid võivad takistada mikroelementide imendumist. Liigne kiudainete tarbimine võib häirida paljude vitamiinide ja mineraalide imendumist soolestikust, samas kui teatud mineraalide olemasolu võib takistada teiste mineraalide imendumist, kuna need jagavad samu transpordimehhanisme. Näiteks võib toidu või lisanditega saadav suur tsingi või raua kogus häirida vase imendumist. Samuti on oluline mainida, et ravimid võivad mõjutada mikroelementide imendumist ja käsimüügis olevad toidulisandid võivad samuti ravimitega reageerida.

Mikrobioomi ja mikroelementide koostoimete kohta on vähe teada, kuid uued tõendid viitavad sellele, et teatud vitamiinid ja mineraalid, sealhulgas A- ja D-vitamiin ning raud, võivad mõjutada mikroobide profiili peremeesorganismi immuunregulatsiooni kaudu. A- ja D-vitamiinid on olulised soolebarjääri terviklikkuse tagamiseks. Mikroelementide, eriti folaadi ja B12 puudused võivad avaldada loote arengus ja varases elus epigeneetilisi mõjusid, mis võivad samuti mõjutada arenevat mikrobioomi.

Vegan ja vegetaarse dieedi mõju mikrobioomile

Vegetaarne taimetoit võib sisaldada üht või mitut loomset toodet, sealhulgas mune, piimatooteid või kala. Vegantoidud on aga vabad kõigist loomse päritoluga toiduainetest. Mitmed pikaajalised ja sekkumisuuringud on uurinud vegan- või taimetoidu võimalikku mõju (võrreldes omnivooridega) soolestiku mikrobioomile, kusjuures tulemused on vastuolulised ja selgete järeldusteta. Vegan- ja vegetaarne taimetoit võib sisaldada rohkem liitsüsivesikuid, kiudaineid ja taimseid valke kui omnivooride menüü. Üldiste tervisenäitajate osas näib, et vegantoitumine võib anda suurema kaitse mõnede kardiometaboolsete haiguste ja riskitegurite, näiteks TMAO (trimetüülamiin-N-oksiid) ja sekundaarsete sapphapete tekke eest. Sama tulemusega on vähese punase lihaga omnivoori dieet. Veganlus ei paista kaitsvat metaboolse sündroomi tekke vastu.

Paleo, karnivoori ja keto dieedi mõju mikrobioomile

"Karnivoori dieet" on praegune „vana uues kuues“ moeröögatus ja menüü on täiesti vaba igasugusest taimsest materjalist, sisaldades ainult liha ja rupskeid. See dieet ei sisalda kiudaineid ja mikroobidele kättesaadavaid süsivesikuid. Lühi- ega pikaajalistes uuringutes ei ole "karnivoori dieeti" uuritud, seega tuleb selle mõju järeldada sarnaste uuringute kaudu. Tuginedes praegustele tõenditele, ei annaks see dieet märgatavat kasu tervisele. Üks inimuuring näitas, et viis päeva liha- ja juustudieeti põhjustas võrreldes algtaseme mõõtmistega olulisi muutusi mikroobide profiilis, sealhulgas suurenenud mutsiini lagundajate arv (mutsiinid (MUC) on suured valgud, mis katavad ja kaitsevad epiteeli. Sekretoorsed mutsiinid, mis on koos veega peamisteks lima moodustajateks, eritatakse rakust välja. Membraanseoselised mutsiinid jäävad seotuks rakumembraaniga ja on lisaks kaitsefunktsioonile olulised rakkudevahelises suhtlemises. Kuigi kiudainevaba dieet võib ajutiselt vähendada gaasitunnet, puhitust ja ebamugavat roojamist, ei tohiks neid tulemusi seostada seedetrakti paranenud tervisega. See viitab mikroobikoloonia gaasitootmise vähenemisele ja võimalikele muutustele mikrobioomis, mille kliinilised tulemused on praegu teadmata.

Hiljutised inimestega uuringud on näidanud, et ketogeenne dieet võib viia bifidobakterite arvu vähenemiseni, kuna ühte tüüpi ketoonkehad (beeta-hüdroksübutüraat) pärsivad otseselt selle kasvu. Kuid tõendid viitavad ka sellele, et mõned ketogeensest dieedist tulenevad  mikroobsed muutused võivad olla seotud teatud põletikuliste immuunrakkude vähenemisega. Kui ketogeenne dieet on meditsiinilistel põhjustel vajalik, saab seda muuta nii, et vähendada kahjulikku mõju mikroobide kogukonnale. Mõned kõrge valgu- ja rasvasisaldusega toidud, nagu vadakuvalk ja hernevalk, on bifidogeensed ning toidud, nagu kala ja kreeka pähklid pakuvad oomega-3 rasvhappeid.

Ranget, pikaajalist (rohkem kui 1 aasta) Paleo stiilis dieedi järgimist on seostatud puuduliku kiudainete tarbimise ja kõrgenenud TMAO tasemega, millega kaasneb mõnede kasulike taksonite vähenemine. Neid muutusi ei täheldatud pärast lühiajalist Paleo dieeti ega isikutel, kes ei pidanud dieedist väga rangelt kinni. Erinevused kiudainete ja resistentse tärklise tarbimises võivad osaliselt seletada kasulike mikroobide kadu.

Gluteenivaba toitumse mõju mikrobioomile

Gluteenivaba dieet (GFD) on vajalik tsöliaakiaga (allergia nisutoodete valgufraktsiooni suhtes) inimestel. Mittetsöliaakia gluteenitundlikkus (NCGS) on nisuga seotud haigus, millel pole teadaolevat põhjust või patoloogilist rada, kuid paljud inimesed otsustavad järgida gluteenivaba dieeti, mis põhineb seedemugavuse paranemisel. Kuna probleem seedimises ei ole immuunvahendatud (tsöliaakia puhul), võib gluteenitundlikkuse põhjuseks olla fruktaanide (FODMAP), mitte gluteeni olemasolu nisutoodetes. Madala FODMAP-i sisaldusega dieet on mõeldud ajutiseks kiiresti fermenteeruvate süsivesikute sisalduse vähendamiseks. On näidatud, et nii gluteenivaba kui ka madala FODMAP-sisaldusega dieet vähendab mikroobide mitmekesisust, mõjutades eriti bifidobaktereid, võib-olla kiudainete vähenemise tõttu.

Kui GFD on vajalik, on siiski võimalik saada piisavalt kiudaineid muudest täistera-, puu- ja köögiviljaallikatest. Madala FODMAP-i sisaldusega dieet sisaldab vähesel määral mikroobidele ligipääsetavaid süsivesikuid, kuid see ei ole mõeldud pikaajaliseks kasutamiseks; kiudainete ja prebiootikumide vähesele tarbimisele pühendatud ajavahemik ei tohiks ületada kahte kuud. Nende mikroobsete muutuste kliiniline tulemus või olulisus pole teada, kuid prebiootiliste toiduallikate taaskasutamine pärast madala FODMAP-i dieedi eliminatsiooni ja testimisetappi toetab nende mikroobipopulatsioonide taastumist.

Ajapiiranguga toitumise ja paastu mõju mikrobioomile

Soolestiku mikrobioom järgib (teoreetiliselt) ööpäeva tsirkaadia rütmi. Inimestel seostatakse metaboolset sündroomi elustiiliga seotud häiretega ööpäeva lõikes, nagu vahetustega töö ja ajavahega reismisel. Ajapiiranguga toitumine (TRF, ka intervallpaast) on viimastel aastatel muutunud populaarseks kui võimalik viis kehakaalu langetamiseks, immunomodulatsiooniks ja pikaealisuse suurendamiseks. TRF-il on palju vorme, kuid üldiselt hõlmab see paastumise perioodide pikendamise ja söögikordade sageduse vähendamise kombinatsiooni. Erinevad TRF-i vormid nii näriliste mudelites kui ka piiratud arvus inimuuringutes on põhjustanud muutusi põletikulistes markerites ja mikrobioomis, mis võivad anda kaitse seedetraktile ja närvisüsteemile. Kuid vastuolulised andmed viitavad sellele, et hoopis kalorite piiramine, mitte ajapiirnguga söömine ise, võib selgitada mõnda või isegi kõiki tulemusi.

Ekstreemset nälgimist on uuritud ka loomadel ja inimestel erinevate tulemustega; mikroobide mitmekesisus võib suureneda, väheneda või muutumatuks jääda. Kui mikroobikooslus muutub vastuseks äärmuslikule kaloripiirangule, peegeldavad muutused taksonite suuremat suhtelist arvukust, mis suudavad taluda pikemaid madala energiavarustuse perioode, toetades teooriat, et toitumise muutused võivad mängida rolli paastumisele omistatud mõjudes. Hiljutised tõendid on näidanud, et väga madala kalorsusega dieeti seostati inimestel vähenenud mikroobide arvukusega ja kuigi nende väljaheite siirdamine põhjustas näriliste doonorite kaalutõusu vähenemist, võis see olla tingitud C. difficile üleküllusest vähemate mikroobide konkurentide seas. Kuigi TRF ja kalorite piiramine mõjutavad sageli mikrobioomi koostist ja haigusseisundeid näriliste mudelites, on inimestel tehtud uuringud endiselt heterogeensed ja ebajärjekindlad. Mikroobikoosluse muutuste põhjust ega tagajärgedele pole üheseid selgitusi. Sellegipoolest näitavad praegused tõendid, et 2–6 toidukorda päevas, ideaaljuhul valgel ajal, koos hommikusöögiga hommikuse näljatunde leevendamiseks, oleks mõistlik viis oma toidukordi struktureerida nii, et see toetaks üldist tervist ja normaalset ööpäevarütmi.

FDA on kunstlike magusainetena teiste hulgas heaks kiitnud atsesulfaam K, aspartaami, sahhariini ja sukraloosi kasutamiseks. Nende kunstlike magusainete ja ka muude mittetoitainete mõju või vähem toitvaid magusaineid (stevia ja suhkrualkoholid) on ohutuse osas palju uuritud, kuid nende mõju soolestiku mikrobioomile on uuem uurimisvaldkond. Kuigi rakke kasutavad (katseklaasi) uuringud  on näidanud kunstlike magusainete erinevaid toimeid alates suurenenud hormoonide tootmisest kuni põletikuni, ei korrata neid leide enamikes näriliste mudelites ega üheski platseebokontrollitud inimeste uringutes. Kõik tõendid näitavad, et kunstlikud magusained on ohutud nii inimestele kui ka nende mikroomi elanikele.

Kes ei mäletaks neid hirmujutte aspartaami kohta? Mäletan isegi pilte suurtes kasvajatest näriliste kehal – mis väidetavalt tekkisid aspartaamist. Kuigi hiljem selgus, et ka ilma aspartaamita hiir selle arsti käe all nägi täpselt sama kohutav välja, kuid sellest ta ometi kirjutama ei hakanud.  Kui kasvajaga hiired said tohututes kogustes aspartaami, siis mil moel muutus aspartaami mittesaav hiir ebardlikuks?

Aspartaam ​​ ​​koosneb kahest aminohappest ja laguneb kiiresti peensooles nagu teisedki toidupeptiidid. Kuna aspartaam ei jõua jämesoolde, puudub mehhanism, mille abil see saaks mikrobioomi märgatavalt mõjutada. Samuti ei ole näidatud, et aspartaam ​​moduleeriks soolestiku hormoone inimestel. Senised kaks inimkatset ei ole näidanud muutusi mikrobioomis pärast 400–600 mg aspartaami allaneelamist ning näriliste uuringutes, kus kasutati suuremaid annuseid, näitas ainult üks uuring muutusi ühes bakterirühmas. Kui aspartaami suured annused kutsusid esile muutusi närilistel insuliinitundlikkuses, siis tavalist aspartaami sissevõtmist inimestel ei ol seostatud insuliiniresistentsusega ja see oli tegelikult korrelatsioonis toidusuhkru tarbimise vähenemisega. Aspartaami ADI (vastuvõetav päevane tarbimine) on 50 mg/kg/päevas ja dieetsooda sisaldab umbes 200 mg; seega peaks 68kg inimene ADI saavutamiseks jooma umbes 17   340 grammist purki päevas.

Sahhariin eritub peaaegu täielikult väljaheitega, vähesel määral ka uriiniga; kuna see jõuab jämesoolde, on potentsiaalne interaktsioon mikrobioomiga. Mitmed loomkatsed on näidanud sahhariini potentsiaali mõjutada mikrobioomi või soolehormoone, kuid neid leide ei ole randomiseeritud platseebokontrollitud inimuuringutes korratud. Ühes väikeses inimuuringus (seitse osalejat ilma kontrollrühmata) manustati suures koguses sahhariini (võrdne FDA maksimummääraga vastuvõetav päevane tarbimine) ja see põhjustas muutusi nelja osaleja mikrobioomis, kellel ilmnesid muutused mikrobioomis ja glükoosi metabolismis. Kui nende soolestiku bakterid siirdati hiirtele, kogesid need hiired sarnaseid metaboolseid toimeid. Siiski vähendavad  kontrollrühmade puudumine ja inimeste andmete pseudoreplikatsioon hiirtel oluliselt uuringute andmeid. Sahhariini ADI on kõigist kunstlikest magusainetest madalaim 5 mg/kg/päevas, mis võrdub umbes 10 paki magusainega 68kg inimese kohta.

Sukraloosi toodetakse sahharoosi ehk lauasuhkru modifitseerimisel. Suurem osa sukraloosist eritub väljaheitega ja ülejäänu uriiniga. Kuna see jõuab jämesoolde, nagu sahhariin, võib see mikrobioomiga suhelda. Kuigi sukraloos on in vitro (katseklaasis) uuringute käigus mõjutanud hormoonide vabanemist rakkudest, ei ole neid leide randomiseeritud platseebokontrollitud inimuuringutes korratud. Mõned näriliste uuringud on näidanud ülisuurte annuste potentsiaali mikroobide mitmekesisuse moduleerimiseks ja mõningate kasulike tüvede vähendamiseks, kuid inimestel oleks peaaegu võimatu neelata samaväärset kogust sukraloosi (eriti arvestades, et kaubanduslikes toodetes on tavaliselt umbes 1% sahharoosist 99 % maltodekstriini). Ei ole selge, kas sukraloos võib mõjutada inimese mikrobioomi ohutul allaneelamistasemel, mis oleks umbes 28 pakki päevas 68kg kaaluva inimese kohta.

Atsesulfaam K imendub soolestikus ja eritub muutumatul kujul uriiniga. Loomadel on äärmiselt suured annused põhjustanud mikrobioomi märkimisväärset suurenemist, vähenemist või muutuste puudumist, tõenäoliselt erinevate annuste ja metoodikate tõttu, mistõttu on need leiud füsioloogiliselt ebaolulised ja neid on raske võrrelda. Nagu ka eelnimetatud magusainete puhul, ei ole neid leide korratud randomiseeritud platseebokontrollitud inimuuringutes. Üks ristuuring näitas, et tarbijate ja mittetarbijate vahel ei leitud magusainest sõltuvaid erinevusi. Atsesulfaami K  ADI on 5 mg/kg/päevas, mis võrdub umbes 10 purgiga soodat päevas 68kg kaaluva inimese kohta.

