Математика помогает бороться с ожирением

Карсон С. Чоу (Carson C. Chow) пытается решать повседневные проблемы математическими методами. Как исследователь Национального института диабета, желудочно-кишечных и почечных заболеваний (National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases), он пытается выяснить, почему у каждого третьего американца избыточный вес.

С доктором Чоу, выступившем на недавнем ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки (American Association for the Advancement of Science) с докладом «Освещение эпидемии ожирения с математикой» беседует корреспондент Нью-Йорк Таймс Клаудиа Дрейфус (Claudia Dreifus).

Вы дипломированный математик и физик. Каким образом вы начали работать над проблемой ожирения?

В 2004 году я женился и устроился на работу поближе к дому в филиал Национального института здоровья, открывший математическую лабораторию для изучения ожирения. В то время я почти ничего не знал об ожирении. Я даже не знал, что такое калория. Но я изучал каждую научную работу, попадавшую мне в руки.

Я узнал поразительные факты об эпидемии. В период с 1975 по 2005 год средний вес американцев увеличился примерно на 20 фунтов (9 кг). С 1970 года национальный уровень ожирения подскочил с 20 до 30 процентов.

Когда меня приняли на работу, мне задали интересный вопрос: «Почему это происходит?»

Почему именно математика может на него ответить?

Потому что для ответа подтвержденного экспериментами потребуются годы. Но можно узнать его гораздо быстрее, если использовать математику.

Еще до моего прихода в институте работал математический физиолог Кевин Холл (Kevin Hall). Он разработал математическую модель, которая могла предсказать, как отреагирует тело на то, что было съедено. Но модель была сложной и состояла из сотен уравнений. Мы начали работать вместе, чтобы свести ее к одному выражению. Это задача прикладной математики, делать сложные вещи простыми. Как только у нас получилось, сокращенное уравнение стало полезной основой для ответа на множество вопросов.

Какую же новую информацию можно получить с помощью вашего уравнения?

Общеизвестно, что для снижения веса на один фунт (0,45 кг) надо снизить потребление на 3500 калорий. Оказалось, что это не так. Тело реагирует на потери. Также мы обнаружили, что чем толще вы становитесь, тем легче набирать вес. Дополнительные 10 калорий в день добавят больше веса тучному человеку, чем худому.

Кроме того, время – важный фактор для снижения веса. Если уменьшить потребление калорий, то тело достигнет равновесия только через какое-то время. На это потребуется около трех лет, пока тело привыкнет к новой диете и займет новое «устойчивое положение». Наша модель показывает, что если снизить ежедневное потребление на 100 калорий, в течение трех лет тело потеряет, в среднем, 10 фунтов (4,5 кг).

Еще один вывод. Огромные изменения в ежедневном рационе не вызовут изменений веса до тех пор, пока средний прием пищи на протяжении года остается без изменений.

Вы когда-либо ответите на вопрос, заданный вам при приеме на работу, что стало причиной эпидемии ожирения?

Да. Ответ очень простой и очевидный, мало кто хочет его услышать: эпидемия была вызвана перепроизводством продуктов питания в США.

Начиная с 1970-х годов, произошли изменения в национальной сельскохозяйственной политике. Вместо правительственных дотаций направленных на сдерживание производства продукции, как это было ранее, фермерам рекомендовали выращивать столько пищи, сколько они могут. В то же время технологические изменения и «зелена революция» сделали наши фермы более продуктивными. В результате цены на продовольствие упали, а количество калорий доступных для среднего американца увеличилось примерно на 1000 в день. Наша модель показывает, что избыток пищи объясняет избыток веса.

В 1950-х, когда я был еще ребенком, люди редко питались вне дома. Сегодня американцы обычно обедают вне дома, съедая большие ресторанные порции насыщенной жирами еды, примерно пять раз в неделю. В обществе многое изменилось. С такими огромными запасами еды маркетинг продуктов питания улучшился, и рестораны стали дешевле. Низкие цены на продовольствие способствовали росту индустрии быстрого питания. Если бы пища была дорогой, никто бы не стал питаться в фаст-фудах.

Люди полагают, что эпидемия вызвана генетикой, или снижением физической активности. Но уровень физической активности за 30 последних лет не изменился. Что касается генетических аргументов, то есть люди, склонные к полноте, но в обществе, в котором не так много пищи, они не страдают ожирением. И для них, и для окружающих это вопрос снабжения.

Интересно, что американцы постепенно увеличивают свои траты на еду. Если бы мы сразу начали съедать все, что доступно, мы были бы еще более тучными.

Какие практические советы можно узнать из ваших вычислений?

Цифры показывают, что изменение массы тела, увеличение или уменьшение, занимает очень много времени. Все диеты работают. Но время реакции очень медленное, порядка года. Люди не ждут достаточно долго, чтобы увидеть движение к стабилизации. Если вы снизите вес и вернетесь к прежним привычкам в питании, то возврат к прежнему состоянию займет что-то около трех лет. Чтобы помочь людям лучше это понять, мы поместили интерактивную версию нашей модели на bwsimulator.niddk.nih.gov. Можно подключиться и узнать, в какой мере придется сократить потребление, чтобы похудеть, и сколько это займет времени. Прикладная математика в действии!

Что могут сделать американцы, чтобы остановить эпидемию ожирения?

Я пришел к выводу, и это только личная точка зрения, что мы должны прекратить продажу пищи детям. Я думаю, что детское ожирение - серьезная проблема. Когда человек страдает ожирением, невозможно просто прекратить потребление пищи и вернуться в прежнее состояние. Организм уже запрограммирован, чтобы есть больше. По меньшей мере, это трудность.

Вы говорили, что никто не хочет слышать ваше сообщение. Почему?

Я думаю, что этого не хочет знать пищевая промышленность. Да и простые люди не особенно хотят услышать это, кстати. Ведь это так просто, взять и съесть 6000 калорий в день. В этом вопросе нет ничего магического. Нужно просто сократить количество потребляемых калорий, и проявлять бдительность всю оставшуюся жизнь.

По материалам New York Times

Комментарии: