Ультраобработанные блюда вызывают разные метаболические и мозговые реакции

Большинство исследований в области питания предполагают, что блюда с одинаковым основным пищевым составом окажут схожее влияние на уровень сахара в крови.

Но может ли сама степень промышленной обработки еды изменить реакцию организма — помимо калорий, жиров, углеводов и белков?

Группа исследователей обнаружила, что да: при тщательном подборе продуктов с минимальной и высокой степенью обработки, уравненных по калориям, углеводам, жирам, белкам, содержанию воды, соли и массе, реакции организма оказались разными.

Ультрапереработанные блюда в эксперименте вызвали более высокую секрецию инсулина и больший расход энергии, при этом относительная доля углеводов, используемых в качестве топлива, была ниже. Они также по-разному активировали участки мозга, связанные с мотивацией и вознаграждением.

По словам авторов, эти результаты указывают на то, что обработка пищи может влиять на реакции тела и мозга за пределами привычных показателей макронутриентов, что помогает понять связь ультраобработанных продуктов с перееданием и долгосрочными последствиями для здоровья и открывает новые направления для исследований.

Авторы из Института биомедицинских исследований Фралин при Технологическом институте штата Вирджиния (VTC) опубликовали результаты 5 октября в журнале Nature Metabolism.

Ультраобработанные продукты уже составляют более половины дневной калорийности рациона среднего американца, и во многих странах доля таких продуктов растёт: они удобны, доступны, недороги и специально разработаны так, чтобы быть вкусными, что облегчает переедание.

«Если посмотреть на данные на уровне населения, люди, которые потребляют много ультраобработанных продуктов, имеют более высокие показатели ряда неблагоприятных исходов для здоровья — ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и даже некоторых показателей психического здоровья», — сказал Алекс ДиФелисантонио, доцент Института биомедицинских исследований Фралина, чья лаборатория руководила исследованием.

Несмотря на установленную связь между высоко переработанными продуктами и болезнями, механизмы, через которые обработка влияет на здоровье и на склонность к перееданию, остаются плохо изученными.

Что они сделали

«Мы знаем, что большинство ультраобработанных продуктов содержат много жира, сахара и разные источники белка и клетчатки», — сказал Зак Хутелин, научный сотрудник института и первый автор исследования. «Но если искусственно удержать все эти параметры постоянными, останется ли эффект, обусловленный именно степенью обработки?»

В исследовании участвовали здоровые взрослые в возрасте 18–45 лет. Всего в полном исследовании приняли участие 57 человек, из них 32 прошли и фМРТ, и метаболические сеансы.

Каждый участник пробовал оба типа приёма пищи в разные дни, с интервалом не менее трёх дней между сеансами, что позволило сравнить реакции одного и того же человека на разные варианты приёма пищи.

Для изучения метаболических эффектов участники приходили натощак и размещались в метаболической камере — герметичной комнате, используемой для измерения энергозатрат и метаболизма человека; там проводились исходные замеры.

Через час участникам давали 10 минут на употребление либо минимально обработанной, либо ультраобработанной порции по 300 ккал, специально подобранной по питательным веществам. При выборе блюд исследователи использовали шкалу NOVA, которая разделяет продукты на четыре категории в зависимости от уровня промышленной обработки.

В эксперименте ультраобработанная трапеза включала кусочек бутерброда с арахисовым маслом и джемом, нарезанную деликатесную индейку, овощные чипсы, печенье, хлопья, быстрорастворимое картофельное пюре и воду. Меню с минимальной обработкой состояло из нарезанного банана, сушёной клюквы, сыра и яйца.

«Эти два приёма пищи совпадали практически до 1 процента по углеводам, жирам, белкам, калориям, воде и соли», — отметил Хутелин. По его словам, если бы на них была указана пищевая ценность, она была бы почти одинаковой.

Сразу после еды и затем ещё шесть раз в течение трёх часов у участников брали образцы крови и измеряли метаболические показатели — реакцию инсулина, энергозатраты и окисление углеводов.

«Мы были шокированы, когда каждый метаболический показатель отличался», — сказал Хутелин. «При употреблении ультраобработанной пищи реакция инсулина была значительно выше, а уровень глюкозы оставался чуть повышенным в течение некоторого времени».

Хронически повышенный уровень сахара в крови ассоциируется с более высоким риском развития таких заболеваний, как диабет.

Система вознаграждения мозга

ДиФелисантонио — нейробиолог, которая изучает, почему люди выбирают те или иные продукты. Она хотела выяснить, соотносятся ли метаболические различия с тем, как мозг реагирует на пищевые сигналы.

В отдельный день участникам показывали фотографии тех же продуктов — ультраобработанных и минимально обработанных, сопоставленных по питательной ценности — во время функциональной магнитно-резонансной томографии. Сканирование фиксировало изменения кровотока в разных областях мозга, а среди показанных фото были те продукты, которые участники пробовали в метаболических тестах.

Просматривая изображения, участники указывали, сколько были готовы заплатить за каждый продукт; это позволяло соотнести субъективную ценность с реакцией мозга.

Наиболее заметные отличия касались вентрального полосатого тела и прилежащего ядра — областей, важных для обучения, мотивации и системы вознаграждения. Различия в том, как участники окисляли углеводы после каждого вида пищи, были связаны с разницей в активации этих зон при просмотре изображений еды.

Участники не заявляли, что готовы платить больше за ультраобработанные продукты, но связь между метаболическими эффектами обработки и мозговой реакцией на пищевые стимулы прослеживалась.

«Ключевой спор в литературе заключается в том, связаны ли вредные эффекты ультраобработанных продуктов с бедностью или с их составом, а не с степенью обработки», — прокомментировал Карлос А. Монтейру из Университета Сан-Паулу, один из разработчиков классификации NOVA. Он отметил, что добавление анализа мозговой активности — новый и важный вклад, поскольку именно мозг в конечном счёте регулирует пищевое поведение.

Что будет дальше

В этом исследовании использовали один набор хорошо подобранных 300-калорийных блюд и молодых здоровых участников. ДиФелисантонио и её команда планируют расширить исследования: изучить другие возрастные и клинические группы, более длительные интервалы наблюдения, больший объём пищи и больше комбинаций минимально и ультраобработанных продуктов.

Авторы также отмечают, что в ультраобработанном варианте было больше добавок; хотя в эксперименте учитывался общий объём клетчатки, физическая и химическая структура пищи не анализировалась отдельно.

«Мы хотим выяснить конкретные факторы — коммерческие добавки или отдельные этапы обработки — которые могут вызывать такие метаболические реакции», — сказал ДиФелисантонио.

Исследование финансировалось грантом Национального института здравоохранения через Национальный институт диабета, заболеваний органов пищеварения и почек и стипендией для аспирантов от Национального научного фонда.