Biohacking Lite

Throughout my life I never paid too much attention to health, exercise, diet or nutrition. I knew that you’re supposed to get some exercise and eat vegetables or something, but it stopped at that (“mom said”-) level of abstraction. I also knew that I can probably get away with some ignorance while I am young, but at some point I was messing with my health-adjusted life expectancy. So about halfway through 2019 I resolved to spend some time studying these topics in greater detail and dip my toes into some biohacking. And now… it’s been a year!

Всю свою жизнь я не уделял особого внимания здоровью, физическим нагрузкам, диете или питанию. Я знал, что вроде как нужно заниматься спортом и есть овощи или что-то в этом роде, но на этом уровне абстракции («мама сказала») всё и заканчивалось. Я также знал, что пока молод, мне, вероятно, сойдёт с рук некоторая доля невежества, но в какой-то момент я начал играть со своей ожидаемой продолжительностью здоровой жизни. Поэтому где-то в середине 2019 года я решил уделить время более детальному изучению этих тем и попробовать погрузиться в биохакинг. И вот… прошёл год!

Now, I won’t lie, things got a bit out of hand over the last year with ketogenic diets, (continuous) blood glucose / beta-hydroxybutyrate tests, intermittent fasting, extended water fasting, various supplements, blood tests, heart rate monitors, dexa scans, sleep trackers, sleep studies, cardio equipments, resistance training routines etc., all of which I won’t go into full details of because it lets a bit too much of the mad scientist crazy out. But as someone who has taken plenty of physics, some chemistry but basically zero biology during my high school / undergrad years, undergoing some of these experiments was incredibly fun and a great excuse to study a number of textbooks on biochemistry (I liked “Molecular Biology of the Cell”), biology (I liked Campbell’s Biology), human nutrition (I liked “Advanced Nutrition and Human Metabolism”), etc.

Не буду врать, за последний год ситуация немного вышла из-под контроля: кетогенные диеты, (непрерывный) мониторинг глюкозы крови / бета-гидроксибутирата, интервальное голодание, продлённое голодание на воде, разнообразные добавки, анализы крови, пульсометры, DEXA-сканы, трекеры сна, исследования сна, кардиотренажёры, программы силовых тренировок и т. д. — обо всём этом я не буду рассказывать в полных подробностях, потому что это слишком уж выдаёт во мне сумасшедшего учёного. Но как человек, который за годы старшей школы и бакалавриата прошёл немало физики, немного химии, но практически ноль биологии, я нашёл проведение некоторых из этих экспериментов невероятно увлекательным и отличным поводом проштудировать ряд учебников по биохимии (мне понравилась «Molecular Biology of the Cell»), биологии (мне понравилась «Campbell’s Biology»), питанию человека (мне понравилась «Advanced Nutrition and Human Metabolism») и т. д.

For this post I wanted to focus on some of my experiments around weight loss because 1) weight is very easy to measure and 2) the biochemistry of it is interesting. In particular, in June 2019 I was around 200lb and I decided I was going to lose at least 25lb to bring myself to ~175lb, which according to a few publications is the weight associated with the lowest all cause mortality for my gender, age, and height. Obviously, a target weight is an exceedingly blunt instrument and is by itself just barely associated with health and general well-being. I also understand that weight loss is a sensitive, complicated topic and much has been discussed on the subject from a large number of perspectives. The goal of this post is to nerd out over biochemistry and energy metabolism in the animal kingdom, and potentially inspire others on their own biohacking lite adventure.

В этом посте я хотел сосредоточиться на некоторых своих экспериментах вокруг похудения, потому что 1) вес очень легко измерять и 2) его биохимия интересна. В частности, в июне 2019 года я весил около 200 фунтов и решил, что сброшу как минимум 25 фунтов, чтобы прийти к ~175 фунтам, что, согласно нескольким публикациям, соответствует весу с наименьшей общей смертностью для моего пола, возраста и роста. Очевидно, что целевой вес — это крайне грубый инструмент и сам по себе лишь едва связан со здоровьем и общим самочувствием. Я также понимаю, что похудение — это деликатная, сложная тема, и о ней много сказано с самых разных точек зрения. Цель этого поста — погиковать над биохимией и энергетическим обменом в животном царстве и, возможно, вдохновить других на их собственное лёгкое биохакинг-приключение.

What weight is lost anyway? So it turns out that, roughly speaking, we weigh more because our batteries are very full. A human body is like an iPhone with a battery pack that can grow nearly indefinitely, and with the abundance of food around us we scarcely unplug from the charging outlet. In this case, the batteries are primarily the adipose tissue and triglycerides (fat) stored within, which are eagerly stockpiled (or sometimes also synthesized!) by your body to be burned for energy in case food becomes scarce. This was all very clever and dandy when our hunter gatherer ancestors downed a mammoth once in a while during an ice age, but not so much today with weaponized truffle double chocolate fudge cheesecakes masquerading on dessert menus.

А что вообще теряется при потере веса? Так вот, оказывается, что, грубо говоря, мы весим больше, потому что наши батареи очень заряжены. Человеческое тело похоже на iPhone с батарейным блоком, который может расти почти бесконечно, и при изобилии еды вокруг нас мы редко отключаемся от зарядки. В данном случае батареи — это прежде всего жировая ткань и хранящиеся в ней триглицериды (жир), которые ваше тело с готовностью запасает (а иногда и синтезирует!), чтобы сжечь ради энергии на случай, если еды станет мало. Всё это было очень умно и прекрасно, когда наши предки — охотники-собиратели — раз в кои-то веки в ледниковый период заваливали мамонта, но не очень-то годится сегодня, когда в меню десертов под видом еды притаились убойные трюфельные двойные шоколадные фадж-чизкейки.

Body’s batteries. To be precise, the body has roughly 4 batteries available to it, each varying in its total capacity and the latency/throughput with which it can be mobilized. The biochemical implementation details of each storage medium vary but, remarkably, in every case your body discharges the batteries for a single, unique purpose: to synthesize adenosine triphosphate, or ATP from ADP (alright technically/aside some also goes to the “redox power” of NADH/NADPH). The synthesis itself is relatively straightforward, taking one molecule of adenosine diphosphate (ADP), and literally snapping on a 3rd phosphate group to its end. Doing this is kind of like a molecular equivalent of squeezing and loading a spring:

Батареи тела. Если точнее, у тела есть примерно 4 доступные батареи, каждая из которых различается по общей ёмкости и по задержке/пропускной способности, с которой её можно мобилизовать. Биохимические детали реализации каждого носителя энергии различаются, но, что примечательно, в каждом случае ваше тело разряжает батареи ради одной-единственной, уникальной цели: синтезировать аденозинтрифосфат, или АТФ из АДФ (ладно, технически/в качестве оговорки часть также уходит на «окислительно-восстановительную силу» NADH/NADPH). Сам синтез относительно прост: берётся одна молекула аденозиндифосфата (АДФ) и к её концу буквально пристёгивается 3-я фосфатная группа. Сделать это — это вроде молекулярного эквивалента сжатия и зарядки пружины:

