Глава 3
Белки нашей жизни
Почему люди выросли?
Рост мужчин регистрируется во всех странах при призыве на военную службу. Самых высоких зачисляют в гвардию, самых мускулистых – в артиллерию, низкорослых – в авиацию и кавалерию. Рекруты среднего роста попадают в пехоту. В европейских армиях с 1900-го по 1975 г. наблюдалось увеличение роста молодых солдат. Голландские воины стали выше на 11,1 см, солдаты-датчане – на 8,4, бельгийцы и шведы – на 8,1, французы – на 7,5, итальянцы – на 3,6 и испанцы только на 3,1 см [1]. Средний рост молодых москвичей увеличился на 5,7 см между 1925 и 1965 годами [2]. В послевоенный период быстрее всего увеличивался рост молодого поколения хорватов, с 1951-го по 1985-й они стали выше на 13 см. Заметно менялся и рост европейских женщин. Они при этом не только росли, но и развивались быстрее, чем в начале века. Их детородная способность наступала не в 15 лет, как в прошлом, а уже в 13 лет. Этот феномен обозначался термином «акселерация». В США акселерация происходила быстрее, чем в Европе. Между 1896 и 1968 гг. молодые девушки в США стали выше на 19,75 см, а молодые юноши лишь на 17,4 см. Японские юноши и девушки увеличивали свой рост медленнее и в основном после 1960 г. За двадцать последующих лет средний рост японских мужчин повысился на 4,7 см, женщин – на 2,7 см. Росли в этот период и китайцы, в явной корреляции с экономическим уровнем жизни. Китайцы, живущие в городах, имеют в настоящее время больший средний рост (1,702 м), чем сельские жители (1,663 м). Рост китайцев, живущих в Гонконге, увеличивался быстрее, чем в континентальном Китае. Еще выше оказались китайцы, живущие в США. Феномен увеличения роста новых поколений в XX в. не был универсальным для всех стран. Он не наблюдался, например, в Индии, Египте, Эфиопии и во множестве других азиатских и африканских стран. В настоящее время, по данным антропометрических измерений, самыми высокими в мире являются голландцы (1,843 см), самыми низкими – индийцы (1,612 см).
Изменение роста и физического развития людей в течение нескольких десятилетий хорошо коррелирует лишь с одним фактором – качеством питания, прежде всего белкового. Но роль белков проявлялась только в тех случаях, когда углеводы и жиры обеспечивали полные потребности энергетического обмена. Избытки углеводов и жиров, характерные для западных диет в последние двадцать лет, вели к увеличению среднего веса, но не роста. Не менее очевидна корреляция между ростом людей и долей в их диете продуктов животного происхождения. Качество питания, прежде всего детей, влияет не только на их рост, но и на умственное развитие, на относительные размеры их мозга. От полноценности белкового питания зависит и продолжительность жизни. В опытах на животных это было показано экспериментально, для людей – путем сравнительных наблюдений.
Потребность в белках
Тысячи исследований белкового обмена человека, проведенных в течение последних ста лет, легли в основу рекомендательных нормативов Всемирной организации здравоохранения, определявшей оптимальные потребности в белках для каждого возраста. Впервые такие нормативы были опубликованы Комиссией по здравоохранению Лиги Наций в 1936 г. ВОЗ пересматривала свои рекомендации несколько раз, учитывая новые данные. Последние из них, принятые в 1991 г., пока не менялись. На основании рекомендаций ВОЗ Министерство здравоохранения СССР издавало собственные советы для различных групп населения [3]. В пересчете на условный белок с идеально полноценным составом аминокислот детям в первый год жизни требуется ежедневно 5 – 6 г белка на килограмм веса тела, детям 2 – 3 лет – 4 г, подросткам 15 – 17 лет – не менее 2 г. Такие количества белка обеспечивают нормальный рост. Взрослым людям, мужчинам и женщинам, оптимальная норма установлена в 1 г/кг, что означает 70 г полноценного белка каждый день для человека со средним весом 70 кг. Этот расчет был сделан для людей с сидячим образом жизни. Для людей физического труда, спортсменов, беременных и кормящих женщин рекомендуемые нормативы по белкам увеличиваются на 30 – 50%. Для людей пожилого и старого возраста сохраняются обычно нормативы, принятые для среднего возраста, так как балансовые исследования азотного обмена у стариков до недавнего времени не проводились. В изданных ВОЗ рекомендациях по питанию для пожилых людей просто констатируется, что 0,9 – 1,1 г/кг благоприятны для здоровых людей старого возраста [4]. Этот норматив несколько преувеличен.
Весьма распространено убеждение, что если дефицит белка в питании, безусловно, вреден, то некоторый избыток белков скорее полезен и не может принести вреда. Такое убеждение не обосновано физиологически. Баланс есть равновесие синтеза и распада. Любой избыток белка в пище в сторону от равновесия приводит к использованию части белков в пище не для регенерации клеток и тканей, а в энергетическом обмене или для образования запасных жиров. Аминокислоты белков при этом подвергаются окислению, каждая по собственному циклу. В отличие от углеводов и жиров, энергетический распад которых заканчивается образованием лишь воды и углекислого газа, окисление аминокислот сопровождается выделением токсичного аммиака и окислов серы. Щелочной аммоний нейтрализуется в печени с образованием мочевины, которая удаляется через почки. Эти процессы происходят постоянно, но в пределах физиологических возможностей органов и тканей. При большом избытке аммиак, как газ, частично выделяется через легкие и кожу. Если печень и почки не успевают справляться с переработкой излишков аминокислот, особенно ароматических, имеющих бензольные кольца (фенилаланин, триптофан, тирозин), то повышенная их концентрация в крови может стать токсичной прежде всего для клеток мозга. «Аварийная» сигнализация включает выброс аминокислот в мочу. При старении функции печени и особенно почек также ослабевают и концентрация свободных аминокислот в моче может оказаться повышенной.
Полноценные и неполноценные белки
Почти все известные типы белков, их в любом организме многие тысячи, образованы из двадцати аминокислот. Одиннадцать аминокислот могут образовываться в клетках и тканях человека из других соединений. Они обозначаются поэтому как заменимые. Девять аминокислот – лейцин, лизин, валин, изолейцин, фенилаланин, треонин, гистидин, метионин и триптофан относятся к группе незаменимых. Способность к их синтезу была утрачена у позвоночных животных, и они обязательно должны поступать в организм с пищей или образовываться микрофлорой кишечника, как это происходит у травоядных животных. Полноценным в пище считается такой белок, аминокислотный состав которого соответствует аминокислотному составу тканей и органов человека, прежде всего по незаменимым аминокислотам. Эталоном полноценного белка принято, естественно, считать суммарный белок материнского молока. Состав этого белка по незаменимым аминокислотам показан в таблице.
Содержание незаменимых аминокислот в белках женского молока, %
Любые индивидуальные животные белки несколько отклоняются от этого идеального состава. В белках мяса, например, больше лизина (8,5%), но меньше изолейцина (4,7%). В белках куриного яйца больше треонина и метионина (соответственно 5 и 3,1%), но меньше лизина (6,9%). Тем не менее почти все животные белки относятся к категории полноценных. Исключение составляют лишь кератины – белки, из которых образованы волосы, ногти, копыта, рога, перья и другие защитные белковые структуры. Кератины состоят в основном из коротких аминокислот – глицина, аланина и валина и серосодержащего цистеина, что обеспечивает прочность белкового волокна, дополнительно скрепленного дисульфидными связями. Они нерастворимы в воде и не расщепляются ферментами.
Белки большинства растений существенно отличаются от белков животных. Большая часть растительных белков потребляется человеком в форме зерен, бобов, клубней и других запасных органов, в которых белки являются не резервом аминокислот, а резервом азота и серы. Листья растений способны к синтезу всех двадцати аминокислот, но необходимые для этого азот и сера должны поступать из почвы или из резервных органов. Белки внутриклеточных структур растений близки по составу животным белкам, тогда как белки запасных органов заметно отличаются от животных. В белках зерен пшеницы содержится лишь 2,7% лизина, то есть в три раза меньше, чем в белках молока. В белках кукурузы мало не только лизина (2,6%), но и триптофана (0,7%). В белках гороха снижено содержание метионина. Белки риса и ржи являются наиболее близкими животным белкам. Поскольку синтез животных белков требует наличия определенных пропорций незаменимых аминокислот, то для удовлетворения суточной потребности человека в 70 г полноценного белка требуется 220 г белка кукурузы, 210 г белка пшеницы, 150 г белков гороха или фасоли и только 140 г белков риса или ржаного хлеба. Структурные белки растительных клеток более полноценны, чем запасные. Наиболее полноценными по аминокислотному составу среди растительных источников питания являются белки спаржи, цветной капусты, брокколи, семян тыквы и грибов, особенно молодых, еще растущих. В среднем при потреблении в основном растительной пищи ее белки утилизируются в синтезе белков тканей человека лишь на 40 – 50%, и больше половины их аминокислот используется в энергетическом обмене, при котором излишние амино– и амидогруппы и сера удаляются через почки. Растительные продукты, если ими удовлетворяется потребность в белках, приводят к значительно большему объему синтеза мочевины, чем животные продукты в пересчете на эквивалентное содержание незаменимых аминокислот. Именно поэтому при преимущественно растительной диете удовлетворение потребностей организма в энергии может быть достигнуто таким объемом пищи, который не обеспечивает баланса белков.
Эволюция типов белкового питания
Эволюционные изменения, которые привели к появлению среди высших приматов самых ранних предков человека, были связаны с необходимостью поисков новых источников питания. Большинство приматов являются всеядными в лесных тропических биоценозах. Однако в основном они все же зависят от растительной пищи и не ведут активной охоты. К настоящему времени процесс эволюции человека изучен достаточно полно не только анатомически, но и генетически. Прямостоячие предки человека (Homo erectus) появились около 2 млн лет назад, и их разделение на две ветви, неандертальцев и предков современного человека (Homo sapiens), происходило в течение длительного времени 300 – 700 тыс. лет назад [5]. Анатомические и физиологические изменения в организме предков человека обеспечивали приспособление к увеличению в их питании доли животных продуктов, добываемых охотой. Современный тип людей появился около 45 тыс. лет назад, в период, когда неандертальцы также имели свои поселения в Южной и Центральной Европе. Существует много разных объяснений, почему неандертальцы полностью вымерли около 28 тыс. лет назад, тогда как современный человек начал расселение по всем континентам. Очень часто это связывают с лучшей способностью первобытного человека обеспечивать себя продуктами питания за счет более разнообразных растительных и животных источников [6]. Неандертальцы, обладая сильнее развитой мускулатурой, обеспечивали свое пропитание главным образом охотой, в то время как люди, в дополнение к охотничьей добыче, продолжали питаться разнообразной растительной пищей, которая составляла не менее половины общего баланса. Поэтому они оказались лучше адаптированными к изменениям климата и способными к миграции в новые районы. Часть племен мигрировала вдоль побережья на север, достигая арктических морей Чукотки и Аляски, которые в то время еще не были разделены проливом. В процессе этой миграции они приспосабливались в основном к животной пище. Другие племена создавали поселения вдоль рек в Северной Африке и Ближней Азии, переходя к кочевому скотоводству (разведение овец и коз) и к орошаемому земледелию (выращивание пшеницы и некоторых других злаков).
