Брайън Куок Ле, д-р

17 ноември 2018 г. · 9 минути четене

Вие сте това, което ядете, или поне така звучи старата поговорка.

човешки

Но за разлика от другите примати и животни, хората са единствените животни, които готвят храната си, което може да има повече общо с това как станахме хора на първо място.

Ричард Вранхам, професор по биологична антрология на Рут Мур в Харвардския университет и сътрудник на MacArthur, предложи хипотезата, че готвенето всъщност е изиграло по-голяма роля в развитието на нашите предци, отколкото се смяташе първо. В книгата си „Ловенето на огън: Как готвенето ни направи хора“, той твърди, че изобретяването на огъня и последващото използване на огън за готвене на храна са помогнали за насочването на еволюцията на човешкия мозък от преди два милиона години до мястото, където е днес.

Той споделя доказателства, че готвенето е осигурило повече хранителни вещества на ранно използващите огън хоминиди или на членовете на голямото маймунско семейство, отколкото суровите храни, ядени от други хоминиди. Чрез разграждането на несмилаеми въглехидрати, омекотяването на белтъците от месото и дезактивирането на токсините, по-разнообразните храни стават достъпни за ранните хора, като същевременно изискват по-малко енергия за смилане, след като се използва първоначалната технология за нагряване на храна на открит огън.

В допълнение към споменатите ползи, готвените храни също са по-безопасни за консумация, тъй като процесът на готвене намалява риска от хранителни патогени и паразити, особено тези, които често се срещат върху и в месото. Готвенето дава на ранните прародители повече енергия на маса храна, намалявайки времето, отделено за дъвчене, смилане и лов. С течение на времето по-естествено бяха избрани по-малки челюсти и черва, тъй като храносмилането стана по-малко критично, докато черепното пространство и хранителните вещества могат да бъдат пренасочени към постоянно развиващия се мозък. Постепенно ние, хората, се превърнахме в вид готвачи.

Първите хранителни добавки

Но готвенето не е само разграждане и стерилизация на храната. Процесът на готвене представлява сложна поредица от химични реакции, които превръщат суровите въглехидрати, протеини и мазнини в нови молекули, рядко срещани в природата. И някои от тези първи изкуствени молекули включват аминокиселините, които изграждат протеините в месото и годни за консумация растителни храни. Обмислих въздействието на тези аминокиселини и направих няколко други извода за начина, по който готвената храна би могла да наклони еволюционните везни в наша полза.

Аминокиселините се предлагат в два вида, единият обозначен като „L“, а другият като „D“, което се отнася до пространствената ориентация на уникалните молекулярни групи, прикрепени към всяка една от двадесетте аминокиселини. В органичната и биохимията тези два вида обикновено се наричат ​​двойки огледални изображения. Тяхната молекулярна формула (атомен състав) са идентични и начинът, по който са прикрепени заедно, е еднакъв, но „L“ е уникален от партньора си „D“, тъй като единият не може да се завърти в пространството и да се трансформира в другия тип. Въпросът е как са ориентирани в три измерения, подобно на това как лявата ти ръка не може да се трансформира в дясната чрез въртене, колкото и да се опитваш.

Те са огледални изображения един на друг.

По-голямата част от аминокиселините, консумирани от хората, са в L-форма и всъщност всички протеини в нашето тяло са съставени от L-форма аминокиселини. Въпреки това, когато хранителните протеини се приготвят, някои от тези аминокиселини химически се трансформират в D-форма. Процесът е известен като рацемизация и се движи от високите температури, които обикновено се срещат в готвенето. И за разлика от L-формата, D-аминокиселините не могат да се метаболизират от нашите клетки и следователно са или биохимично инертни, или по-лошо токсични.

Резултатът е, че една хубава ценна част от аминокиселините, открити в нашите храни, се превръща в безполезна форма по време на процеса на готвене. Тъй като природата рядко произвежда D-аминокиселини, те не се консумират от други животни в природата и биха могли да бъдат първите хранителни добавки, произведени от хората.

Ензимите и метаболитните механизми на нашите тела са се развили, за да използват само прекомерно богатите L-аминокиселини, открити в природата. Почти всички протеини в живите организми, включително хранителните протеини, се състоят от L-аминокиселини, с изключение на тези, открити в шепа архаични бактерии с древни метаболизми.

Роля на цистеина в човешкото тяло

Рацемизацията се случва с различна скорост за различните аминокиселини. За щастие, повечето аминокиселини не преминават през рацемизация много бързо, в противен случай ще се окажем много недохранени от готвена храна, тъй като L-аминокиселините ще бъдат превърнати в D-аминокиселини. Но от всичките двадесет аминокиселини, цистеинът има най-висока степен на превръщане в своята D-форма при нагряване и обикновено се намира в месните протеини. По-високите температури на готвене, по-дългото време за готвене, промените в рН на готвене и ферментацията могат да ускорят този процес още повече. Поради високата си степен на трансформация, голяма част от цистеина в готвените храни е в D-форма. И докато цистеинът играе много важни функции в човешкото тяло, D-формата има малко място в човешкия метаболизъм или поне така вярваме.

Повечето от консумирания от нас цистеин се използва в телата ни за изграждане на протеини, които се нуждаят от твърдост и сила, като ензими, устойчиви на денатурация, мускулни протеини и филаменти, както и структурните протеини, открити в ноктите и косата. Цистеинът също е основен предшественик на глутатиона, трипептид, който се използва от клетките като антиоксидант, редуциращ агент и субстрат за детоксикация. Но най-интересното е, че цистеинът се използва за производството на сероводород.

Водороден сулфид и човешкият мозък

През последните няколко десетилетия голяма част от изследователската работа беше фокусирана върху изучаването на физиологичната роля на сероводорода. Сероводородът е газът, отговорен за миризмата на изгнили яйца. И докато сероводородът е токсичен газ при вдишване при умерени концентрации във въздуха, изследователите са открили, че сероводородът служи като газообразна сигнална молекула между клетките при много ниски концентрации. Все още има някои противоречия относно точното количество, което е физиологично важно поради аналитичните ограничения в точността на инструментите за измерване на сероводород, но нарастващите доказателства сочат, че сероводородът играе роли, толкова разнообразни, колкото антиоксидант, цитопротектор, сигнална молекула за рана изцеление, синаптичен предавател и регулатор на възпалението.

При условия с ниско съдържание на кислород, като по време на анаеробни упражнения, сероводородът може дори за миг да замести кислорода в митохондриите и да продължи да произвежда енергия чрез аеробно дишане. Изглежда, че всички клетъчни тъкани разполагат с ензимен механизъм за производство на сероводород от цистеин в различни концентрации, но всеки тип тъкан реагира по различен начин на притока на сероводород. Например беше установено, че невроните силно се възстановяват от оксидативен стрес и възпаление, причинено от кислородни радикали, когато се прилагат физиологични количества сероводород.

Японски изследователи наскоро съобщиха в статия на Nature Communications за нов път на бозайници за производството на сероводород от D-цистеин. Докато сероводородът може да се генерира от L-цистеин чрез три различни ензимни пътища, достъпни за всички клетки, ензимите, използвани за производството на сероводород от D-цистеин, се намират само в бъбреците и мозъка. И когато D-цистеин и D-цистин, окислената форма на D-цистеин, са дадени на мишки невронови клетъчни култури, третирани с токсични нива на водороден пероксид, те са били в състояние по-ефективно да спасят невроните от клетъчна смърт, отколкото L-цистеин, вероятно защото транспортът на D-цистеин в невроните е по-бърз от L-цистеин.

Освен това те предоставиха доказателства, че D-цистеинът не причинява възбуждащо увреждане на невроните на мозъчната тъкан, докато L-цистеинът, прилаган директно в мозъка, е доказано, че причинява смърт на невронални клетки. Освен това те предполагат, че единственият източник на D-цистеин за хората е от процеса на рацемизация, предизвикан от топлинно или алкално обработена храна, тъй като клетъчните тъкани на бозайници нямат необходимото ензимно оборудване за естествено рацемизиране на цистеин в D-формата.