This is completely not obvious and remarkable - a single molecule (ATP) functions as a universal $1 bill that energetically “pays for” much of the work done by your protein machinery. Even better, this system turns out to have an ancient origin and is common to all life on Earth. Need to (active) transport some molecule across the cell membrane? ATP binding to the transmembrane protein provides the needed “umph”. Need to temporarily untie the DNA against its hydrogen bonds? ATP binds to the protein complex to power the unzipping. Need to move myosin down an actin filament to contract a muscle? ATP to the rescue! Need to shuttle proteins around the cell’s cytoskeleton? ATP powers the tiny molecular motor (kinesin). Need to attach an amino acid to tRNA to prepare it for protein synthesis in the ribosome? ATP required. You get the idea.

Это совершенно не очевидно и поразительно — одна-единственная молекула (АТФ) функционирует как универсальная купюра в 1 доллар, которая энергетически «оплачивает» большую часть работы, выполняемой вашим белковым механизмом. Более того, эта система, как выясняется, имеет древнее происхождение и общая для всей жизни на Земле. Нужно (активно) перенести какую-то молекулу через клеточную мембрану? Связывание АТФ с трансмембранным белком даёт необходимый «толчок». Нужно временно развязать ДНК вопреки её водородным связям? АТФ связывается с белковым комплексом, чтобы запитать расстёгивание. Нужно подвинуть миозин вдоль актиновой нити, чтобы сократить мышцу? АТФ спешит на помощь! Нужно перетащить белки по цитоскелету клетки? АТФ питает крошечный молекулярный мотор (кинезин). Нужно присоединить аминокислоту к тРНК, чтобы подготовить её к синтезу белка в рибосоме? Требуется АТФ. Ну вы поняли.

Now, the body only maintains a very small amount ATP molecules “in supply” at any time. The ATP is quickly hydrolyzed, chopping off the third phosphate group, releasing energy for work, and leaving behind ADP. As mentioned, we have roughly 4 batteries that can all be “discharged” into re-generating ATP from ADP:

При этом тело в любой момент времени держит «в запасе» лишь очень малое количество молекул АТФ. АТФ быстро гидролизуется, отщепляя третью фосфатную группу, высвобождая энергию для работы и оставляя после себя АДФ. Как уже упоминалось, у нас есть примерно 4 батареи, которые все могут «разряжаться» на повторную генерацию АТФ из АДФ:

супер-краткосрочная батарея. Это была бы фосфокреатиновая система, которая буферизует фосфатные группы, присоединённые к креатину, так что АДФ может очень быстро и локально перерабатываться обратно в АТФ; для наших целей о ней едва стоит упоминать, поскольку её ёмкость столь мизерна. Множество атлетов принимают добавки с креатином, чтобы увеличить этот буфер. краткосрочная батарея. Гликоген — разветвлённый полисахарид глюкозы, содержащийся в печени и скелетных мышцах. Печень может запасти около 120 граммов, а скелетные мышцы — около 400 граммов. Ещё около 4 граммов глюкозы циркулирует в крови. Ваше тело получает примерно ~4 ккал/г при полном окислении глюкозы (если сложить гликолиз и окислительное фосфорилирование), так что, если посчитать, ваша гликогеновая батарея хранит около 2000 ккал. Так уж совпадает, что это примерно базовый уровень метаболизма среднего взрослого человека, то есть энергия лишь на то, чтобы «держать свет включённым» в течение 24 часов. При этом гликоген — не такой уж замечательный носитель энергии: мало того, что он не очень энергоёмок в граммах/ккал, так он ещё и губка, которая связывает с собой слишком много воды (~3 г воды на 1 г гликогена), что наконец подводит нас к: долгосрочная батарея. Жировая ткань (жир) — безусловно, ваш главный сверхплотный, сверхъёмкий батарейный блок. Например, по состоянию на июнь 2019 года ~40 фунтов из моих 200 фунтов веса были жиром. Поскольку жир значительно более энергоёмок, чем углеводы (9 ккал/г вместо всего 4 ккал/г), мой жир хранил 40 фунтов = 18 кг = 18 000 г × 9 ккал/г = 162 000 ккал. Это ошеломляющее количество энергии. Если бы энергия была единственным ограничением, моё тело могло бы работать на одном этом запасе 162 000/2000 = 81 день. Поскольку 1 шашка динамита — это около 1 МДж энергии (239 ккал), речь идёт о 678 шашках динамита. Или поскольку батарея Tesla на 100 кВт·ч хранит 360 МДж, если бы к ней прилагалась ручная зарядка, я в принципе мог бы зарядить её почти дважды! Ха. тощая масса тела :(. Когда вы достаточно поголодали и вынуждены к этому, биохимия вашего тела прибегнет к сжиганию тощей массы тела (прежде всего мышц) в качестве топлива для питания организма. Это батарея «последней надежды» вашего тела.

All four of these batteries are charged/discharged at all times to different amounts. If you just ate a cookie, your cookie will promptly be chopped down to glucose, which will circulate in your bloodstream. If there is too much glucose around (in the case of cookies there would be), your anabolic pathways will promptly store it as glycogen in the liver and skeletal muscle, or (more rarely, if in vast abundance) convert it to fat. On the catabolic side, if you start jogging you’ll primarily use (1) for the first ~3 seconds, (2) for the next 8-10 seconds anaerobically, and then (2, 3) will ramp up aerobically (a higher latency, higher throughput pathway) once your body kicks into a higher gear by increasing the heart rate, breathing rate, and oxygen transport. (4) comes into play mostly if you starve yourself or deprive your body of carbohydrates in your diet.

Все четыре эти батареи в любой момент заряжаются/разряжаются в той или иной мере. Если вы только что съели печенье, ваше печенье будет тут же расщеплено до глюкозы, которая станет циркулировать в кровотоке. Если глюкозы вокруг слишком много (в случае печенья так и будет), ваши анаболические пути тут же запасут её в виде гликогена в печени и скелетных мышцах или (реже, при огромном изобилии) превратят в жир. Со стороны катаболизма, если вы начнёте бегать трусцой, то первые ~3 секунды будете в основном использовать (1), следующие 8–10 секунд — (2) анаэробно, а затем (2, 3) аэробно наберут обороты (путь с более высокой задержкой и более высокой пропускной способностью), как только ваше тело перейдёт на повышенную передачу, увеличив частоту сердечных сокращений, частоту дыхания и транспорт кислорода. (4) вступает в игру в основном если вы морите себя голодом или лишаете организм углеводов в рационе.