Mulle endale üldse ei meeldi sellised hirmutamistaktikad, kus vaesele hiirele topitakse ülisuur kogus mingit ainest  ja siis öeldakse – vaata mis kahjulik, mõjub ju jubedalt. Inimestel võrduks selline doos mitme kiloga päevas. Enamiku toitudega hakkaks meil halb, kui me neid tarbiks ülisuurtes kogustes – kujutage vaid ette, kuidas te tunnete ennast paar kilo tooršokolaadi näost sisse ajades ja nii nädal aega järjest. Või küüslauku. Või sidrunit. Või pihlakaid.

Näljane aju vol 6 - kumb on vaenlane suhkur või rasv?

 

MEIE TOIDUKESKKOND

Homo perekonna tekkimisest möödunud 2,6 miljonist aastast olime 99,5 protsendi ajast kütt-korilased, 0,5 protsendi ulatuses farmerid ja vähem kui 0,008 protsendi ulatuses industrialiseerunud. Meie praegune toidusüsteem on vähem kui sajand vana.

Meie aju, instinktid, keha süsteemid on arenenud selliseks väga pika aja jooksul ja tänast keskkonda ei ole see ette näinud.

Guyenet kirjeldab raamatus "Hungry Brain" veel üht tööstustsivilisatsioonist eemalolevat kogukonda –

!Kung San.

Arvatakse, et San inimesed on vanim etniline grupp.

Kuuekümnendatel ja 1970ndatel viis antropoloog Richard Lee läbi üksikasjaliku uuringu !Kung San kütt-korilaste rühmas Botswana Kalahari kõrbes. !Kung San inimesed on elanud taoliselt väga kaua, välja arvatud üksikud kaubanduse teel saadud tööriistad ja toidud.

Toidulaud tugines suurele valikule metsloomade ja taimeliikidele, sealhulgas suured ja väikesed ulukid, putukad, pähklid, puuviljad, tärkliserikkad mugulad, seened, lehtköögiviljad ja mesi. Ehkki nad tunnistasid söödavaks vähemalt 105 taimeliiki, tuli suurem osa nende taimsest toidukogusest ainult 14 liigilt. Ligikaudu 40% nende kaloraažist tuli lihast, eriti hinnatud oli maks. Kuid nende peamine toiduallikas oli mongongopuu, mis andis umbes poole !Kung Sani inimeste aastaringsest kaloraažist. Mongongo puu annab rikkalikus koguses suhkrurikkaid puuvilju, mis sisaldavad rasva- ja valgurikkaid pähkleid. Puuvilja maitse sarnaneb datliga ja röstitud pähkli maitset on kirjeldatud kui "röstitud india pähkleid või mandleid".

Kung Sani inimesed töötlesid pea kogu toidu enne söömist. Peale röstimist löödi mongongo vilja pähkli kõva koor katki ja sisu uhmerdati. Röstimine ja uhmerdamine tegi kiudianerikkad juured ja pähklid kergemini seeditavateks. Toimus ka toidu jahvatamist ja erinevate toitude – pähklite ja juurte kokkusegamist, mis andis juustuse maitse. Liha röstiti tuhas ja nii seda söödigi koos väikese osa liiva ja tuhaga. Kas tundub maitsev? !Kung Sani inimesed ei kasutanud maitseaineid ega soola, väga harvadel juhtudel saadi toiduvalmistamiseks eraldatud rasva. Kaloripuudust neil ei esinenud ja inimesed olid väga saledad. Kui meie ühiskonnas on inimesed nooremana saledad ja vanemana võtavad kaalus juurde, siis Kung Sani inimeste kaal oli kõige suurem järglaste saamise ajal ja seejärel langes.

Yanomamö

Yanomamöd on mittetööstuslikud põllumajandustootjad, kes elavad väikestes püsiasulates, Venezuela ja Brasiilia piiril Amazonase alal. Antropoloog Napoleon Chagnon elas alates 1964. aastast koos nendega ja uuris neid 25 aasta jooksul,. Sel ajal olid nende põhitoiduks kultiveeritud tärklised, sealhulgas jahubanaanid, bataadid, maniokk, mais ja taro. Nad viljelesid ka avokaadosid, papaiasid ja teravamaitselisi paprikaid, kuid sõid neid väiksemas koguses. Nad täiendasid oma tärkliserikast toitu mitmesuguste loomsete toitudega, sealhulgas suurte ja väikeste ulukite, kala, putukate, munade ja meega. Nende dieet sisaldas ka valikut looduslikku taimset toitu sh puuvilju, pähkleid, tärkliserikkaid mugulaid, palmi südamikku ja seeni. Nad eelistasid toitu, mida oli vaja vähe töödelda. Kasutati nelja valmistamismeetodit: keetmine, röstimine, suitsutamine, riivimine. Ja kuumutamise kõrval ei teinud nad eriti midagi, et muuta toitu maitsvamaks – soola ega maitseaineid ei kasutatud. Ülekaalu ei esinenud.  

Kuna nad soola ei tarbinud, siis uuriti neid ka rahvusvahelise uuringu INTERSALT raames ja selgus, et nende vererõhk on igas eas madal (mitte siis haiguslikult madal).

Kui siit nendest kogukondadest teha kokkuvõte, siis esiteks sõid need rahvad väikest toiduvalikut. Kung Sanid teadsid küll 105 toidutaime, kuid sõid peamiselt 14 taime ja üle poole kaloritest andis ainult üks taim. Aasta jooksul oli toitude valik mitmekesine, kuid keskmine päev oli väga väikese valikuga, kuna sõltus hooajast. Teiseks oli neil vähe võimalusi teha oma toit kontsentreerituks (ehk kaloritihedaks): vähem rafineeritud, vähem premeeriv. Puudusid sool, (eraldatud)suhkur ja (eraldatud)rasv. Ja kolmandaks: vähe töötlemisvõimalusi.

Premeerivad toidud tänases ühiskonnas:

1980 aastal oli USA keskmise toidupoe valikus 15 000 kaubaartiklit, 2013 aastal 44 000 artiklit. Siinhulgas külluslikult tooteid, mida professionaalne töötlus on teinud maksimaalselt premeerivaks. Ja külluslik valik annab ajule vähem võimalust küllastuda ühest konkreetsest ainest – nagu buffet laua puhulgi.

1889 aastal valmistasid 93% ameeriklastest oma toidu kodus ja ainult 7% sõid väljas. Nüüdseks süüakse väljas 50% juhtudest. See „väljas“ hõlmab ka koju tellitavat valmistoitu.

Niisiis, kuidas me täpselt töödeldud toidu külge kleepunud oleme?

"Naaseme selle juurde, mida varem toidupreemia osas arutasime. Me teame, et aju tunneb kalorite tihedust, rasva, süsivesikuid, valke, magusaid maitseid, soolaseid ja umami (liha) maitseid loomupäraselt tugevdavatena ja et need omadused suurendavad meie motivatsiooni, eelistusi ja harjumusi. Toiduainete töötlemise ajalugu uurides on selge, et oleme oma maitsemeele rahuldamiseks järk-järgult tugevdanud neid maitseomadusi nende kõige kontsentreeritumale variandile. Mittetööstuslikes dieetides on rasv, tärklis, suhkur, sool ja vaba glutamaat harva väga kontsentreeritud kujul. Kaasaegses tööstuslikus dieedis kasutatakse neid koostisainetena peaaegu puhtal kujul ja neid segatakse kokku vastupandamatutes kombinatsioonides. Selle illustreerimiseks uurime lähemalt suhkrut, rasva ja glutamaati."