Биохимично предимство

Тук можем да видим, че готвенето на храна дава мощно биохимично предимство на ранните еволюиращи хоминиди: то създава голям резервоар от D-цистеин, който може да бъде директно шунтиран и използван почти изключително от мозъка. Нашият мозък използва 20% от всички енергийни резерви на тялото, което изисква огромен оборот на АТФ, енергийната валута, използвана от живите организми. Тъй като АТФ се произвежда чрез процеса на аеробно дишане в митохондриите, като страничен продукт се получава голямо количество реактивни кислородни видове (ROS). Тези ROS могат да причинят хаос на невроните, когато те реагират и разкъсат съдържащата мазнини миелинова обвивка, която действа като изолация за увеличаване на скоростта на предаване между невроните.

Излишъкът от сероводород, генериран от D-цистеин, би могъл да помогне за предпазването на непрекъснато нарастващия мозък от увреждане от ROS. Подобно на охлаждащата течност, необходима за предпазване на компютърните процесори от прегряване, D-цистеинът предпазва мозъка от преокисляване. В този случай D-цистеинът може дори да се счита за първата хранителна добавка за мозъка, приемана от всеки човек през целия си живот, в продължение на еони. И може би резултатът от този непреднамерен милионгодишен хранителен експеримент е съвременният човешки мозък.

Възможно ли е нашата еволюция, макар и частично, да бъде подтикната от една от първите хранителни добавки в света?

В днешно време количеството хранителни вещества, които хората консумират, прави количеството наличен цистеин без значение. Цистеинът се съдържа в повечето храни с високо съдържание на протеини, като месо, яйца, мляко, бобови растения, соя, овес и пшеница. Повечето хора по света могат да получат достатъчно цистеин, за да оцелеят и да процъфтяват, без да претърпят сериозни пречки в своето неврологично развитие поради относително голямото изобилие от тези храни благодарение на съвременното земеделие.

Предполага се обаче, че някои психични и психиатрични разстройства зависят от концентрациите на сероводород. Например, лица, засегнати от болестта на Алцхаймер, са показали, че имат силно намалени нива на сероводород в мозъка си. По-нататъшни изследвания ще бъдат необходими, за да се определи истинското значение на D-цистеина в нашата еволюция чрез разглеждане на еволюционната генетика на метаболизиращите ензими на D-цистеин, относителното значение на D-цистеин в човешката физиология, неговата роля в развитието на мозъка и здравето и ако има специфични хранителни изисквания за тази аминокиселина, създадена с помощта на една от най-старите технологии на човечеството - готвене.

Готвена храна на хоризонта

Възможността готвенето да е повлияла на цялата траектория на нашата еволюция е доста поразителна. На пръв поглед готвенето изглежда като ежедневие, ежедневна работа за хранене на телата ни. И дори в съвремието някои от нас избират да готвят като артистичен израз на желанието си за вкусна храна, докато други използват готвенето като средство за връзка с приятелите и семействата си. Готвенето вече не е свързано с оцеляването на тези, които живеят в западния свят. Съвременните технологии и хранителната индустрия, от които сме зависили, ни позволиха да се откажем от необходимостта да готвим сами; това, което ядем, се произвежда масово и до голяма степен се ръководи от потребителското търсене и печалбите на акционерите.

Ако обаче готвенето наистина е изиграло роля в това как сме се превърнали като вид, решенията, взети на индустриално, културно и лично ниво около храните, които сме избрали да ядем, и средствата им за производство, може да имат също толкова голяма роля въздействие върху бъдещото ни развитие като всяка друга трансхуманистична технология, включително изкуствен интелект, кибернетика, нанотехнологии, космически пътувания и генно инженерство.

И ако Врангам е прав, може да се наложи да накрая сменим старата максима на „Ние сме това, което готвим“.