Since I am a computer scientist it is hard to avoid a comparison of this “energy hierarchy” to the memory hierarchy of a typical computer system. Moving energy around (stored chemically in high energy C-H / C-C bonds of molecules) is expensive just like moving bits around a chip. (1) is your L1/L2 cache - it is local, immediate, but tiny. Anaerobic (2) via glycolysis in the cytosol is your RAM, and aerobic respiration (3) is your disk: high latency (the fatty acids are shuttled over all the way from adipose tissue through the bloodstream!) but high throughput and massive storage.

Поскольку я компьютерный учёный, трудно избежать сравнения этой «энергетической иерархии» с иерархией памяти типичной компьютерной системы. Перемещение энергии (запасённой химически в высокоэнергетических связях C–H / C–C молекул) обходится дорого, прямо как перемещение битов по чипу. (1) — это ваш кэш L1/L2: он локальный, мгновенный, но крошечный. Анаэробный (2) через гликолиз в цитозоле — это ваша оперативная память, а аэробное дыхание (3) — это ваш диск: высокая задержка (жирные кислоты доставляются аж от жировой ткани через кровоток!), но высокая пропускная способность и громадный объём хранения.

The source of weight loss. So where does your body weight go exactly when you “lose it”? It’s a simple question but it stumps most people, including my younger self. Your body weight is ultimately just the sum of the individual weights of the atoms that make you up - carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, etc. arranged into a zoo of complex, organic molecules. One day you could weigh 180lb and the next 178lb. Where did the 2lb of atoms go? It turns out that most of your day-to-day fluctuations are attributable to water retention, which can vary a lot with your levels of sodium, your current glycogen levels, various hormone/vitamin/mineral levels, etc. The contents of your stomach/intestine and stool/urine also add to this. But where does the fat, specifically, go when you “lose” it, or “burn” it? Those carbon/hydrogen atoms that make it up don’t just evaporate out of existence. (If our body could evaporate them we’d expect E=mc^2 of energy, which would be cool). Anyway, it turns out that you breathe out most of your weight. Your breath looks transparent but you inhale a bunch of oxygen and you exhale a bunch of carbon dioxide. The carbon in that carbon dioxide you just breathed out may have just seconds ago been part of a triglyceride molecule in your fat. It’s highly amusing to think that every single time you breathe out (in a fasted state) you are literally breathing out your fat carbon by carbon. There is a good TED talk and even a whole paper with the full biochemistry/stoichiometry involved.

Откуда берётся потеря веса. Так куда же именно девается ваш вес, когда вы его «теряете»? Вопрос простой, но он ставит в тупик большинство людей, включая меня самого в молодости. Ваш вес тела — это в конечном счёте просто сумма индивидуальных весов атомов, из которых вы состоите: углерода, водорода, азота, кислорода и т. д., собранных в целый зоопарк сложных органических молекул. Сегодня вы можете весить 180 фунтов, а завтра 178. Куда делись 2 фунта атомов? Оказывается, большинство ваших повседневных колебаний объясняется задержкой воды, которая может сильно меняться в зависимости от уровня натрия, текущего уровня гликогена, разных гормонов/витаминов/минералов и т. д. Содержимое желудка/кишечника и кал/моча тоже вносят вклад. Но куда конкретно девается жир, когда вы его «теряете» или «сжигаете»? Те атомы углерода/водорода, из которых он состоит, ведь не испаряются из бытия. (Если бы наше тело могло их испарять, мы бы ожидали энергии E=mc^2, что было бы круто). В общем, оказывается, что бо́льшую часть своего веса вы выдыхаете. Ваше дыхание кажется прозрачным, но вы вдыхаете кучу кислорода, а выдыхаете кучу углекислого газа. Углерод в том углекислом газе, который вы только что выдохнули, всего секунды назад мог быть частью молекулы триглицерида в вашем жире. Крайне забавно думать о том, что каждый раз, когда вы выдыхаете (в состоянии голода), вы буквально выдыхаете свой жир атом углерода за атомом углерода. Есть хороший TED-доклад и даже целая статья со всей задействованной биохимией/стехиометрией.

Combustion. Let’s now turn to the chemical process underlying weight loss. You know how you can take wood and light it on fire to “burn” it? This chemical reaction is combustion; You’re taking a bunch of organic matter with a lot of C-C and C-H bonds and, with a spark, providing the activation energy necessary for the surrounding voraciously electronegative oxygen to react with it, stripping away all of the carbons into carbon dioxide (CO2) and all of the hydrogens into water (H2O). This reaction releases a lot of heat in the process, thus sustaining the reaction until all energy-rich C-C and C-H bonds are depleted. These bonds are referred to as “energy-rich” because energetically carbon reeeallly wants to be carbon dioxide (CO2) and hydrogen reeeeally wants to be water (H2O), but this reaction is gated by an activation energy barrier, allowing large amounts of C-C/C-H rich macromolecules to exist in stable forms, in ambient conditions, and in the presence of oxygen.

Горение. Обратимся теперь к химическому процессу, лежащему в основе потери веса. Знаете, как можно взять дрова и поджечь их, чтобы «сжечь»? Эта химическая реакция — горение; вы берёте кучу органической материи с множеством связей C–C и C–H и искрой даёте энергию активации, необходимую для того, чтобы окружающий ненасытно электроотрицательный кислород вступил с ней в реакцию, отрывая все атомы углерода в углекислый газ (CO2), а все атомы водорода — в воду (H2O). В процессе эта реакция выделяет много тепла, тем самым поддерживая саму себя, пока не истощатся все богатые энергией связи C–C и C–H. Эти связи называют «богатыми энергией», потому что энергетически углерод оооочень хочет быть углекислым газом (CO2), а водород оооочень хочет быть водой (H2O), но эта реакция заперта барьером энергии активации, что позволяет большим количествам богатых C–C/C–H макромолекул существовать в стабильных формах, при обычных условиях и в присутствии кислорода.

Cellular respiration: “slow motion” combustion. Remarkably, your body does the exact same thing as far as inputs (organic compounds), outputs (CO2 and H2O) and stoichiometry are concerned, but the burning is not explosive but slow and controlled, with plenty of molecular intermediates that torture biology students. This biochemical miracle begins with fats/carbohydrates/proteins (molecules rich in C-C and C-H bonds) and goes through stepwise, complete, slow-motion combustion via glycolysis / beta oxidation, citric acid cycle, oxidative phosphorylation, and finally the electron transport chain and the whoa-are-you-serious molecular motor - the ATP synthase, imo the most incredible macromolecule not DNA. Okay potentially a tie with the Ribosome. Even better, this is an exceedingly efficient process that traps almost 40% of the energy in the form of ATP (the rest is lost as heat). This is much more efficient than your typical internal combustion motor at around 25%. I am also skipping a lot of incredible detail that doesn’t fit into a paragraph, including how food is chopped up piece by piece all the way to tiny acetate molecules, how their electrons are stripped and loaded up on molecular shuttles (NAD+ -> NADH), how they then quantum tunnel their way down the electron transport chain (literally a flow of electricity down a protein complex “wire”, from food to oxygen), how this pumps protons across the inner mitochondrial membrane (an electrochemical equaivalent of pumping water uphill in a hydro plant), how this process is brilliant, flexible, ancient, highly conserved in all of life and very closely related to photosynthesis, and finally how the protons are allowed to flow back through little holes in the ATP synthase, spinning it like a water wheel on a river, and powering its head to take an ADP and a phosphate and snap them together to ATP.

