Человек с дырой в желудке
Утром 6 июня 1822 года молодой французско-канадский мужчина стал жертвой ужасного несчастного случая. Алексису Сент-Мартину было около 20 лет, когда тем утром он стоял в очереди, чей-то мушкет случайно выстрелил Сент-Мартину в левую часть груди. Это было так близко, что рубашка Сент-Мартина загорелась, когда он упал. Его считали мертвым.
Врач, который прибыл как раз в тот момент, когда Мартина клали в койку. Бомонт обнаружил, что пуля пробила несколько ребер и разорвала диафрагму и нижнюю часть левого легкого, прежде чем покинуть его тело. Самое главное, по крайней мере, для нашей истории, выстрел оставил дыру в его желудке.
Но Мартин не умер. Вместо этого, по мере того как шли недели, а Бомонт продолжал наблюдать за ним, его тело прошло через замечательный процесс заживления.
В конце концов, тело Святого Мартина полностью восстановилось, за исключением одной странной вещи. Дыра в его желудке отказывалась закрываться. Вместо того, чтобы сростись друг с другом, стенки его желудка прилипали к коже живота. Оставляя незакрывшееся отверстие под ребрами, которое вело прямо в желудок. Бомонт предложил закрыть рану швами, но Сен-Мартен, измученный тем, что он уже перенес, отказался.
После нескольких месяцев использования бинтов для удержания пищи, его желудок в конце концов решил проблему сам. В нем вырос внутренний кожный лоскут, похожий на клапан, который препятствовал выходу пищи. Но “легко вдавливался пальцем”, что давало доступ к содержимому.
Бомонт быстро осознал экспериментальный потенциал своего уникального пациента. Который, потеряв работу, теперь полностью зависел от доктора.
Величайший (и странный) эксперимент
Так началось случайное и часто сложное партнерство. Которое произвело революцию в нашем понимании человеческого пищеварения.
На протяжении веков врачи считали пищу топливом для внутреннего тепла. Которое “готовило” пищу в желудке и кишечнике. Некоторые думали, что пищеварение вызывается ферментацией. Другие, путем гниения.
В частности, в XVII и XVIII веках в Европе возник спор о том, что такое пищеварительный сок. И является ли пищеварение химическим или механическим процессом. Эти дебаты продолжались до 19 века, когда Бомонт начал свои исследования.
Бомонт начал свой первый эксперимент 1 августа 1825 года. К тому моменту Мартин жил в доме Бомонта и работал слугой. Общепринятая теория гласила, что желудок переваривал каждый тип пищи последовательно. И поэтому несварение желудка было результат употребления слишком большого количества разных продуктов за один прием пищи. Бомонт хотел выяснить, правда ли это.
“Я ввел через отверстие в желудок следующие продукты питания. Подвешенные на шелковой нитке и закрепленные на надлежащем расстоянии, чтобы пройти без боли. А именно: кусок сырой жирной свинины; кусок соленой нежирной говядины; вареную говядины; кусок черствого хлеба; пучок сырой капусты.”
Мартину, приходилось выдерживать 17-часовое голодание и постоянные тычки со стороны Бомонта. Его заставляли носить флаконы с содержимым желудка под мышками. Чтобы помочь узнать о влиянии тепла тела на пищеварение.
Тем не менее, поскольку у неграмотного торговца с прободным желудком не так много возможностей для карьерного роста. Мартен продолжал терпеть эксперименты.
В общей сложности было проведено более двухсот опытов, в течение примерно 10 лет. И его официальный отчет 1833 года “Эксперименты и наблюдения за желудочным соком и физиологией пищеварения ” считается одним из величайших (и странных) экспериментов.
Революция в исследовании пищеварения
Если оставить в стороне мучительные опыты, наблюдения Бомонта были революционными. Бомонт сделал 51 заключение о процессе переваривания пищи. В том числе о том, что мясо обычно перерабатываются быстрее, чем овощи. И что желудок взбалтывает свое содержимое, чтобы помочь пищеварению.
Его наиболее заметные выводы, однако, были связаны с желудочным соком. Анализ желудочного сока может показаться неинтересным, но в то время это был передовой метод. До 1820-х годов желудочный сок (как и само пищеварение) был загадкой. И существовало несколько противоречивых теорий относительно того, что это такое и для чего оно нужно.