Magus hoiab eriti kõrget kohta, kuna meie eellastele tähendas magus maitse puuvilja või mett – ohutut ja väärtuslikku kalorite allikat.

Kuid me õppisime magusat maitset ehk puhast suhkrut roost ja juurtest välja ekstraheerima. Alguses oli see kallis protsess ja ainult jõukad said seda endale lubada. Aja jooksul protsess odavnes ja suhkur muutus laiatarbekaubaks. Tänu põllumajandustoetustele on see täna pea kõigile taskukohane .

1822 aastal tarbiti lisatud suhkrut keskmiselt 1 coca-cola purgi jagu iga 5 päeva tagant. Täna tarbime sama koguse iga 7 tunni tagant.

Tootjate vahel käib pidev võidujooks selle pärast, kes suudab pakkuda kombinatsiooni, mis on kõige premeerivam. Selle kohta kirjutab põhjalikult ajakirjanik Michael Moss oma raamatus „Sool, suhkur, rasv“ (eesti keeles ilmunud).

Viimase sajandi jooksul on tõusnud ka rasva tarbimine, kusjuures lisatud rasva kogus on kahekordistunud. Inimesed ei saa rasva enam lihast, piimast, pähklitest, vaid kasutavad eraldatud rasva ja õli. Või ja searasva on suures osas välja tõrjunud rafineeritud taimeõlid. Õli on odav ja seda lisatakse toitudele, mis muidu oma olemuselt on väherasvased. See tõstab toitude kalorsust ja me sööme taaskord liiast.

Umami maitse

Umami maitset andvat vaba glutamaati leidub küpsetatud lihas ja kontidest keedetud puljongis. Tänane tööstus toodab puhast tugevat kristallilist MSG, mida lisatakse soolase liha maitset andva substantsina paljudele toitudele. Umami maitse kõrval on veel toodetud sarnaseid premeerimissüsteemi aktiveerivaid maitseaineid nagu hüdrolüüsitud pärm, sojavalgu ekstraktid (sojakastmed).

Kumb on siis vaenlane suhkur või rasv?

Suhkru ja rasva debatt on muutunud paljudele omamoodi hasardiks ja selle üle vaieldakse palju. Kuid enamiku teadlaste seisukoht –  probleemiks on mõlemad. Ja eriti suure preemia annab nende kahe kombinatsioon, mida looduses leidub harva. Jäätised, küpsised, koogid, šokolaad – kõik see meelitab maitsemeeli ja kutsub sööma. Mis nad oleksid ilma suhkruta ja mis nad oleksid ilma rasvata?

Kofeiin ja alkohol annavad samuti lisa kalorite hulgale ja on loomupäraselt premeerivad ained. Alkohoolsed karastusjoogid sisaldavad palju kaloreid – 90-180 kcal portsoni kohta. Ehk 2 õlut annavad juba märkimisväärse koguse päevasele kalorihulgale juurde. Seda enam, et me tavaliselt ei joo õlut vm alkohoolset jooki kalorivajaduse katteks. Juuakse seetõttu, et meeldib, olenemata sellest, kas kõht on tühi või täis.

Kofeiin ise kaloreid ei sisalda aga seda serveeritakse sageli rasva ja suhkru kombinatsioonidega (vahukoor).  Ka šokolaadis sisalduv teobromiin, kergelt harjumust tekitav, paneb meid sööma liigselt kaloreid.

Meie tänased toidutöötlemismeetodeid: aurutamine, friteerimine, praadimine, grillimine, suitsutamine jne kombineeritakse lisatavate suhkru, rasva, soola jt maitseainetega. Ja kaloritele aina lisandub kaloreid.

Pole juhus, et meie tänapäevane toidumaastik näeb just selline välja: inimese aju loomupärased eelistused on tarbijate nõudluse kaudu dikteerinud pakkumise. Toiduainetööstus konkureerib ägedalt teie “kõhupiirkonna” kasutusvalduse pärast, vajutades oma toodanguga premeerimisnuppudele, püüdes muuta teid korduvkliendiks. Ta teeb seda paljuski apelleerides asjadele, mida teie aju intuitiivselt soovib.

Lugedes ainevahetusest: geenid ja suhkur vs rasv

Loen siis jätkuvalt evolutsioonibioloog H. Potzeri raamatut "Burn" - lõpuni on õige vähe jäänud 😃

Laktoos – piimasuhkur – on disahhariid, mis koosneb glükoosist ja galaktoosist. Sarnaselt kõigi imetajatega vajab inimene ensüümi laktaas, et  seedimise käigus laktoos glükoosiks ja galaktoosiks lagundada. Vastsündinud suudavad toota palju ensüümi, et lagundada oma ema piima. 10000 aastat tagasi lülitus inimestel geen, mis valmistab ensüüm laktaasi, peale lapsepõlve välja. 

See põhjustab neile, kes täiskasvanuna piimatooteid söövad suuri seedeprobleeme, kuna laktoos liigub tervena jämesoolde, kus gaasi tootvad bakterid seda lagundama hakkavad. ca 7000 aastat tagasi muteerus karjakasvatajate kogukonnas laktaasi geen ja jäi aktiivseks ka täiskasvanueas. Need õnnelikud, kellega see juhtus, said eelise – nad pidasid paremini vastu ja said rohkem lapsi. Lapsed pärisid muteerunud laktaasi geeni. Seda on huvitaval kombel juhtunud kahes kohas – Põhja Euroopas ja Ida Aafrikas. Täna kannavad nende karjakasvatajate järglased seda geeni edasi.

Laktaasi geen ei ole ainus, mis on läbinud muutusi. Mõned meie geenid näitavad nii iidsemat kui ka hiljutisemat arengut. Näiteks on inimestel ahvidest rohkem koopiaid geenist, mis teeb sülje amülaasi – ensüümi, mis lagundab tärklist. Kogukondades, kus süüakse tärkliselisi süsivesikuid rohkem, on ka geeni koopiaid rohkem.  

NAT2 geeni variant - toodab ensüümi, mis osaleb mitmetes ainevahetusprotsessides. Selle teket loetakse vastuseks toidu folaatide sisalduse langusele  põllumajandusega tegelevate kogukondade juures.

FADS 1 ja 2 geen – oluline lipiidide ainevahetuses - on vastuseks Euraasia ja Aafrika põllumajanduskogukondade dieedi teistsugusele rasvasisaldusele. 

Tšiili Atacama kõrbe põliselanikud on kohanenud sealse vee kõrgema arseenisisaldusega. Looduslik valik on siin soodustanud geeni tööd, mis kiirendab keha puhastamist arseenist.  

Arktilised kogukonnad on kohandunud sööma palju liha, kuid mitte sel viisil nagu tänased Paleo propageerijad seda arvavad. Uuringud Gröönimaa ja Kanada inuiitidega on näidanud, et FADS geenid on ka siin muutunud. Tõenäoliselt toidu suurema rasvasisalduse, eriti oomega 3 sisalduse tõttu. Keto dieedi esindajatele meeldib inuiite näitena tuua, kuid inuiitidel ei teki ketoosi. Selle asemel kannavad nad geeni CPT1A, mis takistab ketoonide teket. Meil on selle geeni „normaalne“ variant, mis reguleerib ketoonide tootmist mitokondris.  Inuiitide mitte-ketooni geen oli niivõrd edukas, et tänaseks on see Arktiliste kogukondade juures ülilevinud. Paleo dieedi esindajad toovad eeskujuks inuiite, kuid inuiidid on loodusliku valiku tulemusena raskemas seisus, kui meie täna.