Появление сельскохозяйственных цивилизаций около 10 тыс. лет назад радикально изменило питание людей. Доля животных продуктов в сельскохозяйственных оседлых цивилизациях снизилась до 10% общего баланса. Возник хронический дефицит белков, который при смене многих поколений привел к уменьшению роста людей. Люди, жившие в Европе около 30 тыс. лет назад и занимавшиеся охотой и собирательством, были в среднем на 16 – 18 см выше, чем их потомки в сельскохозяйственных районах Анатолии и Междуречья [7]. В античной греческой, а затем и римской цивилизациях, в которых основной продовольственной культурой стала пшеница, все показатели здоровья людей продолжали ухудшаться. В китайской сельскохозяйственной цивилизации рис вместе с богатой белками соей обеспечивали значительно лучший белковый баланс. Рожь, ставшая главной культурой в Северной Европе, также была более полноценной культурой, чем пшеница. Предки скандинавских народов и славян благодаря обширным лесам дополняли свою диету охотой и сбором грибов в значительно большей степени, чем античные народы в Южной Европе. Наиболее плохим было питание населения Западной Европы в период Средневековья. Pост мужчин, составлявший в V – IV вв. до н. э. 173 см, уменьшился в VII в. до 166 см, причем жители городов были ниже, чем крестьяне [8]. Однако кочевые племена Северной Африки и Азии и северные народности, которые расселялись вдоль берегов арктических морей в Азии, Америке и в Европе и питались преимущественно животной пищей, страдали, напротив, от избытка белков и жиров, что приводило к отбору генетических популяций с другим характером обмена веществ.
Открытие палеонтологами того факта, что здоровье первобытных людей было значительно лучше, чем людей последующих цивилизаций, не прошло без внимания диетологов. В 1975 г. в США вышла книга «Диета каменного века» [9], быстро завоевавшая популярность. Автор книги, специалист по желудочно-кишечным заболеваниям, полностью исключал из рекомендуемой диеты зерновые культуры, молоко, сахар, масла и растительные жиры. Блюда составлялись из мясных и рыбных продуктов, устриц, улиток и т. п. с дополнением листовых и корневищных овощей и фруктов. Однако современная пищевая промышленность не может обеспечить людям набор продуктов тропического и субтропического лесного биоценоза.
Белково-жировая диета эскимосов
Эскимосы, чукчи и другие племена, расселившиеся много тысяч лет назад по арктическим берегам Чукотки, Камчатки, Ямала, Норвегии, Гренландии, Аляски и Канады, питались преимущественно животной пищей. Они охотились на тюленей, моржей, полярных медведей и птиц. Дополнительными источниками питания были тундровые олени и рыба, изредка киты. Клюква, брусника и некоторые другие ягоды короткого тундрового лета и корневища растений обеспечивали эскимосов витамином С. Шли в пищу и прибрежные водоросли. Печень рыб и других морских животных была богата витаминами A, D и E. Наиболее полноценным продуктом были яйца птиц. Растительные продукты у жителей тундры составляли меньше 10% общего баланса калорий. Необходимая организму глюкоза в этом случае образовывалась из аминокислот. Энергетический баланс на 60 – 70% обеспечивался жирами. В диете эскимосов было много холестерина. Первые научные исследования особенностей питания и состояния здоровья эскимосов (инуитов) Аляски и Канады проводились врачами арктических экспедиций в начале прошлого столетия [10]. Позже такие исследования стали более систематическими, и в 1962 г. в США начал выходить международный журнал «Арктическая антропология» (Arctic Anthropology), в котором публиковались статьи об особенностях анатомии, физиологии и биохимии северных народов. Неожиданным было то, что среди эскимосов и других северных народов не наблюдалось сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, ожирения и других типичных патологий западных стран. Закономерно появилась теория, связывавшая это с их диетой. Однако предположение, что именно такая диета является наиболее здоровой, не получило подтверждения. Систематические исследования показали, что у арктических аборигенов, которые относятся к монголоидной расе, многие физиологические и анатомические признаки отличаются от индоевропейских рас. За много тысяч лет потребления преимущественно животной пищи происходил отбор, стимулировавший появление более активной переработки аминокислот в глюкозу и лучшей нейтрализации аммония и амидных групп. Это обеспечивается большим размером печени и относительным увеличением размеров почек и мочевого пузыря. Белковая диета считается мочегонной, и при ней необходимо выпивать большое количество воды. Хотя у эскимосов не обнаруживалось типичных болезней западных цивилизаций, средняя продолжительность их жизни на десять лет короче, чем у американцев, канадцев или датчан, переселившихся на Аляску или в Гренландию [11].
Современная диета и белковый баланс
Рост благосостояния в западных странах и отмена после вой ны карточной системы распределения продуктов сопровождались значительным улучшением питания населения. Расширился ассортимент продовольственных продуктов, исчезли витаминный и белковый дефициты. Увеличивалась пропорция животных продуктов в диетах. Но вскоре главные проблемы со здоровьем людей стали возникать из-за излишков калорий и все большей и большей степени замещения домашней кулинарии продуктами пищевой промышленности, ресторанов, кафе и продовольственных автоматов. Городские продовольственные рынки, обеспечивавшие прямые связи между производителями сельскохозяйственной продукции и ее потребителями, вытеснялись супермаркетами, которые начинали диктовать свои условия и нормативы фермерам. И последние стали приспосабливаться не к вкусам и потребностям городских жителей, а к условиям конкуренции между разными торговыми и промышленными монополиями. Уменьшалось сортовое разнообразие культур, и исчезали сезонные различия в поставляемой продукции. Ресторанные сети быстрого питания готовят картофельные чипсы только из одного типа картофельных клубней, приспособленных к техническим средствам обработки. Мировые сети супермаркетов реализуют помидоры, отобранные не по вкусу и аромату, а по плотности и толщине кожуры, что гарантирует хорошую транспортабельность и длительный срок хранения на полках магазинов. Ускоренный рост сельскохозяйственных животных обеспечивается гормональными инъекциями и комбинированными кормами. Куры выращиваются в клетках на птицефабриках в тесноте и на искусственном питании с добавлением гормонов и антибиотиков. Гормонами стимулируется круглогодичная лактация коров. Повсеместно увеличивалась доля продовольствия, которое поступает потребителям в консервированном виде.
Сравнительные исследования показали, что при домашней кулинарии баланс калорий лучше соответствует энергетическим потребностям и физиологическим нормам. Готовя дома, люди придерживаются старых традиций, унаследованных от родителей. Было подсчитано, что при домашнем питании средний американец потребляет в день не больше 2 500 – 2 700 ккал и около 100 г смешанных животных и растительных белков. На долю белков в этом случае приходится около 15 – 16% общего баланса калорий, что соответствует физиологическим рекомендациям. При покупке готовых блюд в ресторане, кафе или супермаркете потребляемый баланс калорий возрастает на 50 – 70% и масса белков в диете, в расчете на полноценный белок, увеличивается до 180 г [12]. Эпидемию ожирения большинство диетологов объясняют именно отказом от доминировавшего в прошлом домашнего питания и развитием промышленных пищевых корпораций, прибыли которых зависят от объемов торговли.
Диета Аткинса и другие низкоуглеводные диеты
Различные диеты, особенностью которых является высокое содержание белков и жиров и уменьшение доли углеводов, периодически появлялись с давних времен. Начало таким диетам положила небольшая книга англичанина Уильяма Бантинга «Письмо об ожирении, обращенное к публике», впервые изданная в Лондоне в 1863 г. [13]. Эта книга выдержала четыре издания в течение первых десяти лет. У. Бантинг, богатый владелец похоронного бюро, обслуживавшего британскую аристократию, страдал от сильного ожирения. Ему не помогали никакие диеты, гребля, турецкие бани и все прочие рецепты похудения того времени. При росте 160 см 65-летний Бантинг весил 202 фунта (91 кг). Один из его друзей, хирург Уильям Харвей (William Harvey), прописал ему осенью 1862 г. диету, почти не содержавшую углеводов. Они заменялись увеличенными порциями мясных, молочных и рыбных блюд. Через три месяца вес Бантинга снизился до 184, а еще через полгода до 156 фунтов. Он соблюдал эту диету до самой смерти и умер в возрасте 81 года. По тем временам диета Бантинга, состоявшая из бекона, яиц, сыров, мяса, паштетов, дичи, рыбы, была доступна лишь богатым людям. Но основные слои населения Англии от ожирения тогда и не страдали. О книге Бантинга вскоре забыли и вспомнили лишь недавно в связи с широкой рекламой аналогичной диеты, разработанной американским хирургом Робертом Аткинсом. Его книга «Революция в диете», вышедшая в 1992 г. в Нью-Йорке, быстро стала бестселлером [14]. В течение десяти лет (1993 – 2003 гг.) диета Аткинса оставалась наиболее популярной, и в некоторые годы в США ей следовали до 30 млн человек. В этой диете учитывалось увлечение американцев ресторанной едой.
Уильям Бантинг (1797 – 1878)
Роберт Аткинс (1930 – 2003)
Еще до публикации книги Аткинс создал в 1989 г. продовольственную корпорацию Atkins Nutritionals, которая обеспечивала супермаркеты и рестораны сертифицированными продуктами, вроде итальянских макарон, из которых была удалена половина крахмала. Эти продукты широко рекламировались и в Европе. В диете Аткинса доля углеводов была сведена к 5% от общего баланса калорий. В ней доминировали крабы, креветки, грибы, ветчина, ростбиф, французские сыры, паштеты, рыбные филе и другие блюда, рецептура которых была рассчитана на ресторанную кухню.