Клеточное дыхание: «замедленное» горение. Что примечательно, ваше тело делает ровно то же самое в том, что касается входов (органические соединения), выходов (CO2 и H2O) и стехиометрии, но горение не взрывное, а медленное и контролируемое, со множеством молекулярных промежуточных продуктов, которые мучают студентов-биологов. Это биохимическое чудо начинается с жиров/углеводов/белков (молекул, богатых связями C–C и C–H) и проходит через пошаговое, полное, замедленное горение через гликолиз / бета-окисление, цикл лимонной кислоты, окислительное фосфорилирование и наконец электрон-транспортную цепь и тот самый «да-вы-серьёзно» молекулярный мотор — АТФ-синтазу, на мой взгляд, самую невероятную макромолекулу после ДНК. Ладно, возможно, ничья с рибосомой. Более того, это чрезвычайно эффективный процесс, который улавливает почти 40% энергии в форме АТФ (остальное теряется в виде тепла). Это намного эффективнее, чем типичный двигатель внутреннего сгорания с его примерно 25%. Я также пропускаю массу невероятных деталей, которые не умещаются в один абзац, включая то, как еда измельчается кусочек за кусочком вплоть до крошечных молекул ацетата, как с них срываются электроны и грузятся на молекулярные челноки (NAD+ → NADH), как они затем квантово туннелируют вниз по электрон-транспортной цепи (буквально поток электричества вниз по «проводу» из белкового комплекса, от еды к кислороду), как это перекачивает протоны через внутреннюю митохондриальную мембрану (электрохимический эквивалент перекачки воды в гору на гидроэлектростанции), как этот процесс гениален, гибок, древен, высоко консервативен у всего живого и очень тесно связан с фотосинтезом, и наконец как протонам дают течь обратно через маленькие отверстия в АТФ-синтазе, раскручивая её как водяное колесо на реке и приводя в движение её головку, чтобы взять АДФ и фосфат и защёлкнуть их вместе в АТФ.

Photosynthesis: “inverse combustion”. If H2O and CO2 are oh so energetically favored, it’s worth keeping in mind where all of this C-C, C-H rich fuel came from in the first place. Of course, it comes from plants - the OG nanomolecular factories. In the process of photosynthesis, plants strip hydrogen atoms away from oxygen in molecules of water with light, and via further processing snatch carbon dioxide (CO2) lego blocks from the atmosphere to build all kinds of organics. Amusingly, unlike fixing hydrogen from H2O and carbon from CO2, plants are unable to fix the plethora of nitrogen from the atmosphere (the triple bond in N2 is very strong) and rely on bacteria to synthesize more chemically active forms (Ammonia, NH3), which is why chemical fertilizers are so important for plant growth and why the Haber-Bosch process basically averted the Malthusian catastrophe. Anyway, the point is that plants build all kinds of insanely complex organic molecules from these basic lego blocks (carbon dioxide, water) and all of it is fundamentally powered by light via the miracle of photosynthesis. The sunlight’s energy is trapped in the C-C / C-H bonds of the manufactured organics, which we eat and oxidize back to CO2 / H2O (capturing ~40% of in the form of a 3rd phosphate group on ATP), and finally convert to blog posts like this one, and a bunch of heat. Also, going in I didn’t quite appreciate just how much we know about all of the reactions involved, that we we can track individual atoms around all of them, and that any student can easily calculate answers to questions such as “How many ATP molecules are generated during the complete oxidation of one molecule of palmitic acid?” (it’s 106, now you know).

Фотосинтез: «обратное горение». Если H2O и CO2 столь энергетически выгодны, стоит держать в уме, откуда вообще изначально взялось всё это богатое C–C, C–H топливо. Разумеется, оно берётся от растений — оригинальных наномолекулярных фабрик. В процессе фотосинтеза растения с помощью света отрывают атомы водорода от кислорода в молекулах воды и при дальнейшей переработке выхватывают из атмосферы кирпичики-лего углекислого газа (CO2), чтобы строить всевозможную органику. Забавно, что в отличие от связывания водорода из H2O и углерода из CO2, растения неспособны связывать обилие азота из атмосферы (тройная связь в N2 очень прочна) и полагаются на бактерии, синтезирующие более химически активные формы (аммиак, NH3), вот почему химические удобрения так важны для роста растений и почему процесс Габера — Боша по сути отвёл мальтузианскую катастрофу. В общем, суть в том, что растения строят всевозможные безумно сложные органические молекулы из этих базовых кирпичиков-лего (углекислый газ, вода), и всё это в основе своей запитано светом через чудо фотосинтеза. Энергия солнечного света захватывается в связях C–C / C–H произведённой органики, которую мы едим и окисляем обратно до CO2 / H2O (улавливая ~40% в форме 3-й фосфатной группы на АТФ), и в итоге превращаем в посты в блогах вроде этого, ну и в кучу тепла. Кроме того, приступая к делу, я не вполне осознавал, как же много мы знаем обо всех задействованных реакциях, что мы можем отслеживать отдельные атомы по всем из них и что любой студент может легко вычислить ответы на вопросы вроде «Сколько молекул АТФ образуется при полном окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты?» (это 106, теперь вы знаете).

We’ve now established in some detail that fat is your body’s primary battery pack and we’d like to breathe it out. Let’s turn to the details of the accounting.

Мы теперь довольно подробно установили, что жир — это главный батарейный блок вашего тела, и нам хотелось бы его выдохнуть. Перейдём к деталям учёта.