Meie kaugete esivanemate dieet ei ole koosnenud ekstreemsustest. Meie minevikus kasutusel olnud dieedid aga ei pruugi olla need, mis hoiavad meid täna tervena. See et me täna ei toitu nii, nagu ammustel aegadel, ei tähenda, et me ei võiks seda teha. Meie paleoliitikumi esivanematel ei olnud kanalisatsiooni, nad ei mänginud viiulit, ei sõitnud lennukiga – see ei tähenda, et meie ei võiks seda teha. Kui me ka tahaksime minna tagasi iidsete aegade dieedi juurde, siis oleks meil raskusi leidmaks metsikuid loomi ja taimi. Ükski neist rasvastest loomadest  ja suuremõõdulistest viljadest polnud olemas tuhat aastat tagasi. Ajad on muutunud ja muutunud on ka tänane kättesaadav toit. Mida me peaksime sööma täna?

Toidutabud

Hadzade epeme liha -  neerud, kopsud, süda ja munandid – on püha ja võimas ning ainult mehed tohivad seda süüa. See on nende uskumus, mis sarnaneb meie ihalusega aina uute iga kuu müügile jõudvate superfoodide (väetoitude) järele: acai marjad, granaatõun, lehtkapsas (kale), tume šokolaad, jaki või ning mõni detoxvesi, mis lubab ainevahetuse efektiivsuse kasvu 77% (seda ei tule).  Toidutabusid on kõikjal.

Hadza inimesed söövad sageli kergelt roiskuma läinud või väheküpsetatud liha, kuid keelduvad söömast reptiile või kala.

Delikatessjuust tõukudega

Sardiinias on delikatess juust elusate tõukudega (kohe läheb süda väga pahaks 😕). Ameeriklased ja Eurooplased tunnevad õudust, kui kuulevad, et Aasias süüakse koeri, kuid kui erinev on see lehmade ja sigade söömisest?

Kõigil toidutabudel ei ole kultuuriliselt sügavaid juuri. Täna on igal pakutaval supertoidul oma vaenlane, keda materdada: gluteen, transrasvad, süsivesikud (eriti fruktoos), piim, kohvi, munad, vein. Teadust ja fakte on nende „vaenlaste“ taga samapalju, kui Hadzade reeglitel mao ja sebra munandite söömise kohta.

Meie ainevahetus tegelikult ei saa pea üldse  erinevatest toitudest mõjutatud. Ohtlikud võivad olla kõikvõimalikud „puhastajad“, „detox“ joogid, „energiat andvad“ lisandid. Nn „negatiivse kalorsusega toidud“, mis peaksid kulutama rohkem kaloreid, kui neis endis on – nagu seller, lehtkapsas (kale) – on samuti müüt. Kuigi enda täitmine madala kalorsusega lehtköögiviljadega võib anda kasu neile, kes üritavad oma päevakaloraaži vähendada.

Jäävee joomine ei muuda sinu päevas põletatavate kalorite arvu. Ka toidud, mis väidetavalt ainevahetust kiirendavad, on parimal juhul tagasihoidliku mõjuga. Tassis kohvis sisalduv 100ml kofeiini tõstab päevast kalorikulu 20 kcal. 

Suhkur versus rasv

Südamehaiguste järsu tõusu ajal 1950-1960, viis Ancel Keys läbi mahuka uuringu, mis näitas rasva tarbimise ja südamehaiguste vahelist seost. Sellega oli süütenöörile tuli otsa pandud. Algas rasva materdamine. Tänaseks on teaduses pidama jäänud  pidanud küllastunud rasvade ja transrasvade seos südamehaigustega. Siiski rasvast „halva“ tegemine ei toonud kaasa midagi väga head. Liha eemaldamisega dieedist, kadusid ka valgud. Ja see aitas juba kaasa ülesöömise tekkimisele. Toodeti väga palju „madala rasvasisaldusega“  toite, milles puuduolev osa (rasv, valgud) asendati lihtsuhkrutega. Neid reklaamiti kui „hea südame tervisele“, kuid tänaseks on teada, et rasva asendamine suhkruga ei alanda südamehaiguste riski. Keys isegi nägi seda tulemas ja kirjutas, et rasv tuleks asendada valgurikaste komplekssüsivesikutega nagu oad.  

Keto pooldajad üritavad suhkrust teha rahvavaenlast ja tänase rahvastiku ülekaalu põhjustajat. Nende teooria tugineb nn insuliini-süsivesiku mudelilet – süües süsivesikurikast toitu , eriti neid milles on palju lihtsalt seeduvaid suhkruid, tõuseb veresuhkru tase. Kõrgema veresuhkru puhul toodab pankreas vastusena hormooni insuliin. Insuliin osaleb mitmetes protsessides, kuid tähtsaimaks on verest glükoosi viimine rakku, kus seda kasutatakse ATP tootmiseks või varundatakse glükogeenina. Kuna glükogeeni varudel on piir ees, siis stimuleerib insuliin suhkru muutmist rasvaks ja inhibeerib need teed, mille kaudu mobiliseeritakse ja põletatakse rasva. Gary Taubes ja tema kaasvõitlejad märgivad, et selline mudel viib olukorrani, kus vereringes ringleb vähem kütust, kuna glükoos muudetakse rasvaks aga rasva ei saa kütusena kasutada ning see tekitab nälja uute süsivesikute järele. Tekib ülesöömine ja rasvumine. Tehakse järeldus, et oluline ei ole kalorite kogus, mida inimesed sisse söövad, vaid oluline on, et need ei oleks süsivesiku kalorid. Kui see vaid oleks tõsi.

Keto pooldajad kaebavad, et teadus on jätnud süsivesiku-insuliini mudeli tähelepanuta ja tee sellest välja. Kuid tegelikult on viimaste kümnendite jooksul tehtud päris põhjalikke uuringuid.

NIH (National Institutes of Health) vanemteadur Kevin Hall (varasemas postituses kirjutasin Hall´i The Biggest Loser osavõtjate uuringust) lasi rasvunud meestel süüa 4 nädalat süsivesikurikast toitu ja 4 nädalat sama kaloraažiga, kuid kõrge rasva ja madala süsivesikusisaldusega toitu (ainult 1/10 kaloraažist suhkruid). Osalejad kaotasid kaalu ühtmoodi nii esimese, kui teise toitumisviisi puhul ja mingit erinevust ei olnud. Päevane kalorikulu oli Keto dieedi ajal ainult veidi suurem (57 kcal) – mis on palju väiksem, kui süsivesiku-insuliini mudel ennustab. Kusjuures uuringukava pandi kokku Gary Taubes osavõtul. Suhkruvastased lootsid, et selle uuringu tulemused tõendavad nende väiteid.

Veel ühes uuringus andis Kevin Hall ülekaalulistele kõigepealt süüa tavapärast toitu ja siis vähendas kaloraaži 30%. Kalorite vähendamine tuli siis kas rasvade või suhkrute vähendamise arvelt. Seekord oli madala rasvasisaldusega dieeti söönud inimestel veidi kõrgem päevane kalorikulu ja nad kaotasid ka rohkem rasva.

Sellised väikesed erinevused ja konfliktid päevase kalorikulu osas. Kolm aastakümmend tagasi – enne, kui suhkur vaenlase nime sai – tegi Erik Ravussin oma kolleegidega uuringu ja ei leidnud mingit vahet kõrge süsivesikusisalduse ja kõrge rasvasisaldusega dieetide päevase kalorikulu vahel.

DIETFITS uuring, mida finantseeris Gary Taubes kaasasid uuringusse 607 meest-naist, kas siis kõrge süsivesikusisalduse või kõrge rasvasisaldusega  dieeti kohaldades. Peale 12 kuud olid mõlemad grupid kaotanud ca 6 kg ja 2% keharasva. Kuid erinevusi gruppide vahel ei olnud.

Epidemioloogilised andmed samuti ei näita süsivesikute „süüd“ tänases rasvumises. John Yudkin, kes kritiseeris Keys´i uuringuid osutas, et 1960-1970 kasvas süsivesikute tarbimine ja kasvas elanikkonna rasvumine. Kui praegu juba mitu aastakümmet süsivesikute tarbimine ei ole metaboolsete probleemidega sünkroonis. Südamehaiguste arv, mis on küll väga kõrge, on alates 1960 aastast olnud langustrendis – isegi kui suhkru tarbimine kasvas. Vähihaiguste arv jäi pidama 1990 aastatel – 10 aastat enne, kui suhkrutarbimine hakkas langema.

Suhkrutarbimise tõus peatus ca 2000 aastal (ka fruktoosisiirupi tarbimine) ja on sellest ajast olnud langustrendis, kuid rasvumise ja ülekaalu numbrid jätkuvalt tõusevad.

Hiinas on tarbitavate rasvakalorite arv teinud järsu hüppe, kuid rasvumise-ülekaalu ning diabeedi numbrid on samuti tõusteel.

Nii et lihtsalt kättesaadavad ja seeditavad kalorid on need, mis hoiavad täna rasvumise-ülekaalu numbreid üleval, mitte ühe kindla makrotoitaine (rasv, valk, süsivesik) tarbimine.

Ega Keto kogukond sellepärast veel oma arvamusi ei muuda. Ikka ja jälle pakutakse uuringuid, mis nagu näitavat kõrge rasvasisaldusega dieedi eeliseid, kuid näiteks neid uuringuid on uuesti analüüsitud erapooletute teadlaste poolt – tuleb välja, et tulemused dieetide vahel on väga väikesed. Ja kaalulangus on alati olnud seotud ka kaloraaži vähenemisega.

Nii et kui internet kihab Keto dieedi supertulemustest – kaalulangusest, vööümbermõõdu vähenemisest, II grupi diabeedi taandumisest, siis see ei ole seotud niivõrd süsivesikute vähenemisega dieedis, vaid vähenenud kaloritega. Tarbitakse vähem kaloreid, kui kulutatakse Samuti väheneb glükogeeni varu ja glükogeen erinevalt rasvast sisaldab vett (1 osa glükogeeni kohta tuleb 3-4 osa vett) st on kaalult raskem ja sestap esialgne suur kaalu langus tuleb vee arvelt.

2005 aastal vaatles Michael Dansinger Bostoni kandis elavat 160 inimest neljal dieedil: Atkins (vähe süsivesikuid), Ornish (vähe rasva), Kaalujälgijaid ja Zone. Üksi dieet ei olnud inimestele kergem pidada ja ühegi dieedi puhul ei olnud kaalulangus suurem. Kõik, ka isegi kõige hullemad dieedid toimivad, kui kaloraaž langeb ja neist suudetakse kinni hoida.

Ka monodieetide – sööd ainult ühte asja – puhul toimub kaalulangus, kuna inimene väsib ühte ja sama asja söömast ning aja jooksul hakkab aina vähem sööma. Selle heaks näiteks on kartulidieet – sellest on siin blogis varem kirjutatud ka. Mark Haub, Kansase Ülikooli professor, sõi rämpstoidu dieeti (Twinkies) näitamaks, et kaalulanguse puhul mängib rolli ainult kalorite arv. Ta sõi Twinkiest iga kolme tunni järel ja toetas seda krõpsude, küpsiste ja suhkrurikaste hommikuhelvestega. 10 nädalaga oli ta kaotanud 12 kg, saanud ülekaalulisest normkaaluliseks ja tema kolesterool ja triglütseriidide tasemed langesid.

Ka DIETFIT uuringus näitasid mõlemad grupid – madal rasv/madal süsivesik – südame tervise paranemist.

Rasvunud ja ülekaalulisele inimesel toob kaalu kaotamine mitmeid tervise-eeliseid.

Lugedes: energia, antioksüdandid ja Keto dieet

 

Nagu glükoosi puhul, nii moodustavad ka rasvhappeid süsiniku, hapniku ja vesiniku aatomid, mis hingatakse välja CO2 kujul või moodustuvad veeks (väike kogus). Te hingate oma toitu välja. Kui põletame palju rasva, hoolimata sellest, kas on tegemist äärmiselt süsivesikuvaese dieedi või näljaga, muundatakse osa atsetüül CoA-st molekulideks, mida nimetatakse ketoonideks. Enamik ketooni tootmist toimub maksas, kuid neid kasutatakse kogu kehas. Ketoonid on omamoodi atsetüül-CoA rändav versioon ja võivad vereringes liikuda teistesse rakkudesse, neid saab muundada atsetüül-CoA-ks ja kasutada ATP genereerimiseks. Nii toimib populaarne ketodieet, mis soovitab tarbida rasvu ja valke ning peaaegu üldse mitte süsivesikuid. Kui süsivesikute kasutamise süsteem on suletud, liigub kogu liiklus rasva- ja valgusuunale.

Kuna ketoonid liiguvad veres, ilmnevad nad teie uriini. Ketoonide sisaldus uriinis annab teada, et keha on ketogeneesis ja sõltub energia saamiseks suuresti rasvast. On üsna ilmne, miks ülimadala süsivesikusisaldusega ketogeensed dieedid, nagu Atkins või trendikas Paleo dieet (mis kütt-korilaste toitumisega võrreldes pole üldse Paleo) võivad põhjustada suurt rasva kadu. Kui te ei tarbi süsivesikuid, on ainus viis atsetüül-CoA tekitamiseks rasvade põletamine. Muidugi, võite ka valke põletada, muundades aminohapped ketoonideks või glükoosiks (mõned aminohapped moodustavad isegi molekule, mis võivad hüpata Krebsi tsükli keskele). Kuid valk on pigem siin teisejärguline. Rasv on madala süsivesikusisaldusega dieedi peamine kütus ja kui sööd vähem kaloreid kui kulutad, saab puudujäägi energiaks ladustatud rasva põletamine. Osa sellest rasvast töödeldakse enne põletamist ketoonideks. 