Из рациона полностью исключались картофель, хлеб, сахар и немалое число овощей и фруктов. Разрешалась цветная капуста, брокколи и спаржа. Белки обеспечивали 45% калорийности, жиры – 50%. Масса чистого белка, в расчете на полноценный, доходила до 250 г в день.
Увлечение диетой Аткинса привело к выпуску макаронных изделий, в которых половина углеводов заменена растительным белком. Спагетти из этой серии продуктов содержат 29% белка вместо обычных 10%. Поглощение избытка неполноценных растительных белков ведет к необходимости детоксификации их амино– и амидогрупп и к дополнительным нагрузкам на печень и почки. Кроме того, избыточные аминокислоты нарушают кислотно-щелочное равновесие в крови и лимфе и требуют нейтрализации.
Первоначально диета Аткинса предлагалась на 6 месяцев – в основном для похудения. Но по логике развития бизнеса в интересах корпорации ее вскоре начали предлагать «на всю жизнь» [15]. Сам Роберт Аткинс внезапно умер в апреле 2003 г. от второго инфаркта в возрасте 72 лет. Жена Аткинса не разрешила делать вскрытие, и причиной смерти был объявлен несчастный случай на улице. Лишь через много месяцев, уже в 2004 г., в прессе появились сообщения о реальной причине смерти и о том, что вес покойного составлял 117 кг при росте 183 см [16]. Как оказалось, Аткинс много лет страдал от атеросклероза, болезней сердца и гипертонии. Общий капитал корпорации Аткинса составлял к тому времени около 20 млрд долларов. И в 2004 г. началась серьезная критика его диеты [17]. 1 августа 2005 г корпорация Atkins Nutritionals была объявлена банкротом. Специалисты пытались оценить возможный вред от низкоуглеводной диеты, связанный в основном с токсичностью избытка в диете аминокислот и нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые кольца нуклеотидов в составе ДНК и РНК, сопровождающих белки в животных продуктах, подвергаются детоксификации, происходящей с образованием плохо растворимой в воде мочевой кислоты. При увеличении в крови концентрации мочевой кислоты ее соли могут откладываться в почечных канальцах (камни в почках) и в суставах пальцев (подагра). Диета Аткинса приводила к увеличению суточного количества мочевины, образуемой в печени, почти на 50 г, так как на каждые 100 г белка в диете образуется около 30 г мочевины (Н2CONH2) – органического соединения, с которым удаляется часть потенциальной энергии белков. У многих поклонников диеты Аткинса синтез мочевины не успевал перерабатывать избыток аминокислот и часть продуктов их распада выделялась в форме аммиака и ацетонов через легкие при дыхании.
Есть ли польза от вегетарианства?
Современное вегетарианство имеет в основном этические корни. Однако уже с древних времен ограничения на разные животные продукты вводились религиозными учениями, и много таких табу сохранилось до настоящего времени. Наибольшее число запретов на употребление в пищу животных продуктов существует у сикхов и буддистов в Индии. Ислам и иудаизм ограничивают потребление лишь некоторых животных продуктов, прежде всего свинины. Христианские страны не являются исключением, хотя проблемы создаются не церковью. Например, конина, которая является весьма популярным мясным продуктом не только в мусульманских странах, но и в Бельгии, Франции и в некоторых регионах России, была совсем недавно, в 2007 г., запрещена в США в качестве продукта питания людей. При этом был введен запрет на забой лошадей и на тех мясокомбинатах, которые в основном работали на экспорт [18]. Поголовье лошадей в США составляет 9,5 млн голов. Никаких ограничений на любые мясные продукты не существует, по-видимому, только в Китае.
Быстрый рост населения Земли привел в сравнительно недавнее время к появлению экологического и экономического вегетарианства. Эти направления вегетарианства основаны не на моральных соображениях, а на прогнозах отсутствия перспективы у животноводства, так как оно обеспечивает людей меньшим объемом калорий с единицы площади, чем растениеводство. Уже давно подсчитано, что сахарный тростник может дать с одного гектара земли 8 млн ккал, кукуруза – 3, рис – 2,5 и пшеница – 1,5 млн ккал. В то же время на 1 га сельхозугодий свинина обеспечивает лишь 800 тыс. ккал, птицеводство – 400 и пастбищное скотоводство – 200 тыс. ккал [19]. Подобные расчеты легли в основу книги Франс Лаппе «Диета для маленькой планеты», которая в наибольшей степени способствовала распространению экологического вегетарианства [20]. Лаппе считает аморальным использование зерновых культур для откорма скота и птиц, в то время когда сотни миллионов людей в мире голодают, не имея достаточного количества кукурузной муки или хлеба для своего пропитания.
Моральные аспекты этой проблемы вполне понятны, однако они не подкреплены научными обоснованиями. Растениеводство и животноводство являются взаимодополняющими частями сельскохозяйственной экономики. Воспроизводство плодородия полей для зерновых и овощных культур невозможно без животноводства. Пастбищное скотоводство дает возможность использовать земельные площади, непригодные для земледелия. В России это заливные луга, засушливые степи и лесотундра – сотни миллионов гектаров. Оленеводство, например, не конкурирует с земледелием и утилизирует в основном лишайники. Множество городских пищевых отходов можно использовать в свиноводстве. Полный отказ от животных продуктов в питании людей неизбежно привел бы к ослабленному и умственно неполноценному потомству. Однако появившееся в сравнительно недавнее время интенсивное индустриальное животноводство, оторванное от земледелия, не только создает немало моральных и экономических проблем, но и загрязняет атмосферу «парниковыми» газами, особенно метаном.