Energy input. Humans turn out to have a very simple and surprisingly narrow energy metabolism. We don’t partake in the miracle of photosynthesis like plants/cyanobacteria do. We don’t oxidize inorganic compounds like hydrogen sulfide or nitrite or something like some of our bacteria/archaea cousins. Similar to everything else alive, we do not fuse or fission atomic nuclei (that would be awesome). No, the only way we input any and all energy into the system is through the breakdown of food. “Food” is actually a fairly narrow subset of organic molecules that we can digest and metabolize for energy. It includes classes of molecules that come in 3 major groups (“macros”): proteins, fats, carbohydrates and a few other special case molecules like alcohol. There are plenty of molecules we can’t metabolize for energy and don’t count as food, such as cellulose (fiber; actually also a carbohydrate, a major component of plants, although some of it is digestible by some animals like cattle; also your microbiome loooves it), or hydrocarbons (which can only be “metabolized” by our internal combustion engines). In any case, this makes for exceedingly simple accounting: the energy input to your body is upper bounded by the number of food calories that you eat. The food industry attempts to guesstimate these by adding up the macros in each food, and you can find these estimates on the nutrition labels. In particular, naive calorimetry would over-estimate food calories because as mentioned not everything combustible is digestible.

Энергия на входе. У людей, как выясняется, очень простой и на удивление узкий энергетический обмен. Мы не участвуем в чуде фотосинтеза, как растения/цианобактерии. Мы не окисляем неорганические соединения вроде сероводорода, нитрита или чего-то ещё, как некоторые из наших родственников — бактерий/архей. Подобно всему остальному живому, мы не сливаем и не расщепляем атомные ядра (вот это было бы здорово). Нет, единственный способ, которым мы вводим любую энергию в систему, — это расщепление пищи. «Пища» на самом деле представляет собой довольно узкое подмножество органических молекул, которые мы можем переварить и метаболизировать ради энергии. Оно включает классы молекул, идущих в 3 основных группах («макросы»): белки, жиры, углеводы и несколько других особых молекул вроде алкоголя. Есть масса молекул, которые мы не можем метаболизировать ради энергии и которые не считаются пищей, например целлюлоза (клетчатка; вообще-то тоже углевод, основной компонент растений, хотя часть её переваривается некоторыми животными вроде крупного рогатого скота; ну и ваш микробиом её ооочень любит) или углеводороды (которые могут быть «метаболизированы» только нашими двигателями внутреннего сгорания). В любом случае это даёт чрезвычайно простой учёт: энергия на входе в ваш организм ограничена сверху количеством пищевых калорий, которые вы съедаете. Пищевая промышленность пытается прикинуть их на глаз, складывая макросы в каждом продукте, и эти оценки можно найти на этикетках с пищевой ценностью. В частности, наивная калориметрия переоценила бы калорийность пищи, потому что, как уже упоминалось, не всё горючее перевариваемо.

Energy output. You might think that most of your energy output would come from movement, but in fact 1) your body is exceedingly efficient when it comes to movement, and 2) it is energetically unintuitively expensive to just exist. To keep you alive your body has to maintain homeostasis, manage thermo-regulation, respiration, heartbeat, brain/nerve function, blood circulation, protein synthesis, active transport, etc etc. Collectively, this portion of energy expenditure is called the Base Metabolic Rate (BMR) and you burn this “for free” even if you slept the entire day. As an example, my BMR is somewhere around 1800kcal/day (a common estimate due to Mifflin St. Jeor for men is 10 x weight (kg) + 6.25 x height (cm) - 5 x age (y) + 5). Anyone who’s been at the gym and ran on a treadmill will know just how much of a free win this is. I start panting and sweating uncomfortably just after a small few hundred kcal of running. So yes, movement burns calories, but the 30min elliptical session you do in the gym is a drop in the bucket compared to your base metabolic rate. Of course if you’re doing the elliptical for cardio-vascular health - great! But if you’re doing it thinking that this is necessary or a major contributor to losing weight, you’d be wrong.

Энергия на выходе. Вы могли бы подумать, что бо́льшая часть вашего расхода энергии приходится на движение, но на самом деле 1) ваше тело чрезвычайно эффективно в том, что касается движения, и 2) просто существовать энергетически, вопреки интуиции, дорого. Чтобы поддерживать вас в живых, тело должно поддерживать гомеостаз, управлять терморегуляцией, дыханием, сердцебиением, работой мозга/нервов, кровообращением, синтезом белка, активным транспортом и т. д. и т. п. В совокупности эта часть расхода энергии называется базовым уровнем метаболизма (BMR), и вы сжигаете её «даром», даже если проспали весь день. Например, мой BMR где-то около 1800 ккал/день (распространённая оценка по формуле Миффлина — Сан-Жеора для мужчин — это 10 × вес (кг) + 6,25 × рост (см) − 5 × возраст (лет) + 5). Любой, кто бывал в зале и бегал на беговой дорожке, знает, насколько это бесплатный выигрыш. Я начинаю пыхтеть и неприятно потеть уже после каких-то нескольких сотен ккал бега. Так что да, движение сжигает калории, но 30-минутная сессия на эллиптическом тренажёре в зале — это капля в море по сравнению с вашим базовым уровнем метаболизма. Конечно, если вы делаете эллипс ради сердечно-сосудистого здоровья — отлично! Но если вы делаете его, думая, что это необходимо или является основным вкладом в похудение, вы ошибаетесь.

Energy deficit. In summary, the amount of energy you expend (BMR + movement) subtract the amount you take in (via food alone) is your energy deficit. This means you will discharge your battery more than you charge it, and breathe out more fat than you synthesize/store, decreasing the size of your battery pack, and recording less on the scale because all those carbon atoms that made up your triglyceride chains in the morning are now diffused around the atmosphere.

Энергетический дефицит. Итого, количество энергии, которое вы тратите (BMR + движение), за вычетом количества, которое вы потребляете (только через еду), и есть ваш энергетический дефицит. Это означает, что вы будете разряжать батарею больше, чем заряжать, и выдыхать больше жира, чем синтезируете/запасаете, уменьшая размер своего батарейного блока и фиксируя меньшую цифру на весах, потому что все те атомы углерода, что утром составляли цепочки ваших триглицеридов, теперь рассеялись по атмосфере.

So… a few textbooks later we see that to lose weight one should eat less and move more.

Так что… несколько учебников спустя мы видим, что для похудения следует меньше есть и больше двигаться.

Experiment section. So how big of a deficit should one introduce? I did not want the deficit to be so large that it would stress me out, make me hangry and impact my work. In addition, with greater deficit your body will increasingly begin to sacrifice lean body mass (paper). To keep things simple, I aimed to lose about 1lb/week, which is consistent with a few recommendations I found in a few papers. Since 1lb = 454g, 1g of fat is estimated at approx. 9 kcal, and adipose tissue is ~87% lipids, some (very rough) napkin math suggests that 3500 kcal = 1lb of fat. The precise details of this are much more complicated, but this would suggest a target deficit of about 500 kcal/day. I found that it was hard to reach this deficit with calorie restriction alone, and psychologically it was much easier to eat near the break even point and create most of the deficit with cardio. It also helped a lot to adopt a 16:8 intermittent fasting schedule (i.e. “skip breakfast”, eat only from e.g. 12-8pm) which helps control appetite and dramatically reduces snacking. I started the experiment in June 2019 at about 195lb (day 120 on the chart below), and 1 year later I am at 165lb, giving an overall empirical rate of 0.58lb/week:

Экспериментальный раздел. Так насколько большой дефицит следует ввести? Я не хотел, чтобы дефицит был настолько велик, что это вгоняло бы меня в стресс, делало злым от голода и сказывалось на работе. К тому же при большем дефиците ваше тело будет всё активнее жертвовать тощей массой тела (статья). Чтобы всё упростить, я нацелился терять около 1 фунта в неделю, что согласуется с рядом рекомендаций, которые я нашёл в нескольких статьях. Поскольку 1 фунт = 454 г, 1 г жира оценивается примерно в 9 ккал, а жировая ткань на ~87% состоит из липидов, кое-какая (очень грубая) прикидка на салфетке подсказывает, что 3500 ккал = 1 фунту жира. Точные детали этого намного сложнее, но это предполагало бы целевой дефицит около 500 ккал/день. Я обнаружил, что достичь этого дефицита одним лишь ограничением калорий было трудно, и психологически было намного проще есть около точки безубыточности и создавать бо́льшую часть дефицита за счёт кардио. Также сильно помогло перейти на режим интервального голодания 16:8 (то есть «пропустить завтрак», есть только, например, с 12 до 20 часов), что помогает контролировать аппетит и резко сокращает перекусы. Я начал эксперимент в июне 2019 года примерно на 195 фунтах (день 120 на графике ниже), и год спустя я на 165 фунтах, что даёт общий эмпирический темп 0,58 фунта/неделю:

Other stuff. I should mention that despite the focus of this post the experiment was of course much broader for me than weight loss alone, as I tried to improve many other variables I started to understand were linked to longevity and general well-being. I went on a relatively low carbohydrate mostly Pescetarian diet, I stopped eating nearly all forms of sugar (except for berries) and processed foods, I stopped drinking calories in any form (soda, orange juice, alcohol, milk), I started regular cardio a few times a week (first running then cycling), I started regular resistance training, etc. I am not militant about any of these and have cheated a number of times on all of it because I think sticking to it 90% of the time produces 90% of the benefit. As a result I’ve improved a number of biomarkers (e.g. resting heart rate, resting blood glucose, strength, endurance, nutritional deficiencies, etc). I wish I could say I feel significantly better or sharper, but honestly I feel about the same. But the numbers tell me I’m supposed to be on a better path and I think I am content with that 🤷.

Прочее. Стоит упомянуть, что несмотря на фокус этого поста, эксперимент был для меня, конечно, гораздо шире, чем одно лишь похудение, поскольку я пытался улучшить множество других переменных, которые, как я начал понимать, связаны с долголетием и общим самочувствием. Я перешёл на относительно низкоуглеводную, преимущественно пескетарианскую диету, перестал есть почти все формы сахара (кроме ягод) и обработанную пищу, перестал пить калории в любом виде (газировка, апельсиновый сок, алкоголь, молоко), начал регулярно делать кардио несколько раз в неделю (сперва бег, потом велосипед), начал регулярные силовые тренировки и т. д. Я не фанатичен ни в чём из этого и не раз нарушал всё подряд, потому что считаю, что придерживаться этого в 90% случаев даёт 90% пользы. В результате я улучшил ряд биомаркеров (например, пульс в покое, глюкозу крови натощак, силу, выносливость, дефициты питательных веществ и т. д.). Хотел бы я сказать, что чувствую себя значительно лучше или яснее соображаю, но, честно говоря, я чувствую себя примерно так же. Зато цифры говорят мне, что я вроде как на более правильном пути, и я думаю, что меня это устраивает 🤷.

Explicit modeling. Now, getting back to weight, clearly the overall rate of 0.58lb/week is not our expected 1lb/week. To validate the energy deficit math I spent 100 days around late 2019 very carefully tracking my daily energy input and output. For the input I recorded my total calorie intake - I kept logs in my notes app of everything I ate. When nutrition labels were not available, I did my best to estimate the intake. Luckily, I have a strange obsession with guesstimating calories in any food, I’ve done so for years for fun, and have gotten quite good at it. Isn’t it a ton of fun to always guess calories in some food before checking the answer on the nutrition label and seeing if you fall within 10% correct? No? Alright. For energy output I recorded the number my Apple Watch reports in the “Activity App”. TLDR simply subtracting expenditure from intake gives the approximate deficit for that day, which we can use to calculate the expected weight loss, and finally compare to the actual weight loss. As an example, an excerpt of the raw data and the simple calculation looks something like:

Явное моделирование. Так вот, возвращаясь к весу, очевидно, что общий темп 0,58 фунта/неделю — это не наш ожидаемый 1 фунт/неделю. Чтобы проверить математику энергетического дефицита, я провёл 100 дней в конце 2019 года, очень тщательно отслеживая свой ежедневный приход и расход энергии. Для прихода я записывал своё суммарное потребление калорий — я вёл в приложении заметок журналы всего, что ел. Когда этикетки с пищевой ценностью были недоступны, я старался как мог оценить потребление. К счастью, у меня есть странная одержимость прикидыванием калорий в любой еде, я занимался этим годами ради забавы и стал в этом весьма хорош. Разве не уйма веселья — всегда угадывать калории в какой-нибудь еде перед тем, как свериться с ответом на этикетке, и смотреть, попал ли ты в пределах 10% точности? Нет? Ну ладно. Для расхода энергии я записывал число, которое сообщают мои Apple Watch в приложении «Активность». Если вкратце, простое вычитание расхода из прихода даёт приблизительный дефицит за тот день, который мы можем использовать для расчёта ожидаемой потери веса и наконец сравнить с фактической потерей веса. В качестве примера, выдержка из сырых данных и простой расчёт выглядят примерно так:

2019-09-23: Morning weight 180.5. Ate 1700, expended 2710 (Δkcal 1010, Δw 0.29). Tomorrow should weight 180.2 2019-09-24: Morning weight 179.8. Ate 1790, expended 2629 (Δkcal 839, Δw 0.24). Tomorrow should weight 179.6 2019-09-25: Morning weight 180.6. Ate 1670, expended 2973 (Δkcal 1303, Δw 0.37). Tomorrow should weight 180.2 2019-09-26: Morning weight 179.7. Ate 2140, expended 2529 (Δkcal 389, Δw 0.11). Tomorrow should weight 179.6 2019-09-27: Morning weight nan. Ate 2200, expended 2730 (Δkcal 530, Δw 0.15). Tomorrow should weight nan 2019-09-28: Morning weight nan. Ate 2400, expended 2800 (Δkcal 400, Δw 0.11). Tomorrow should weight 2019-09-29: Morning weight 181.0. Ate 1840, expended 2498 (Δkcal 658, Δw 0.19). Tomorrow should weight 180.8 2019-09-30: Morning weight 181.8. Ate 1910, expended 2883 (Δkcal 973, Δw 0.28). Tomorrow should weight 181.5 2019-10-01: Morning weight 179.4. Ate 2000, expended 2637 (Δkcal 637, Δw 0.18). Tomorrow should weight 179.2 2019-10-02: Morning weight 179.5. Ate 1920, expended 2552 (Δkcal 632, Δw 0.18). Tomorrow should weight 179.3

2019-09-23: Утренний вес 180.5. Съел 1700, потратил 2710 (Δккал 1010, Δвес 0.29). Завтра должен весить 180.2 2019-09-24: Утренний вес 179.8. Съел 1790, потратил 2629 (Δккал 839, Δвес 0.24). Завтра должен весить 179.6 2019-09-25: Утренний вес 180.6. Съел 1670, потратил 2973 (Δккал 1303, Δвес 0.37). Завтра должен весить 180.2 2019-09-26: Утренний вес 179.7. Съел 2140, потратил 2529 (Δккал 389, Δвес 0.11). Завтра должен весить 179.6 2019-09-27: Утренний вес nan. Съел 2200, потратил 2730 (Δккал 530, Δвес 0.15). Завтра должен весить nan 2019-09-28: Утренний вес nan. Съел 2400, потратил 2800 (Δккал 400, Δвес 0.11). Завтра должен весить 2019-09-29: Утренний вес 181.0. Съел 1840, потратил 2498 (Δккал 658, Δвес 0.19). Завтра должен весить 180.8 2019-09-30: Утренний вес 181.8. Съел 1910, потратил 2883 (Δккал 973, Δвес 0.28). Завтра должен весить 181.5 2019-10-01: Утренний вес 179.4. Съел 2000, потратил 2637 (Δккал 637, Δвес 0.18). Завтра должен весить 179.2 2019-10-02: Утренний вес 179.5. Съел 1920, потратил 2552 (Δккал 632, Δвес 0.18). Завтра должен весить 179.3

Where we have a few nan if I missed a weight measurement in the morning. Plotting this we get the following:

Где у нас несколько nan, если я пропускал утреннее измерение веса. Построив это на графике, мы получаем следующее:

Clearly, my actual weight loss (red) turned out to be slower than expected one based on our simple deficit math (blue). So this is where things get interesting. A number of possibilities come to mind. I could be consistently underestimating calories eaten. My Apple Watch could be overestimating my calorie expenditure. The naive conversion math of 1lb of fat = 3500 kcal could be off. I think one of the other significant culprits is that when I eat protein I am naively recording its caloric value under intake, implicitly assuming that my body burns it for energy. However, since I was simultaneously resistance training and building some muscle, my body could redirect 1g of protein into muscle and instead mobilize only ~0.5g of fat to cover the same energy need (since fat is 9kcal/g and protein only 4kcal/g). The outcome is that depending on my muscle gain my weight loss would look slower, as we observe. Most likely, some combination of all of the above is going on.

Очевидно, что моя фактическая потеря веса (красная) оказалась медленнее, чем ожидаемая по нашей простой математике дефицита (синяя). Вот тут-то и становится интересно. На ум приходит ряд возможностей. Я мог последовательно недооценивать съеденные калории. Мои Apple Watch могли переоценивать мой расход калорий. Наивная пересчётная математика «1 фунт жира = 3500 ккал» могла быть неточной. Думаю, ещё один из существенных виновников в том, что когда я ем белок, я наивно записываю его калорийность в приход, неявно предполагая, что моё тело сжигает его ради энергии. Однако, поскольку я одновременно занимался силовыми тренировками и набирал немного мышц, моё тело могло направить 1 г белка в мышцы и вместо этого мобилизовать лишь ~0,5 г жира, чтобы покрыть ту же потребность в энергии (поскольку жир — 9 ккал/г, а белок всего 4 ккал/г). Итог в том, что в зависимости от моего набора мышц потеря веса выглядела бы медленнее, что мы и наблюдаем. Скорее всего, происходит какое-то сочетание всего вышеперечисленного.

Water factor. Another fun thing I noticed is that my observed weight can fluctuate and rise a lot, even while my expected weight calculation expects a loss. I found that this discrepancy grows with the amount of carbohydrates in my diet (dessert, bread/pasta, potatoes, etc.). Eating these likely increases glycogen levels, which as I already mentioned briefly, acts as a sponge and soaks up water. I noticed that my weight can rise multiple pounds, but when I revert back to my typical low-carbohydrate pasketerianish diet these “fake” pounds evaporate in a matter of a few days. The final outcome are wild swings in my body weight depending mostly on how much candy I’ve succumbed to, or if I squeezed in some pizza at a party.

Фактор воды. Ещё одна забавная вещь, которую я заметил, — мой наблюдаемый вес может колебаться и сильно расти, даже когда мой расчёт ожидаемого веса предсказывает снижение. Я обнаружил, что это расхождение растёт с количеством углеводов в моём рационе (десерт, хлеб/паста, картофель и т. д.). Поедание этого, вероятно, повышает уровень гликогена, который, как я уже вкратце упоминал, действует как губка и впитывает воду. Я заметил, что мой вес может подняться на несколько фунтов, но когда я возвращаюсь к своей типичной низкоуглеводной пескетариано-подобной диете, эти «фальшивые» фунты испаряются за несколько дней. Конечный итог — дикие скачки моего веса, зависящие в основном от того, сколько конфет я себе позволил или урвал ли я кусок пиццы на вечеринке.

Body composition. Since simultaneous muscle building skews the simple deficit math, to get a better fit we’d have to understand the details of my body composition. The weight scale I use (Withings Body+) claims to estimate and separate fat weight and lean body weight by the use of bioelectrical impedance analysis, which uses the fact that more muscle is more water is less electrical resistance. This is the most common approach accessible to a regular consumer. I didn’t know how much I could trust this measurement so I also ordered three DEXA scans (a gold standard for body composition measurements used in the literature based on low dosage X-rays) separated 1.5 months apart. I used BodySpec, who charge $45 per scan, each taking about 7 minutes at one of their physical locations. The amount of radiation is tiny - about 0.4 uSv, which is the dose you’d get by eating 4 bananas (they contain radioactive potassium-40). I was not able to get a scan recently due to COVID-19. Here is my body composition data visualized from both sources during late 2019:

Состав тела. Поскольку одновременный набор мышц искажает простую математику дефицита, чтобы получить более точную картину, нам пришлось бы понять детали состава моего тела. Весы, которыми я пользуюсь (Withings Body+), заявляют, что оценивают и разделяют вес жира и тощий вес тела с помощью биоэлектрического импедансного анализа, который использует тот факт, что больше мышц — больше воды — меньше электрического сопротивления. Это самый распространённый подход, доступный обычному потребителю. Я не знал, насколько могу доверять этому измерению, поэтому также заказал три DEXA-скана (золотой стандарт измерения состава тела, используемый в литературе, основанный на низких дозах рентгеновского излучения) с промежутком в 1,5 месяца. Я воспользовался BodySpec, которые берут 45 долларов за скан, каждый из которых занимает около 7 минут в одной из их физических локаций. Количество радиации крошечное — около 0,4 мкЗв, что соответствует дозе, которую вы получили бы, съев 4 банана (они содержат радиоактивный калий-40). Сделать скан недавно мне не удалось из-за COVID-19. Вот мои данные о составе тела, визуализированные из обоих источников, в конце 2019 года:

BIA vs DEXA. Unfortunately, we can see that the BIA measurement provided by my scale disagrees with DEXA results by a lot. That said, I am also forced to interpret the DEXA scan with skepticism specifically for the lean body mass amount, which is affected by hydration level, with water showing up mostly as lean body mass. In particular, during my third measurement I was fasted and in ketosis. Hence my glycogen levels were low and I was less hydrated, which I believe showed up as a dramatic loss of muscle. That said, focusing on fat, both approaches show me losing body fat at roughly the same rate, though they are off by an absolute offset.

BIA против DEXA. К сожалению, мы видим, что измерение BIA, которое даёт мои весы, сильно расходится с результатами DEXA. При этом я также вынужден интерпретировать DEXA-скан со скептицизмом именно в отношении величины тощей массы тела, которая зависит от уровня гидратации, причём вода в основном проявляется как тощая масса тела. В частности, во время моего третьего измерения я был натощак и в состоянии кетоза. Следовательно, мой уровень гликогена был низким, и я был менее гидратирован, что, как я полагаю, проявилось как резкая потеря мышц. При этом, если сосредоточиться на жире, оба подхода показывают, что я теряю жир примерно с одинаковой скоростью, хотя они отличаются на некоторое абсолютное смещение.

BIA. An additional way to see that BIA is making stuff up is that it shows me losing lean body mass over time. I find this relatively unlikely because during the entire course of this experiment I exercised regularly and was able to monotonically increase my strength in terms of weight and reps for most exercises (e.g. bench press, pull ups, etc.). So that makes no sense either ¯\(ツ)/¯

BIA. Ещё один способ убедиться, что BIA выдумывает данные, — то, что он показывает потерю тощей массы тела со временем. Я нахожу это относительно маловероятным, потому что на протяжении всего этого эксперимента я регулярно тренировался и смог монотонно наращивать силу по весу и числу повторений для большинства упражнений (например, жим лёжа, подтягивания и т. д.). Так что и в этом нет никакого смысла ¯\(ツ)/¯

Summary So there you have it. DEXA scans are severely affected by hydration (which is hard to control) and BIA is making stuff up entirely, so we don’t get to fully resolve the mystery of the slower-than-expected weight loss. But overall, maintaining an average deficit of 500kcal per day did lead to about 60% of the expected weight loss over the course of a year. More importantly, we studied the process by which our Sun’s free energy powers blog posts via a transformation of nuclear binding energy to electromagnetic radiation to heat. The photons power the fixing of carbon in CO2 and hydrogen in H2O into C-C/C-H rich organic molecules in plants, which we digest and break back down via a “slow” stepwise combustion in our cell’s cytosols and mitochondria, which “charges” some (ATP) molecular springs, which provide the “umph” that fires the neurons and moves the fingers. Also, any excess energy is stockpiled by the body as fat, so we need to intake less of it or “waste” some of it away on movement to discharge our primary battery and breathe out our weight. It’s been super fun to self-study these topics (which I skipped in high school), and I hope this post was an interesting intro to some of it. Okay great. I’ll now go eat some cookies, because yolo.

Итог Вот и всё. DEXA-сканы сильно зависят от гидратации (которую трудно контролировать), а BIA вообще выдумывает данные, так что нам не удаётся полностью разгадать загадку медленнее ожидаемого похудения. Но в целом поддержание среднего дефицита в 500 ккал в день действительно привело примерно к 60% ожидаемой потери веса за год. Что важнее, мы изучили процесс, посредством которого бесплатная энергия нашего Солнца питает посты в блогах через превращение энергии ядерной связи в электромагнитное излучение и в тепло. Фотоны питают фиксацию углерода из CO2 и водорода из H2O в богатые C–C/C–H органические молекулы в растениях, которые мы перевариваем и расщепляем обратно через «медленное» пошаговое горение в цитозолях и митохондриях наших клеток, что «заряжает» некоторые молекулярные пружины (АТФ), которые дают «толчок», запускающий нейроны и двигающий пальцы. Кроме того, любая избыточная энергия запасается телом в виде жира, так что нам нужно либо потреблять её меньше, либо «растрачивать» её на движение, чтобы разрядить нашу главную батарею и выдохнуть свой вес. Было супер-весело самостоятельно изучить эти темы (которые я пропустил в старшей школе), и я надеюсь, что этот пост был интересным введением в некоторые из них. Ну отлично. Теперь я пойду съем немного печенья, потому что yolo.

(later edits)

(поздние правки)

обсуждение на hacker news мой исходный пост был примерно вдвое длиннее из-за раздела о питании. Поскольку тема того, что есть, всплывала так же часто, как и сколько есть, я включаю сюда краткую выжимку о моей итоговой диете, без 5-страничных подробностей. В примерном порядке важности: Ешьте только с 12 до 20 часов. Не пейте никаких калорий (никакой газировки, алкоголя, соков, избегайте молока). Избегайте сахара как чумы, включая богатые углеводами продукты, которые тут же распадаются до сахара (хлеб, рис, паста, картофель), включая в меньшей степени натуральный сахар (яблоки, бананы, груши и т. д. — мы «вооружили» эти фрукты за последние несколько сотен лет посредством мощного искусственного отбора, превратив их в настоящие шоколадные батончики), ягоды — ~нормально. Избегайте обработанной пищи (следуйте эвристике Майкла Поллана: делать покупки только вдоль внешних стен продуктового магазина, держась подальше от его центра). Из мяса придерживайтесь в основном рыбы и предпочитайте курицу говядине/свинине. Для меня избегание говядины/свинины 1) этическое — это умные крупные животные, 2) экологическое — у них большой экологический след (коровы производят много метана, очень мощного парникового газа), а их содержание ведёт к большой вырубке лесов, 3) связанное со здоровьем — несколько статей указывают на некоторый повод для беспокойства при потреблении красного мяса, и 4) глобально-санитарное — большая доля худших возбудителей инфекционных заболеваний являются зоонозными и перескочили к людям из-за тесной близости со скотом.