Näiteks on aju eriti pirtsakas tarbija  ja kasutab ainevahetuseks tavaliselt ainult glükoosi, kuid kui glükoosi pole saadaval, läheb see üle ketoonide põletamisele. Rasvade energiaks muundamise varjukülg on see, et rajad kulgevad mõlemat pidi. Suhkru molekuli (glükoos või fruktoos) saab muuta atsetüül-CoA-ks ja seejärel hüpata Krebsi tsüklisse sisenemise asemel rasvhapete rajale ja voilà! Teete suhkru rasvaks. See on sama protsess, mida kasutatakse rasvade muutmiseks atsetüül-CoA-ks, lihtsalt jookseb tagurpidi. Nagu kõik head paindlikud transiidisüsteemid, on ka meie ainevahetusrajad arenenud, et reageerida liiklusoludele ja saata molekulid nende kõige mõistlikumatesse sihtkohtadesse. Kas teil on rohkem suhkruid kui vaja? Saada täiendav glükoos ja fruktoos glükogeenile. Glükogeeni varud on täis? Saada liigne suhkur atsetüül CoA-le. Kui Krebsi rattarong on ülerahvastatud, kuna energiavajadus on madal, hakake atsetüül CoA-d rasva saatma. Ja rasvas on alati palju ruumi. Glükogeenivarud täituvad ja liigset valku ei saa salvestada, kuid pole mingit piirangut sellele, kui palju rasva saate kiht-kihi otsa panna. Ja sellepärast ettevaatust - kui midagi süüakse liiga palju, siis kõik põletamata kalorid, olenemata sellest, kas need pärinevad tärklistest, suhkrutest, rasvadest või valkudest, lõpetavad teie keha lisakudedena.  

Kuid mida peab silmas Pontzer, kui ta ütleb, et taimed on meid miljoneid aastaid mürgitanud?

Elu nõuab energiat ja esimene meie planeedil arenenud energiasüsteem oli fotosüntees. Varasemad päikeseenergiat kasutavad bakterid tuginesid fotosünteesi toimimiseks vesinikule ja väävlile, mitte veele. Siis umbes 2,3 miljardit aastat tagasi arenes kuskil noore, kivise Maa madalates tiikides uus fotosünteesi retsept, mis muutis vee (H2O) ja süsinikdioksiidi (CO2) glükoosiks (C6H12O6) ja hapnikuks (O2). Päikesevalgus andis selleks muundamiseks vajaliku energia - energia, mis salvestus glükoosi molekulaarsetesse sidemetesse. See uut tüüpi fotosüntees, mida nimetatakse oksügeenseks, kuna see toodab jääkainena hapnikku, oli pöördepunktiks. Hapnikuga fotosünteesiv elu koloniseeris planeedi. Kipume mõtlema hapnikust kui heast asjast, elu säilitajast, kuid hapniku tõeline keemiline olemus on laastav. See varastab elektrone ja seondub teiste molekulidega, muutes neid täielikult ja sageli lahti rebides. Hapnik on hävitaja, hävitades kõik, mida puudutab, kas aeglaselt (rooste) või ägedalt (tuli). Alguses imendus taimede toodetud hapnik mustuses ja kivimites sisalduvas rauas, tekitades maakoores massiivseid, oksüdeerunud “punaseid kihte”. Siis neelasid ookeanid nii palju hapnikku, kui suutsid mahutada. Pärast seda hakkas atmosfäär täituma, hapniku sisaldus tõusis 0 protsendilt üle 20 protsendini, kuna fotosünteesivad taimed kogu maailmas ajasid seda kraami ohjeldamatult ja hoolimatult välja. Kui hapniku tase hüppeliselt tõusis, hakkas see elu lämmatama ja  see sündmus oli tuntud ka kui suur hapnikukatastroof. Maa oli surnud planeediks saamise äärel.

28 grammis "puhtas" joogivees on üle miljoni bakteri ja planeedil umbes 330 miljonit kuupmiili vett. See teeb sellel planeedil olevate vees levivate bakterite koguarvuks (eirates maismaal olevaid baktereid) umbes 40 × 10²⁷ ehk 40, millele järgneb 27 nulli. Isegi kui nad paljunevad ainult üks kord päevas, teeks see 14 × 10³⁰  kordust aastas. Kui suur on juhusliku mutatsiooni tekkimise tõenäosus, mis muudab metaboolset rada, muutes mõne varem kasutamiskõlbmatu kemikaali toiduallikaks? Isegi kui koefitsient on üks sajast triljonist, võime igal aastal oodata üle 100 000 triljoni sellise mutatsiooni. Miljonite aastate jooksul, mis on evolutsioonile kättesaadavad, on sellised mutatsioonid peaaegu vältimatud. Kui noor Maa täitus aegade jooksul aeglaselt mürgise hapnikuga, pakkus see võimalust. Miljardite aastate jooksul elavate, muteeruvate ja paljunevate bakterite loetamatute kvadriljonite seas tabasid mõned näiliselt võimatut lahendust - viisi hapniku kasutamiseks kütuse valmistamiseks: oksüdatiivset fosforüülimist.  

Ehk ühesõnaga bakterid päästsid olukorra. Ja tänaseks iga loom Maa peal, ussidest kaheksajalgadeni ja elevantideni, on selle suure edasiliikumise pärand. Nagu kõik teised loomad, kanname ka meie rakkudes nende planeeti säästvate aeroobsete bakterite järglasi. Need on meie mitokondrid. Revolutsioonilist ideed, et mitokondrid arenesid välja sümbiootilistest bakteritest, toetas visiooniline evolutsioonibioloog Lynn Margulis. Toidame ja hoolitseme mitokondrite eest kohusetundlikult nagu kallite lemmikloomade eest - meie süda ja kopsud on pühendatud mitokondrite hapnikuga varustamisele ja nende CO2-jäätmete väljavedamisele. Ilma nendeta ja oksüdatiivse fosforüülimise maagiata ei saaks me säilitada seda energeetilist ekstravagantsust, mida peame enesestmõistetavaks. Elu poleks iial arenenud niivõrd suureks.

Hapnik on oksüdatiivse fosforüülimise oluline koostisosa just seetõttu, et see on elektronvaras – ja see teeb selle ka nii hävitavaks. Hapnik on elektronide vastuvõtja nn elektrontranspordiahelas - koppbrigaad, mis läbib elektrone piki mitokondrite sisemembraani, tõmmates vesinikioonid intermembraansesse ruumi. Hapnikuta elektroni transpordiahel peatub, Krebsi tsükkel teeb tagasikäigu ja mitokondrid seiskuvad. Kui elektronid hüppavad elektronide transpordiahela lõpus hapnikule, meelitavad nad vesiniku ioone, moodustades vee - H2O. Teie mitokondrid moodustavad iga päev sissehingatavast hapnikust rohkem kui tassi vett (umbes kolmsada milliliitrit).

Ehk lakkamatult ja suures koguses antioksüdante sisse ajades – püüad sa oma elektronivargast hapnikku neutraliseerida – ja kui sa sellega 100% toime tuleks, oleks elu ka sinu kehast läinud.

Edasi otsib „Burn“ vastuseid küsimustele:

Kui palju me tegelikult iga päev energiat põletame ja milleks see kõik kulub? Kui palju kulub miili kõndimiseks, külma vastu võitlemiseks või lapse loomiseks energiat? Kas me saame tõesti oma ainevahetust kohvi, dieedi või supertoitudega kiirendada? Kuidas suudab meie keha varustada õiget kogust kütust, et rahuldada meie igapäevaseid vajadusi? Ja miks meie metaboolsed mootorid kuluvad ja ebaõnnestuvad? Kas surm on energia põletamise vältimatu hind, kuradi tehing võimaluse vastu elavate seas tantsida? Kõige tähtsam, kui kaugele pean jooksma, et hea saiakese söömise süütundest pääseda?

Vajadus süüa ja hingata on ilmselge, kuid ainevahetusteadus arenes väga aeglaselt. 