Умеренные формы вегетарианства, когда люди отказываются лишь от мясных продуктов, но продолжают употреб лять молоко, яйца, сливочное масло и сыры, не наносит существенного вреда здоровью взрослых людей. Но отказ от мяса и рыбы отрицательно влияет на развитие детского организма. Умеренное вегетарианство нельзя рекомендовать беременным и кормящим женщинам. Чтобы производить молоко или яйца, необходимо все же развивать и скотоводство, и птицеводство. Если отказываться в этом случае от употреб ления мяса, то животных все равно нужно забивать, когда они пройдут через пик своей продуктивности. Мужскую половину всех животных популяций пришлось бы также резко сокращать путем раннего забоя. Такой способ хозяйства привел бы к резкому росту стоимости молочных продуктов и яиц. В настоящее время коровы, быки, буйволы и даже козы доживают до глубокой старости только в Индии, стране с максимально высоким в мире поголовьем скота (около 300 млн голов, а вместе с козами – более 400 млн) и исключительно низкой долей животных продуктов в диете населения, составлявшей в 2007 г. лишь 8% от общего баланса калорий (в Китае 22%). При этом, по статистике ВОЗ, число недоедающих (меньше 1 800 ккал в день) достигло в Индии 209 млн человек.
Существует достаточно обширная группа крайних вегетарианцев, веганов (vegan), которые отказываются от употреб ления любых животных продуктов, включая молоко, яйца и рыбу. Они не потребляют даже мед и не носят кожаных, шерстяных и шелковых изделий. Они создают группы защиты прав животных и организуют демонстрации возле вивариев медицинских учреждений. Веганы не заводят домашних животных. Основателем этого движения стал в 1944 г. британец Дональд Уотсон (Donald Watson). Он умер в 2005 г. в возрасте 95 лет, что, безусловно, обеспечило хорошую рекламу разработанным им принципам. В настоящее время в Великобритании этой крайней форме вегетарианства следуют около 250 тыс. человек. В США движение веганов менее популярно. В некоторых публикациях веганистов утверждается, что их диета способствует снижению риска гипертонии, сердечно-сосудистых заболеваний и рака кишечника. Клинических данных, подтверждающих эти заявления, нет. Диета веганов дефицитна по кальцию, йоду, железу и витамину B12 (цианкобальамину), необходимому для функций кроветворения. Витамин B12 присутствует только в животных продуктах. Поскольку без этого витамина возникают серьезные проблемы для здоровья, то в диету добавляется его синтетический аналог.
Мировые ресурсы животных белков
Многократные предсказания о неизбежности появления мирового дефицита животных белков пока не оправдались. Производство мясных продуктов росло с 1950 г. быстрее, чем население Земли. На каждого жителя планеты в 1950 г. приходилось 18 кг мяса. В 1987 г. эта цифра увеличилась до 31 кг, в 1996-м – до 36 и к 2008 г. достигла 42 кг. В индустриально развитых странах потребление мяса в расчете на одного человека составляло 80 кг к 1990 г. и с тех пор почти не менялось. Это не относится к России, Украине и другим странам СНГ, где производство мясных продуктов после 1991 г. заметно падало. Рост производства происходил в основном в азиатских странах, прежде всего в Китае, где в течение последних 20 лет потребление животных продуктов на каждого жителя почти удвоилось, достигнув 43 кг. В мировом балансе мясных продуктов в 2007 г. на долю свинины приходилось 39%, на долю мяса птицы – 30 и на долю говядины – 24%. Остальные 7% баланса давали баранина, козлятина, конина, верблюжье мясо, оленина, крольчатина и все другие продукты животноводства [21].
Производство мяса в мире (млн т), 1960 – 2005 гг. (по данным отчетов FAO)
Производство различных видов мяса в 2005 г. (по данным отчетов FAO)
Производство зерновых культур и соответственно растительных белков имело иную динамику. В расчете на каждого человека урожаи зерновых культур в мире ушли недалеко от уровня 1968 г. Тогда, больше сорока лет назад, они составляли 299 кг. В 1985 г. был достигнут максимум в 343 кг зерна в год на человека, который не удалось удержать. В 2005 – 2006 гг. на каждого жителя планеты собиралось лишь 314 кг зерна [22]. В 2007-м был собран хороший урожай, однако в 2008-м неожиданно почти в два раза поднялись мировые цены на зерно, особенно на рис, и это событие назвали продовольственным кризисом. Нехватка зерна возникла более чем в ста странах – импортерах продовольствия. Кризис был связан с переработкой миллионов тонн кукурузы в США на биотопливо и с возросшим использованием продовольственных культур на корма в животноводстве. Резервы зерна сократились до исторического минимума.
