Задумывались ли вы, сколько килокалорий и литров воды употребили вчера? Вряд ли наберется много людей, способных точно ответить на этот вопрос. Хоть человек и не может существовать без постоянного потребления питательных веществ и жидкости, большинство из нас не знает своих точных физиологических потребностей. Мы не рассчитываем по формулам, сколько нужно съесть или выпить. Вряд ли кто-то думает: «Сегодня мне не хватает 200 миллилитров воды и 300 ккал, поэтому перед сном я выпью стакан молока и съем кусок хлеба». Здоровому организму достаточно простых сигналов – пьем, когда испытываем жажду, и едим, когда чувствуем голод.
Однако механизм, при котором простое следование естественным сигналам обеспечивает все необходимые питательные вещества и жидкость, просто кажется очевидным – на самом деле это удивительное свойство здорового организма. Множество людей лишены подобной возможности: пациенты без сознания, подключенные к аппарату искусственной вентиляции легких через трахеальную трубку, люди с заболеваниями пищевода, желудка или кишечника. Для поддержания их жизни необходимо искусственное введение воды и питательных веществ, поскольку без этого наступает обезвоживание и истощение.
В медицинской практике ежедневно проводятся точные расчеты потребности в калориях и жидкости. Особенно когда пациент без сознания, кто-то другой должен определить: «Сколько именно воды и питательных веществ ему требуется?» Медики учитывают телосложение, функцию органов, состояние болезни, измеряют объем мочи и на основе этих данных рассчитывают оптимальное количество жидкости и питания.
Есть два основных способа их введения в организм: прямое вливание питательных растворов в кровеносные сосуды и доставка питательных смесей в желудок или двенадцатиперстную кишку.
Внутривенное введение – это известная всем капельница. Однако обычная капельница в руку не может обеспечить полную суточную потребность в питательных веществах. При превышении определенной концентрации раствора периферические вены конечностей повреждаются, что приводит к воспалению.
В случае внутривенного питания часто применяется метод полного парентерального питания. Катетер вводят через шею, область под ключицей или верхнюю часть руки (выше локтя), продвигая его конец к крупной вене возле сердца. Этот подход позволяет вводить высококалорийные растворы, полностью покрывая суточную потребность в жидкости и питательных веществах – как при обычном питании здорового человека.
Однако у метода есть существенный недостаток: отсутствие нагрузки на кишечник приводит к атрофии его слизистой и снижению функций. Это напоминает ситуацию с космонавтами, описанную в главе 1.
Человеческий организм удивительно быстро «привыкает к бездействию». Поэтому в медицине существует принцип: «If the gut works, use it» – если кишечник функционирует, используй его.
Существует и альтернатива – энтеральное питание. Оно осуществляется двумя способами.
1. Через назогастральный зонд – трубку, проходящую через нос в желудок.
2. Через гастростому – искусственное отверстие в желудке.
Эти методы ближе к обычному питанию с точки зрения физиологии, нежели внутривенное, поскольку имитируют естественный процесс, пропуская этап жевания и глотания. Конечно, при кишечной непроходимости, сильной рвоте или диарее предпочтительнее парентеральное питание.
Сегодня медицина позволяет долгое время поддерживать жизнь больного без традиционного питания – до того дня, когда пациент сможет снова есть самостоятельно. Это поразительное достижение современной науки.
Хотя я и писал, что можно жить, не употребляя пищу, если вводить необходимое количество воды и питательных веществ внутривенно, на самом деле все не так просто. Представьте человека, которому требуется 1500 килокалорий в день. Сможет ли он поддерживать здоровье, получая эти калории только из белого риса? Оставив в стороне вопрос вкусовых предпочтений – ведь такая диета невыносима, – интуитивно кажется, что это приведет к ухудшению здоровья. Если питание становится однобоким, обязательно возникнет дефицит каких-то питательных веществ. Данное понимание заложено в нашем сознании.
Однако это стало общеизвестным только в XX веке. В пище есть множество микронутриентов в небольших количествах, недостаток которых вызывает нарушения в организме. Особое место занимают витамины.
В 1912 году польский биохимик Казимир Функ установил, что ранее загадочная болезнь бери-бери[16] возникает из-за недостатка определенных питательных веществ.
