Чи замислювалися ви, звідки взялася звичка рахувати калорії й чи справді ця система працює? Разом із лікаркою-дієтологинею, терапевткою Тетяною Лакустою, зʼясовуємо, як виникла система підрахунку калорій, що ми знаємо про неї сьогодні та як це накладається на сучасні рекомендації з харчування.
У середині ХІХ століття населення Європи та Сполучених Штатів Америки переживало великі зміни. Дедалі більше людей переїжджали до міста і менше харчувалися тим, що виростили на своїх фермах. Економіки країн зростали, промисловість розвивалася, і потрібно було чимало робочих рук. Тож перед урядом Сполучених Штатів постало питання: що мають їсти люди, аби бути здоровими, фізично активними та готовими до праці? В Америці почали проводити експерименти1 із зернами та рослинами, які вирощувалися на сільськогосподарських угіддях у різних штатах, намагаючись дослідити і покращити їхню харчову цінність. Під кінець століття ця робота охопила й решту продуктів, а дослідження очолив Вілбур Етвотер, американський професор хімії та перший директор Офісу експериментальних станцій при Міністерстві сільського господарства США, який вважається засновником сучасної науки про харчування.
Етвотер із колегами отримали велике фінансування від американського уряду та заснували перші сільськогосподарські дослідні станції2. Їхнім головним завданням було визначити поживну цінність продуктів і запропонувати найбільш корисний раціон для американців. Спочатку Етвотер зібрав брошуру, в якій підбив підсумок наявних знань про склад і харчову цінність продуктів, а також зауважив, що цим даним бракувало фундаментальних досліджень. Тож разом із фізиком Едвардом Розою він взявся заповнювати цю прогалину.
Дослідники намагалися зрозуміти, скільки енергії ми отримуємо із продуктів, яку її частку засвоює організм і скільки втрачається з відходами життєдіяльності. По суті, вони хотіли довести3, що перший закон термодинаміки працює для людського організму, тобто енергія нікуди не зникає. Питання полягало в тому, яка кількість цієї енергії потрібна нам для активного життя і скільки її міститься в білках, жирах і вуглеводах.
У лабораторних умовах вони побудували респіраторний калориметр4, із яким раніше вже працювали їхні колеги з Німеччини. Це повністю герметичний пристрій, схожий на невелику кімнату — у ньому були ліжко, стіл і стілець. У такій кімнаті чотири дні жили учасники експерименту, а науковці ззовні проводили дослідження. Спочатку вони вимірювали кількість енергії, що міститься у їжі, якою годували учасників. Для цього їжу спалювали в інших калориметрах і обчислювали виділене тепло. Далі таку саму їжу давали учасникам, щоб зрозуміти, як людський метаболізм відрізняється від примітивної пічки, що спалює продукти. Так науковці розуміли, скільки чистої енергії отримує людина. Наступним кроком було з’ясувати, скільки енергії виділяється. Але обчислити це для людського організму складніше, ніж для пристрою. Етвотер і його команда робили розрахунки по-різному. У калориметрі була система труб, по яких постійно текла вода. Науковці вимірювали її температуру на вході та виході, обчислюючи, скільки тепла віддає тіло людини. Також у кімнату закачували кисень і викачували вуглекислий газ, оцінюючи газообмін, що відбувався під час перетравлювання їжі. Учасники у калориметрі збирали й передавали науковцям свої відходи — сечу та кал, — які також спалювали, визначали виділену енергію й оцінювали, скільки калорій організм учасників не засвоював.
Після тривалих досліджень і сотень експериментів Етвотер вирахував коефіцієнти5 засвоюваності для кожного макронутрієнту: один грам білка дорівнює 4 , один грам вуглеводів — 4 ккал, один грам жирів — 9 ккал. На основі цього були опубліковані рекомендації6 з харчування. Наприклад, коваль з Массачусетсу мав споживати 6905 ккал на день, а виробник цегли — 8850 ккал. Дієта здебільшого складалася з жирного м’яса, картоплі та бобових — справжнього «палива» для американських робітників.