Рост производства мясных продуктов происходил на фоне сокращения пастбищного скотоводства и перехода к «мясным фабрикам», которые создавались вокруг крупных городов и переходили на интенсивный метод выращивания не только свиней и кур, но и крупного рогатого скота. В Китае не было свободных пастбищ, и мясные и даже молочные фабрики обеспечивались импортными комбикормами. Это меняло традиционное взаимодействие растениеводства и животноводства. Поддержание интенсивной системы производства требовало постоянного роста применения химических удобрений, пестицидов и антибиотиков.
В недавнем прошлом навоз был наиболее ценным удобрением для полей, так как он не только обеспечивал растения минеральными солями, но и обогащал почву перегноем. Никаких парниковых газов в атмосферу не выделялось. На мясных фабриках навоз сгнивает с выделением углекислоты и метана в атмосферу. Но этот навоз, полученный от поедания скотом не травы или сена, а кукурузно-соевых концентратов, беден органикой и богат метанообразующими компонентами. В толстом кишечнике травоядных животных в условиях пастбищного содержания идут в основном процессы брожения и утилизации целлюлозы растений. При питании концентратами в кишечнике, слишком длинном и не наполняемом массой прожеванной травы, преобладают процессы гниения, происходящие с выделением токсинов. Такой навоз мало пригоден как удобрение. В нем слишком много патогенных бактерий, которые нередко загрязняют и мясокомбинаты. Многокамерный желудок травоядных животных не наполняется, и они постоянно испытывают голод и страдают от газов. При пастбищном скотоводстве животные созревают для забоя в течение трех лет. При интенсивном животноводстве их рост ускоряется гормонами, и забой производится через полтора года. Себестоимость мяса сильно снижается. Для профилактики скот получает и антибиотики. Однако это не влияет на вирусные инфекции. Возникновение пандемий куриного и свиного гриппа напрямую связано с интенсивными методами животноводства. К настоящему времени создается впечатление, что производство в мире всех сельхозпродуктов приблизилось к историческому максимуму. Ресурсы удобрений, прежде всего фосфатных, также ограниченны. Резервы животных белков, которые обеспечивались природой (рыба, дикие животные), почти исчерпаны.
В Российской Федерации, несмотря на наличие резервных площадей для всех форм сельского хозяйства, реальное производство продуктов животноводства заметно снижалось в течение почти двадцати лет. Поголовье крупного рогатого скота снизилось с 52 млн в 1990 г. до 27 млн в 2000-м и до 21,4 млн в 2007-м. Число свиней за тот же период уменьшилось с 32 млн голов до 16 млн, поголовье овец упало в три раза. В 1990 г. доля животных продуктов в диете населения всего СССР составляла 32%. В современной России она упала до 22%, причем почти половина животных продуктов импортируется. Спад в животноводстве еще больше затронул Украину. Поголовье крупного рогатого скота снизилось там с 22 млн в 1990 г. до 6,1 млн в 2007-м, поголовье свиней уменьшилось в два раза, а овец в 7 раз [23 ]. На постсоветском пространстве особенно сильно ухудшилось качество питания населения в Азербайджане, Армении и Грузии.
Главным резервом белков на нашей планете являются в настоящее время морские водоросли. Биомасса водорослей увеличилась в связи с сокращением рыбных популяций и сбросов минеральных солей с поверхности прибрежных территорий. Белки водорослей более полноценны, чем белки зерновых культур. В водорослях содержится также витамин B12, которого нет в обычной растительной пище. Предполагается, что именно планктон является стратегическим резервом белков для человечества. Другим направлением улучшения белкового баланса должно стать увеличение производства пищевых бобовых культур – гороха, фасоли и сои, но их выращивание и уборка требуют больших затрат труда и плохо поддаются механизации. Преимущества бобовых состоят не только в том, что их белки более полноценны, чем белки злаковых, но и в том, что азот для образования их белков поступает из воздуха путем бактериальной азотфиксации.
Белки и возраст
Белковый режим питания в наибольшей степени влияет на рост и развитие организма. Он также оказывает влияние на процессы старения. Для здоровья людей всех возрастов неблагоприятен и дефицит белков, возникающий при преимущественно растительной пище, и избыток белков, неизбежный при излишках животной пищи. При этом пропорции оптимального баланса меняются с возрастом. Выявлением наилучших балансов для разных возрастов занимались во многих лабораториях, однако исследований, в ходе которых наблюдались достаточно большие группы пожилых и старых людей, очень немного. Одно из них относительно недавно провела группа украинских и немецких физиологов в Киевском институте геронтологии. В экспериментальную группу были включены 110 человек в возрасте старше 70 лет, которых сравнивали с молодыми. Обе группы, старая и молодая, делились пополам и получали рационы, в одном из которых содержалось 87 г белка, в расчете на полноценный (1,1 – 1,2 г/кг массы тела), а в другом 155 г белка (2,1 – 2,2 г/кг). Старые люди относительно хорошо справлялись с переработкой 87 г белка в сутки, хотя образование мочевины у них было замедлено по сравнению с молодыми. Печень не успевала проводить через мочевинный цикл избыток аминокислот, и они выделялись с мочой. При ежедневном потреблении 155 г белка выделение свободных аминокислот с мочой увеличивалось на 50 – 85%. Это был «аварийный» выброс. Организм не успевал ассимилировать избыточный белок и включал защитные реакции, предупреждавшие аммиачное отравление.