Одни думали, что это растворитель, другие, что это не что иное, как слюна. В 1824 году, незадолго до начала изучения Сент-Мартина, британский врач по имени Уильям Праут обнаружил, что желудочный сок животных содержит соляную кислоту. Вещество настолько сильное, что его коллеги с трудом верили, что оно может существовать в наших телах без причинение вреда.
Бомонт не только окончательно подтвердил открытие Праута. Но также доказал, что слизистая оболочка желудка производит едкий сок.
В поисках пропавшего веса
Если вы потратите достаточно времени на изучение истории питания, вы обнаружите, что определенные иллюстрации появляются снова и снова. Как будто все редакторы учебников имеют доступ к одному и тому же архиву картинок. Часто это простые портреты, но иногда появляется что-то достаточно странное, чтобы запомниться. Среди последних есть рисунок итальянского физиолога и врача эпохи Возрождения по имени Санторио Санторио.
Санторио изображен перед накрытым скатертью столом, аккуратно накрытым столовыми приборам и несколькими тарелками с едой. Но он не в обычном кресле. Вместо этого он восседает на сиденье похожего на клетку приспособления, свисающего с потолка с одного конца гигантских весов.
“Кресло для взвешивания” Санторио было разработано, чтобы выяснить, почему то, что он ел и пил, весило больше, чем его последующие выделения. Этот вопрос поглотил Санторио. Он был одержим тем, куда делся лишний вес.
Он взвешивал себя до и после всевозможных ситуаций, когда не было мочеиспускания или дефекации, во время упражнений или секса. Взвешивал свою еду. Он взвесил свою мочу. Он взвесил свои фекалии. Наконец, проработав так около 30 лет, он выдвинул теорию “неощутимого пота”. Что какое-то вещество теряется через кожу или рот, что и объясняет недостающий вес.
То, что он понял: теперь мы знаем, потеря веса действительно была результатом потери воды через дыхание и кожу. И эта вода была побочным продуктом переработки пищи телом. Но Санторио, к сожалению, никогда не узнает полного объяснения. Ответ на его вопрос требовал понимания биохимии, которой еще не существовало. Санторио пытался выяснить метаболизм.
История метаболизма
Большинство из нас думают о нашем метаболизме исключительно с точки зрения того, сколько десерта мы можем съесть, прежде чем набрать вес. Но на самом деле это слово относится к чему-то гораздо более сложному и глубокому. А именно к поддерживающим жизнь химическим процессам, происходящим в клетках живого организма.
Сам термин был придуман в 1839 году немецким физиологом Теодором Шванном. Который также оказался одним из первых, кто понял, что все живые существа состоят из клеток.
Теперь мы знаем, что существует два основных типа метаболизма. Катаболизм, расщепление сложных молекул (высвобождение энергии в процессе). И анаболизм (хорошо известный бодибилдерам), построение молекул.
Вообще говоря, вы можете думать о катаболическом метаболизме как о способе получения энергии из пищи. А катаболизм пищи действительно можно сравнить с очень медленно горящим внутренним огнем.
Когда мы едим, пищеварительные ферменты расщепляют жир, углеводы и белки на их строительные блоки. Жирные кислоты и глицерин, глюкозу и аминокислоты соответственно. Глюкоза является основным источником энергии. Но при определенных обстоятельствах мы можем использовать любую из этих молекул в качестве энергии.
Следующий шаг — использовать эти молекулы для синтеза основной формы топлива нашего организма: молекулы, называемой аденозинтрифосфатом, или АТФ. Подобно огню, производство АТФ требует кислорода и источника топлива — молекул, полученных из переваренной пищи.
И результаты процесса одинаковы: вы получаете АТФ плюс некоторые побочные продукты, такие как углекислый газ, тепло и вода. И это долгожданный ответ на вопрос Санторио: недостающий вес — это в основном вода.
Скорость метаболизма
Один из самых важных шагов в этом процессе произошел в конце 1700-х годов, когда французский сборщик налогов и химик по имени Антуан Лоран Лавуазье провел новаторский эксперимент. Чтобы выяснить, почему мы дышим. В то время многие люди считали, что смысл дыхания заключается в охлаждении сердца и крови. Но Лавуазье задался вопросом, может ли дыхание быть частью какого-то горения, происходящего внутри тела.
Его эксперимент привел к научному прорыву: это означает, что дыхание является частью очень медленного процесса внутреннего сгорания. Лавуазье пошел дальше в своих экспериментах. Он хотел найдите связь между вдыхаемым воздухом, углекислым газом и водой, которые он производил. Другими словами, тем, что мы сейчас назвали бы скоростью его метаболизма.