Попри те, що експерименти Етвотера проводилися у позаминулому столітті, його розрахунки досі вважаються основою розуміння калорійності продуктів. Звісно, ніхто більше не радить харчуватися жирним м’ясом, але формула «4-4-9» й досі актуальна. Проте на сьогодні ми маємо більше даних про організм, травлення, ситість і голод. Часто ці знання доповнюють, а іноді навіть підважують висновки Етвотера. У своїх дослідженнях він не враховував термічний ефект їжі, а також те, як інші компоненти, наприклад клітковина, впливають на її засвоєння та насичення. З часом зʼявилися й додаткові фактори, як-от склад мікробіому кишківника, запальні процеси, генетичні передумови тощо. Розуміння харчування й засвоєння калорій ускладнилося, але чи означає це, що ми маємо відмовитися від розрахунків Етвотера?
Як організм засвоює білки, жири та вуглеводи
Один із факторів, який Етвотер не враховував у своїх розрахунках, — те, скільки енергії організм витрачає на перетравлення7 їжі. Продукти, які ми їмо, складаються з трьох макронутрієнтів — білків, жирів і вуглеводів. У засвоєнні кожного з них беруть участь різні ферменти, й навіть самі процеси травлення починаються на різних етапах: вуглеводи розщеплюються вже у роті, а жири — лише коли дістаються тонкого кишківника.
Білок — найбільш енергозатратний компонент. Для того, щоб пережувати, ферментувати, розщепити білки, а потім синтезувати нові, ми витрачаємо приблизно 20–30% енергії, яку отримуємо з продукту. Але це не означає автоматично, що, з’ївши 100 грамів білка, ми засвоїмо 70 грамів. Ці процеси можуть мати індивідуальні особливості. Наприклад, на них може впливати здоров’я підшлункової залози, яка бере участь у розщепленні білка.
Також на засвоєння білка впливає ступінь термічної обробки продуктів. Так, білок вареного яйця біодоступний8 майже на 90%, тоді як сире яйце — приблизно на 50–60%. Якщо подрібнити м’ясо у фарш, то перетравити та засвоїти білок буде легше9, ніж якщо їсти цільний шматок м’яса, на перетравлення якого організм витрачатиме більше енергії. Так само і з молоком10. Коли ми п’ємо звичайне молоко, у шлунку воно згортається у великі згустки, на розщеплення яких травним ферментам потрібно більше зусиль. Натомість кисломолочні продукти утворюють значно дрібніші згустки — до них ферментам легше дістатися, тому такі продукти краще засвоюються.
Вуглеводи метаболізуються швидше і легше. Починаючи з ротової порожнини, вони розщеплюються і швидко використовуються для синтезу та забезпечення організму енергією. На їхнє перетравлення йде приблизно 5–10% ресурсів.
Але, як і з білками, не все так просто. Різні вуглеводи засвоюються по-різному, наприклад, залежно від того, скільки клітковини вони містять. З багатих на клітковину продуктів — бобових, овочів і ягід — ми отримуємо менше калорій і більше користі11: вони покращують роботу кишківника, допомагають підтримувати стабільний рівень глюкози у крові тощо. А от споживання вуглеводів із доданим цукром, жиром, сіллю та підсилювачами смаку може впливати12 на відчуття голоду, рівень глюкози та навіть нашу поведінку. Дослідження показують13, що такі продукти здатні змінювати хімію мозку, стимулювати виділення дофаміну та викликати бажання з’їсти ще більше шкідливої, але смачної їжі.
Термічна обробка також впливає14 на засвоєння вуглеводів. Коли ми сильно розварюємо рис чи макарони або товчемо варену картоплю, то тим самим руйнуємо довгі ланцюги молекул крохмалю та робимо продукти більш біодоступними, тобто організм витратить менше енергії на травлення і засвоїть більше калорій. Натомість якщо ми зваримо макарони «аль-денте», то вони міститимуть довші ланцюги молекул крохмалю, і нам доведеться витратити більше ресурсів, щоб їх розщепити та перетравити.
Жири мають найменший термічний ефект, тобто ми майже не витрачаємо енергію на їхнє перетравлення та засвоюємо практично всі калорії, які з них надходять. Як і у випадку з білками та вуглеводами, тут теж є свої особливості. Найбільш показово засвоєння жирів і проблематичність розрахунків Етвотера можна побачити на прикладі горіхів. Горіхи зазвичай мають високий вміст жиру, тож мали б добре засвоюватися та містити найбільше калорій серед усіх нутрієнтів, але це не завжди так. У 1980 році науковці провели15 дуже маленьке, але важливе дослідження: 10 здорових добровольців додавали до свого раціону арахіс у різних формах: цілі горіхи, арахісову пасту та арахісову олію. Дослідники виявили, що жир із арахісової пасти засвоювався набагато краще, ніж жир із цілих горіхів. Це може бути пов’язано з тим, що цілі горіхи містять волокна та клітковину, які ускладнюють перетравлення продукту, а арахісова паста, що вже є попередньо подрібненою та переробленою, засвоюється майже повністю. Великий системний огляд16 2023 року підтвердив ці припущення. Так, наприклад, справжня калорійність необробленого мигдалю може бути на 26% нижчою за ту, що випливає з розрахунків Етвотера.
Мікробіом кишківника і його вплив на харчування
У часи, коли Етвотер проводив дослідження, науковці ще не розуміли, яке значення має мікробіом для здоров’я та життя людини. Власне, тоді ще й не було терміна «мікробіом» — його почали активно використовувати17 у 1960-х роках, а в 2007 році Національний інститут здоров’я започаткував масштабний проєкт18 із вивчення людського мікробіому. Сьогодні ми знаємо, що мікробіом, тобто сукупність усіх мікроорганізмів, що живуть у нашому кишківнику, виконує безліч важливих функцій19 — від участі у формуванні імунітету і захисту від інфекцій до впливу на психоемоційний стан. Крім того, мікробіом кишківника відіграє важливу роль у засвоєнні їжі. Саме завдяки мікроорганізмам ми здатні перетравлювати складні вуглеводи та ферментувати клітковину, з якими наші власні ферменти просто не здатні впоратися. До того ж мікроорганізми синтезують для нас життєво важливі вітаміни: біотин, фолієву кислоту та вітамін К.
Останнім часом науковці припускають, що мікробіом може впливати на схуднення та набір маси тіла. Наприклад, з’являється дедалі більше робіт, які показують, що мікроорганізми здатні сприяти ожирінню. Зокрема, дослідження19 2019 року підтверджує існування так званої обезогенної мікробіоти, тобто тієї, що пов’язана з набором ваги. Ці мікроорганізми активно синтезують коротколанцюгові жирні кислоти, які слугують для організму джерелом додаткової енергії та метаболічного палива. Ще один потенційний механізм19 впливу мікробіоти був запропонований у 2017 році. Він полягає у тому, що кишкові бактерії можуть пригнічувати активність ферменту АМФ-активованої протеїнкінази (AMPK). Зосереджений у м'язових волокнах і печінці, він виконує роль головного сенсора енергетичного стану клітини. Коли активність AMPK пригнічується, організм розщеплює менше жирних кислот, які накопичуються і можуть сприяти розвитку ожиріння.
Учені також зʼясовують вплив їжі — якої також не було за часів Етвотера — на мікробіом і доходять цікавих висновків. У 2018 році група науковців провела експерименти20 на мишах. Спочатку вони дослідили стерильних мишей, які не мали мікроорганізмів у кишківнику. Ті виявилися досить стійкими до ожиріння та гірше засвоювали жири. Далі стерильним мишам пересадили мікробіом кишківника тварин, яких довго годували дуже жирною їжею. Після цього засвоєння жирів у цих мишей зросло, навіть коли вони їли нежирну їжу. Що це може означати? Коли ми довгий час харчуємося жирною, ультраобробленою їжею, ймовірно, у нашому кишківнику з’являється мікробіом, який з часом починає краще засвоювати жири, тобто ще більше сприяти зростанню маси тіла. Звісно, це потребує подальшого підтвердження.
Сьогодні науковці вже починають проводити дослідження на людях — наприклад, у 2025 році вивчали21 мікробіом невеликої групи добровольців, частина з яких харчувалася ультраобробленою їжею, а частина — звичайною. З’ясувалося, що харчування звичайною їжею сприяє більшому різноманіттю мікробіоти та забезпечує відчуття ситості довше, тоді як ультраоброблені продукти не дають такого ефекту, і відчуття голоду настає швидше. Можливо, подальші, масштабніші дослідження зможуть підкріпити й розширити ці попередні результати.
Питання ситості та голоду — важливий фактор, що формує харчування. І до цього також може бути причетний мікробіом. Науковці припускають22 і намагаються експериментально підтвердити, що він здатний впливати на секрецію гормону ситості GLP-1, того самого, на який спрямована дія препаратів на кшталт Ozempic23.
Лімітовані експерименти на тваринах показують, що деякі коротколанцюгові жирні кислоти, які синтезують мікроорганізми в нашому кишківнику, дійсно можуть посилити секрецію GLP-1, тим самим створюючи у нас довше відчуття ситості. Відтак те, що ми їмо, може мати не лише короткостроковий ефект у вигляді калорій, а й масштабніший і поки не до кінця зрозумілий вплив на безліч мікроорганізмів у кишківнику, які формують наш апетит.