«Высокобелковый рацион у пожилых людей, – констатировали ученые, – сопровождался неблагоприятными сдвигами в функциях сердечно-сосудистой системы и почек: в 67% случаев повышалась частота сердечных сокращений, ухудшался коронарный кровоток, уменьшался объем внутрипочечного кровообращения...» [24]. Эти результаты дублировались и в опытах на лабораторных животных. Они показали, что в пожилом возрасте высокобелковая диета, даже со значительно меньшей пропорцией белков, чем диета Аткинса, является, по сути, токсичной для старого организма из-за ослабления физиологических функций печени и почек. По мнению авторов, «высокое содержание белка в рационах отрицательно влияет на метаболизм и может быть отнесено к факторам риска преждевременного старения». По их расчетам, у пожилых людей количество белка в пище не должно превышать 0,75 – 0,8 г/кг массы тела в сутки.
В пожилом возрасте следует сильно сократить потребление животных продуктов с высоким содержанием нуклеиновых кислот, например паштетов и других блюд из печени и внутренних органов. Переработка пуринов и пиримидинов ведет к образованию мочевой кислоты, которая хуже, чем мочевина, растворима в воде. Даже при нормальном старении концентрация мочевой кислоты увеличивается в крови (гиперглицемия), что является риском в отношении не только подагры, но и сердечно-сосудистых заболеваний.
В последние годы в продажу поступили в виде биодобавок препараты некоторых чистых незаменимых аминокислот: лизина, триптофана и метионина, которые, судя по рекламным листовкам, улучшают белковый баланс при растительной диете. Но эта реклама основана на теоретических предположениях, а не на клинических исследованиях. Реальные пищевые белки перевариваются медленно (животные быстрее, чем растительные), и производные аминокислоты всасываются в кишечнике постепенно, в течение нескольких часов. При приеме капсул или таблеток индивидуальных аминокислот их концентрация в крови быстро выходит за пределы физиологической и возникает необходимость их быстрой детоксификации. В белковом питании всегда важны сбалансированные смеси, поступление которых в кровь происходит постепенно.
Содержание белка в различных продуктах, г на 100 г сырого веса
Литература
1. Floud R. The height of European since 1750: A new source of economic history // National Bureau of Economic Research Working Paper. № 1318. Cambridge, Mass., 1984.
2. Vlastovsky V. The secular trend in the growth and development of children and young persons in the Soviet Union // Human Biology. 1966. Vol. 38. P. 219 – 230.
3. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения СССР. М.: Минздрав СССР, 1991. 24 с.
4. Keep Fit for Life: Nutritional Needs for Older Persons. Meeting of the World Health Organization. Geneva, 2002. P. 2.
5. Pilbeam D. The descent of hominoids and hominids // Scientific American. 1984. Vol. 250. P. 84 – 96.
6. Eaton S. B., Konner V. Paleolithic nutrition // The New England Journal of Medicine. 1997. Vol. 337. P. 283 – 289.
7. Nickens P. R. Stature reduction as an adequate response for food production // Journal of Archeological Society. 1976. Vol. 3. P. 31 – 41.
8. Civilization’s cost: The decline and fall of human health / A.G. (Editorial) // Science. 2009. May 1. Vol. 324.
9. Voegtlin W. L. Stone Age Diet. N. Y.: Vantage Press, 1975. 277 p.
10. Thomas W. A. Health of carnivorous race // Journal of American Medical Association (JAMA). 1927. Vol. 88. P. 1559 – 1560.
11. Kermode-Scott B. Canadian life expectancy varies greatly depending on ethnic origin // British Medical Journal. 2005. Vol. 330. 12 February.
12. de Castro J. M. Age-related changes in the social, physiological and temporal influences on food intake in free-living healthy adult humans // Journal of Gerontology, Medical Sciences. 2002. Vol. 57A. № 6. P. 368 – 377.
13. Banting W. Letter on Corpulence addressed to the Public. London: Harrison, 1863.
14. Atkins R. Dr. Atkins New Diet Revolution. N. Y.: Simon and Schuster, 1992.
15. Atkins R. Atkins for Life: The Next Level. N. Y.: St. Martin Press, 2003. 456 p.
16. Report details Dr. Atkins health problems // The Wall Street Journal. 2004. February 11.
17. Astrup A., Larsen M., Harper A. Atkins and other low-carbohydrate diets: hoax or an effective tool for weight loss? // The Lancet. 2004. Vol. 364. P. 897 – 899.
18. Harris A. Last U.S. horse slaughterer loses appeal // International Herald Tribune. 2007. November 24.
19. Mangelsdorf P. C. Biology, food and people // Economic Botany. 1961. Vol. 15. P. 279 – 288.
20. Lappe F. M. Diet for a Small Planet. N. Y.: Ballantine, 1971.
21. Halweil B. Meat production continues to rise // Vital Signs 2009. Washington: Worldwatch Institute, 2009. P. 15 – 17.
22. Halweil B. Grain harvest flat // Vital Signs 2006 – 2007. Washington: Worldwatch Institute, 2007. P. 22 – 23.
23. FAO Yearbook: Production. Rome, 2006 – 2008. Vol. 60 – 62.
24. Медовар Б. Я. и др. Влияние различного количества белков пищи на метаболизм при старении // Проблемы старения и долголетия. 1996. Т. 6. № 1 – 2. С. 88 – 101.