Кто знает, что еще мог открыть Лавуазье. Но, к сожалению, жизнь сделала трагический поворот. Его работа сборщиком налогов привлекла внимание лидеров послереволюционного террора во Франции. В четверг, 8 мая 1794 года, через несколько часов после суда, его отвели на парижскую площадь Революции и обезглавили.
Источники энергии
Тем не менее, в течение следующего столетия основы современной науки о питании начали устанавливаться на свои места. В 1827 году Праут, тот самый, который обнаружил соляную кислоту в желудочном соке, предложил разделить пищу на три “основы выносливости”. Которые мы теперь знаем как макронутриенты: углеводы, белки и жиры.
Позже немецкий химик Юстус фон Либих выяснил что: жир и углеводы были источниками энергии. А белок использовался для восстановления или замены поврежденных тканей.
В конце 1880-х годов группа немецких ученых-диетологов, продвинула исследования Лавуазье и Либиха на шаг вперед. Они сделали это, создав первый в мире дыхательный аппарат размером с человека. Их цель состояла в том, чтобы ответить на вопросы, которые до сих пор ставят нас в тупик. Что мы должны есть? И сколько?
Это привело к широкому использованию термина “калория”. Производное от латинского слова calor (тепло), это единица измерения запасенного тепла. Первоначально использовавшаяся для описания топливной экономичности паровых двигателей.
Технически говоря, одна пищевая калория, также известная как килокалория, является количеством энергии, необходимым для нагрева килограмма воды на 1°C.
Для других ученых калории устарели, будучи заменены другими единицами измерения энергии, например, джоулями. Но в мире науки о питании и общественного образования калории остаются королем.
Теория дешевых калорий
Значение калорий частично объясняется работой американца по имени Уилбур Олин Этуотер, который был учеником этих немецких исследователей. Благодаря использованию своего калориметра Этуотер смог изучить метаболизм человека и расход калорий более тщательно. Чем когда-либо прежде.
В следующий раз, когда вы прочитаете историю о том, как физические упражнения повышают скорость метаболизма. Или сколько калорий вы сжигаете, жуя лист салата. Вспомните Этуотера, который это доказал.
Но во время исследования Этуотера никто не знал, что калории, получаемые, например, из животного жира, могут воздействовать на организм иначе. Чем калории шоколадного печенья. У еды было только две цели, описанные Либихом. Давать энергию и с помощью белка восстанавливать ткани.
Так исследователи пришли к, казалось бы, рациональному заключению. Если единственной целью пищи было обеспечение белком и калориями, то лучшая диета была бы самой дешевой и богатой белком и калориями.
Этуотер и его коллеги утверждали, что, поскольку (по их мнению) калории, это источники энергии, бедняки должны потреблять самые дешевые калории. “Здоровье и сила всех людей тесно зависят от их питания. Тем не менее, большинство людей очень мало понимают, что содержит их пища. И соответствует ли пища, которую они едят, потребностям их тела”.
Теперь мы знаем, что если бы вы строго следовали совету Этуотера, вы подвергли бы себя риску заболеть цингой, авитаминозом и другими болезнями. Связанными с дефицитом питательных микроэлементов. Так что хорошо, что рекомендации Этуотера и его коллег так и не прижились.
Вывод
Тем не менее, работы Этуотера и сегодня кажутся странно знакомыми. Философия, которую он предлагает мы всем сердцем приняли. Считаем калории.
Мы покупаем продукты на основе питательных веществ, которые они содержат. Обсуждаем способы создания социальных изменений с помощью диеты. Мы делаем упор на “здоровье” и химию, а не на вкус. Хотя мы не осознаем этого, Этуотер сопровождает нас каждый раз, когда мы посещаем продуктовый магазин.
Заманчиво думать, что мы решили вопрос о том, как пища влияет на наше здоровье. Но на самом деле многие вопросы остаются без ответа. В том числе вопрос о том, взаимозаменяемы ли калории на самом деле. И многие из наших самых сокровенных убеждений могут оказаться неверными.
Как всегда в науке, мы должны постоянно бросать вызов “общеизвестным знаниям”. И, как ясно показывают эти исторические примеры, с нашей стороны было бы неразумно делать вывод. Будь то в питании или в чем-либо еще, что мы все выяснили.