Чому система Етвотера досі працює?
Отже, нам відомо, що засвоєння калорій — складний процес. Він залежить від багатьох факторів: складу продукту і кількості білка в ньому, термічної обробки, подрібненості продукту, а до цього додається ще й цілий всесвіт мікроорганізмів, які таємно керують усіма процесами з кишківника. І це ще навіть не згадуючи про ендокринну систему та генетичні схильності. Якщо все так складно, то хіба ми можемо покладатися на просту формулу з ХІХ століття: 4 ккал — для білків і вуглеводів, 9 ккал — для жирів?
Як це не дивно, розрахунки Етвотера досі використовуються як база, на яку спирається сучасна нутриціологія. Звісно, як і будь-яка стандартизована система, вона має свої похибки, але все ще добре працює як орієнтир. Поки що наука не може запропонувати індивідуальний підхід до розрахунку калорій. Для цього кожному з нас треба було б провести певний час у калориметрі Етвотера — або його сучасній версії — і навіть після цього ми не могли б бути впевнені, що рахуємо все правильно. Ми не знаємо, як саме мікробіом кожної людини впливає на засвоєння калорій, адже всі ми маємо різний склад мікроорганізмів. Ми навіть не можемо напевне сказати, чи однакова кількість калорій міститься в томатах, які виростили на Чернігівщині та Херсонщині, адже там відрізняються склад ґрунту і кількість сонця, тож і продукти можуть мати різний вміст цукрів. Якщо занурюватись у такі деталі, стає очевидно, що точну кількість калорій, спожитих за день, порахувати майже неможливо. Але якщо ми хочемо мати орієнтовне уявлення, то система Етвотера для цього підходить.
На початку 2000-х років Продовольча та сільськогосподарська організація ООН офіційно розглядала24 можливість переходу від системи Етвотера (система метаболізованої енергії, ME) до системи чистої метаболізованої енергії (NME). Різниця між ними полягає у тому, що NME враховує витрати енергії, які йдуть на перетравлення макронутрієнтів. Здавалося б, вона точніша, і було б краще застосовувати саме її. Але проти цього зіграли два вагомі аргументи. По-перше, найбільше енергії ми витрачаємо на перетравлення білків і клітковини. Відтак калорійність білків мала б становити не 4 ккал/грам, як у Етвотера, а 3,2 ккал/грам. Утім 75% середньостатистичного раціону людей складається з вуглеводів і жирів, для яких різниці в калорійності за Етвотером і за NME майже немає. До того ж мало хто з нас їсть чисті білки чи вуглеводи — ми здебільшого харчуємося змішаною дієтою, де відмінність між ME та NME практично стирається і дорівнює десь 4–6%, що експерти вирішили вважати несуттєвим.
Другий фактор — рекомендації зі споживання калорій. Річ у тім, що зараз усі розрахунки добової норми для різних категорій людей (літніх людей, дітей, вагітних тощо) зроблені у системі ME. Якби ці розрахунки залишилися такими самими, а формула розрахунку калорій змінилася б на NME, це призвело б до небезпечної ілюзії, що нам треба їсти більше. Адже за системою NME виходить, що продукти є менш калорійними. Це могло б посилати досить контроверсійний сигнал, з огляду на глобальні проблеми з переїданням і ожирінням. Виходить, що, змінивши систему підрахунку калорій, треба було б перерахувати і добові норми для населення. І вони теж зменшилися б приблизно на ті самі 4–6%. Тобто співвідношення між тим, скільки людина їсть, і тим, скільки їй потрібно, майже не змінилося б.
Експерти ООН також взяли до уваги інші бюрократичні фактори. Наприклад, через зміну системи підрахунку потрібно було б передрукувати всі етикетки продуктів, а також переглянути та змінити маркування на дитячих сумішах, яке дуже суворо регламентується. Це потягнуло б за собою переоформлення тисяч ліцензій і сертифікатів по всьому світу та створило б зайвий хаос. Відтак, зважаючи на мінімальні відмінності, вирішили залишити стару систему підрахунку.
А що ж на практиці?