Функ назвал эти вещества витаминами (vitamine), соединив латинское слово vita («жизнь») с химическим термином amine, поскольку изначально считалось, что все они относятся к аминам. Так был открыт B₁; позже выяснилось, что не все витамины содержат аминогруппы, и написание изменилось на vitamin. Это положило начало целой череде научных прорывов: один за другим обнаруживались новые витамины, и выяснилось, что многие ранее загадочные болезни на самом деле вызывались дефицитом конкретных питательных веществ. Среди них цинга – недостаток витамина C, бери-бери – дефицит витамина B₁, пеллагра – нехватка витамина B₃, пернициозная анемия – дефицит витамина B₁₂.
Хотя витамины, в отличие от трех основных макронутриентов – белков, жиров и углеводов, – не служат источником энергии, они представляют собой группу из 13 органических соединений, также необходимых для нормального функционирования организма. Практически ни один витамин не синтезируется в теле человека, поэтому они должны поступать с пищей – без них полноценная жизнь невозможна.
Нарушения нервной системы, вызывающие онемение и покалывание в конечностях, а в тяжелых случаях приводящие к сердечной недостаточности и смерти, стали огромной проблемой в Японии. В эпоху Эдо, когда шлифованный белый рис постепенно вытеснил неочищенный бурый, началось массовое распространение болезни бери-бери. Дело в том, что процесс шлифовки удаляет богатый витамином B1 зародыш рисового зернышка, а скудный рацион того времени и так не обеспечивал его достаточного поступления.
Бери-бери, считавшаяся тогда загадочным заболеванием, получила в народе название «эдо-вадзурай» («хворь эпохи Эдо»), поскольку особенно часто встречалась среди жителей Эдо (ныне Токио), где белый рис получил наибольшее распространение.
В период Мэйдзи эпидемия бери-бери достигла угрожающих масштабов – ежегодно от нее умирало от 10 до 30 тысяч человек [6]. Особую тревогу вызывала ситуация в армии, где солдаты массово гибли от этой болезни, угрожая боеспособности государства. В некоторых подразделениях потери от бери-бери превышали боевые, приводя к полной дезорганизации.
Военно-морской врач Такаки Канэхиро, прошедший стажировку в Великобритании, первым понял пищевую природу заболевания. Обратив внимание на отсутствие бери-бери в британском флоте, он ввел в рацион японских моряков ячменный хлеб, что резко сократило заболеваемость.
В то время как военно-морской врач Такаки Канэхиро добился успеха в лечении бери-бери, армейский врач Мори Ринтаро (известный под литературным псевдонимом Мори Огай) упорно придерживался теории, что болезнь вызывается бактерией бери-бери. В эпоху расцвета немецкой бактериологии, которая тогда задавала тон в мировой науке, эмпирический подход Такаки, вероятно, казался этому выпускнику престижного Токийского университета, прошедшему стажировку в Германии, недостаточно научным. Когда теория о пользе ячменного хлеба стала набирать популярность, Мори лишь укрепился в своей приверженности бактериальной гипотезе.
Армейский рацион того времени, состоявший из шести го (около 900 граммов) белого риса в день при минимальном количестве дополнительных продуктов, по иронии судьбы создавал идеальные условия для развития бери-бери. В результате в японо-китайской войне от этой болезни погибло более 4000 солдат, а в русско-японской войне – свыше 27 000 человек. Для сравнения: военно-морские силы не потеряли ни одного человека от бери-бери в первой войне и всего троих во второй [7]. Даже с учетом меньшей численности личного состава флота разница поразительна.
Рис. 15. Такаки Канэхиро
В 1911 году химик Уметаро Судзуки первым в мире выделил из рисовых отрубей вещество, эффективное против бери-бери, назвав его «оризанин». Однако поскольку его открытие опубликовали на японском языке, оно не получило мирового признания. Лишь год спустя, после открытия Функом витаминов, бери-бери наконец признали авитаминозом.
Хотя Мори Ринтаро остался в истории медицины как фигура неоднозначная, широкой публике он больше известен под своим литературным псевдонимом Мори Огай как выдающийся японский писатель. Тем временем Такаки Канэхиро, стремясь противодействовать чрезмерному увлечению немецкой медициной и чистым наукообразием, в 1881 году основал Медицинское общество «Сэйикай» (ныне Токийский медицинский университет Дзюи), чтобы подчеркнуть важность клинической медицины, ориентированной на реальных пациентов.
Рис. 16. Мори Ринтаро