Nagu me teame vajab süsivesikute, rasvade ja valkude põletamine hapnikku ja toodab CO2. Hapnikutarbimise ja CO2 mõõtmine on kalorite mõõtmise standardne lähenemisviis. Hapnik ja CO2 pole iseenesest energia, kuid need on nii tihedalt seotud ATP tootmise ja energiakuludega, ja on usaldusväärsed ja täpsed ainevahetuse näitajad. Kuna hapnik ja CO2 on energiakulu kaudsed mõõdikud, tuleb nende kasutamisel ainevahetuse mõõtmiseks arvestada mõningate oluliste üksikasjadega:

Esiteks liikumise/treeningu puhul kulub mõni minut enne, kui keha jõuab hapnikutarbimise ja CO2 tootmise püsiseisundini. Teate seda isegi, kui teete regulaarselt trenni: teie hingamine ja pulss ei saavuta tavalist treeningu rütmi enne, kui olete mõnda aega sellega tegelenud. Lühikesed aktiivsused, näiteks sprintimine või raskuste tõstmine, ei kesta püsiva seisundi saavutamiseks piisavalt kaua ja nad toetuvad anaeroobsele ainevahetusele, mis ei tarbi hapnikku, mistõttu on neid raske mõõta. Samuti muutub teatud tarbitud hapniku või toodetud CO2 koguse jaoks põletatud energia hulk veidi sõltuvalt sellest, kas põletate rohkem süsivesikuid, valke või rasvu. Kütuste segu saab mugavalt arvutada hapnikutarbimise ja CO2 tootmise suhte järgi.

Sageli esitatakse energiakulud metaboolsetes ekvivalentides ehk MET-des. Üks MET on määratletud kui 1 kilokalor kilogrammi kehamassi kohta tunnis, mis on ligikaudu puhkamise energiakulu. 

Barbara Ainsworthi ja tema meeskonna poolt alates 1993. aastast iga paari aasta tagant koostatud kehalise aktiivsuse kokkuvõttes on MET väärtused üle kaheksasaja tegevuse jaoks, alates igapäevasest („kirjutamine: elektriline, käsitsi või arvutiga”, 1,3 MET), kuni huvitavateni („oda abil kalapüük, seistes”, 2,3 MET) ja ebamäärasteni („seksuaalne tegevus, üldine, mõõdukas pingutus”, 1,8 MET) ebamugavalt spetsiifilistni („kõndimine, tagurpidi, 3,5 mph, ülesmäge, 5 protsenti tõus”, 6,0 MET).  

Käies koos Hadza naistega nende igapäevases väljasõidul toidu järele, märkis Pontzer, et tuleb palju kõndida.  Ühel päeval olid need kongolobi marjad: kõvad, hernesuurused kerad, seemnene, õhukese koore ja magusa viljalihaga.  Hadza olla tähendabki kõndida. Ja kõndida. Ja kõndida. Iga päev. Hadza naine kõnnib keskmiselt umbes viis miili (ca 10 000 sammu) päevas; Hadza mehed katavad umbes kaheksa ja pool. 60 aastane naine on oma elu jooksul kõndinud kaugelt üle saja tuhande miili, mis on neli korda ümber maakera. Kui Hadza mees jõuab seitsmekümnendatesse, võib ta olla läbinud 239 000 miili, mis kuluks kuule jõudmiseks.  

Leidsime, et Hadza kulutab kõndimiseks sama palju energiat kui kõik teised: kõndimise kulu (kcal miili kohta) = 0,36 × Kaal (naeltes – nael on ca 453 grammi).  Ilmselt ei muuda eluaegne kõndimine inimest selles efektiivsemaks. Kasutades kõnnikulu võrrandit, leiate, et keskmine 68 kg (150 naela) inimene põletab miili kõndimiseks 54 kilokalorit (0,36 × 150 = 54). Väiksem inimene, kaaluga 45 kg (100 naela), põletaks 36 kcal.

Jooksmine kulutab rohkem kui kõndimine. Jooksmise kulud (kcal miili kohta) = 0,69 × Kaal (naelad) 68 kg mees kulutab joostes 102 kcal (0,69 × 150 = 102). Kuna 68 kg on täiskasvanu tüüpiline kaal, on rusikareegliks, et kõndimine miili kohta võtab 50 kcal ja jooksmine 100 kcal. Jooksmine on kaks korda kulukam kui kõndimine, kuid ujumine kulutab veel enam: ujumiskulu (kcal miili kohta) = 1,98 × Kaal (naeltes) See on peaaegu kolmekordne jooksmise kulu. Võrdluseks võib öelda, et jalgrattasõit on palju odavam: jalgrattasõidu kulu (kcal miili kohta) = 0,11 × Kaal (naela) - vaid kolmandik kõndimise kulust (15 miili tunnis kiiruse puhul). Kiirusega kasvab kulu hüppeliselt, mõjutavad ka sellised tegurid nagu tuul, teekate, rehvide disain ja rõhk (mis mõjutavad veeretakistust).  

Te teate, et mida kiiremini te kõnnite, joostakse, jalgrattaga sõidate, ronite või ujute, seda raskemini hingate ja seda rohkem energiat põletate. Tundub ka, et tippsportlased nagu lendaksid ilma vaevata meist mööda. Tegelikult mõjutab kiirus energiakulu kahel erineval viisil, kuid need mõjud ei vasta alati meie arusaamadele. Ja treenimine ja tehnika loevad palju vähem, kui arvata oskate. Peamine viis, kuidas kiirus kulusid mõjutab, on otsene: mida kiiremini me liigume, seda kiiremini peavad meie lihased tegema keha liikumise tööd ja seda kiiremini kulutame kaloreid. Kui 1 miili jooksmine maksab 100 kcal, põletame 600 kcal joostes 6 miili või 1000 kcal joostes 10 miili (tunnis). Teisisõnu, kiirus, millega me energiat põletame (kcal minutis või kcal tunnis), suureneb otseselt kiirusega.

See sobib tõenäoliselt teie sisetundega (kiirem kiirus tähendab kiiremat kulutamist), kuid sellel on hoopis üllatav järeldus: hoolimata sellest, kui kiiresti te jooksete, kulutate miili kohta ikka sama palju kaloreid. See tähendab, et kulutate kolme miili läbimiseks kõige kiiremas tempos sama palju kaloreid kui sörkjooksu tehes - kiirelt joostes kulutate lihtsalt kalorid kiiremini (ja lõpetate varem). Kiiresti joosta on raskem, sest väsimus on seotud sellega, kui rasket tööd me teeme. Sama aga ei kehti ujumise, kõndimise ja jalgrattasõidu kohta. Nende tegevuste puhul mõjutab kiirus ka miili kohta kulutatud energiat. Võtame näiteks kõndimise. Kõndimine meie kõige ökonoomsemas tempos, ca 2,5 miili tunnis (ca 4km/h), põletab 68kg inimese jaoks umbes 50 kcal 1,6 km kohta kohta. Võime mõelda sellest kui energeetiliselt optimaalsest kiirusest, kuna see nõuab miili kohta kõige vähem energiat. Kiiremini 6,4 km/h kõndides põletatakse umbes 40 protsenti rohkem energiat, umbes 70 kcal 1,6km kohta. Kui kõndimise kiirus jõuab 8km/h, siis see ületab jooksmise kulu ehk sellises tempos on kalorikulu poolest odavam joosta, kui kõndida. Ehk sellise tempoga kõnd kulutab kaloreid rohkem, kui joostes.

Meie kõndimise kiirus oleneb meie harjumustest ja elamiskeskkonnast. Nii Hadzad kui ka suurlinna elanikud kipuvad kõndima keskmisest kiiremini. Me oleme nõus kulutama rohkem energiat, et katta vahemaa kiiremini ja säästa aega. Kuidas kulutab jalutamine rohkem energiat, kui jooksmine?

Allikas: H. Pontzer "Burn"