На практиці здорове харчування складається з набору простих і всім відомих правил. Якщо йдеться про здорову дорослу людину, то добова норма25 калорій для жінок становитиме приблизно 2000 ккал, а для чоловіків — 2500 ккал. Проте це досить умовне число, на яке впливає безліч факторів, як-от фізична активність, захворювання, вагітність тощо. Відтак ВООЗ рекомендує26 більше спиратися не на числа, а на дії: споживати достатньо калорій для вашого рівня активності, обмежити споживання жирів, цукру та солі. «Тарілка здорового харчування»27 від Гарвардської школи громадського здоров’я (або просто «Гарвардська тарілка») залишається золотим стандартом харчування. Згідно з цією концепцією, овочі, фрукти та ягоди мають становити 50% від усієї спожитої за день їжі, вуглеводи — 25%, білки і жири — також 25%.
Якщо ж говорити про людей, які хочуть схуднути, тут також не з’явилося чогось кардинально нового — окрім, звісно, Оземпіка. Але відкинувши медикаментозні методи схуднення, нам лишається добре відомий метод дефіциту калорій. Безумовно, до нього потрібно підходити свідомо та обережно, а ще краще — проконсультуватися зі спеціалістом. Втім загальна стратегія для середньостатистичної людини буде полягати в тому, щоб спочатку обчислити своє типове харчування, а потім від нього відняти 5–10%, створюючи дефіцит. Тобто, наприклад, протягом тижня потрібно записувати в харчовий щоденник все, що ви споживаєте — їжу, напої та перекуси. На цьому етапі важливо не обмежувати себе, а намагатися їсти як зазвичай, щоб зрозуміти, чи ви переїдаєте, чи недоїдаєте, яких груп продуктів у вашому раціоні більше, яких менше тощо.
Підрахувавши середнє добове значення після тижня спостережень, ви отримаєте певне число, до прикладу, 2800 ккал. Від нього потрібно відняти 200–300 ккал і дотримуватися цього ліміту певний час. Так ви не створите для себе критичний дефіцит вітамінів і нутрієнтів, не заженете свій організм у стрес, посадивши його на умовні 1200 ккал на день, не відчуватимете сильного голоду і зможете дотримуватися такого харчування довше, що допоможе розпочати процес схуднення.
Важливо звертати увагу не лише на калорійність, а й на режим харчування і склад продуктів. Умовно, якщо з’їсти ввечері п’ять шоколадних батончиків, це теж допоможе набрати добову норму калорій, але в такому харчуванні не буде жодної користі. Важливо їсти 3–4 рази на день, дотримуючись вищезгаданої «Гарвардської тарілки». Зараз багато говорять28, 29, 30, 31 про те, що потрібно «добирати» білок, але це більше схоже на тенденційне явище, як до цього, наприклад, існувала кето-дієта, де радили їсти більше жирів. Не варто занадто фокусуватися на одному нутрієнті, жертвуючи іншими. Овочі та ягоди також важливі в нашому раціоні, як і горіхи, бобові, каші чи жири. Найоптимальнішим32 варіантом буде дотримуватися збалансованого раціону, зменшуючи його калорійність через обʼєм порції або відмовляючись від ультраобробленої їжі, надмірного споживання цукру чи простих вуглеводів.
До дефіциту калорій важливо підходити обережно та не впадати в крайнощі. Варто пам’ятати, що тривале недоспоживання їжі, навіть якщо воно помірне, формує дефіцитні стани, як-от нестачу нутрієнтів, вітамінів, мінералів, а також постійне відчуття втоми. Коли ми обмежуємо себе в їжі — особливо радикально, — може страждати наша імунна33 система, яка є однією з найбільш енергозатратних в організмі. Люди частіше хворіють на ГРВІ та інші вірусні захворювання, з часом можуть розвиватися складніші аутоімунні захворювання. Обмеження в їжі також може негативно впливати34 на психічне здоров’я. Окрім очевидних загострень розладів харчової поведінки, погіршуються або рецидивують депресивні чи тривожні розлади.
Тож універсальна порада не оригінальна: потрібно бути уважними до себе та свого здоров’я. Підрахунок калорій дійсно може допомогти краще зрозуміти, з чого складається ваш раціон і як зробити його якіснішим. Проте якщо рахування калорій не приносить покращень, а посилює тривогу та зацикленість на їжі, краще звернутися до спеціаліста. Їжа — важлива частина нашого життя. Нам ще багато потрібно дізнатися про те, як вона впливає на наш організм і як ми можемо удосконалити харчування. А поки що варто дотримуватися простих рекомендацій, які точно є ефективними і корисними для всіх.
