Резюме:
Общ преглед

За да се обърне глобалната пандемия на затлъстяването, е необходимо засилено разбиране на енергийната динамика, която стои в основата на проблема. За да се поддържа стабилно телесно тегло, енергийният прием трябва с течение на времето да съвпада или да се равнява на енергийни разходи, концепция, известна като енергиен баланс. Затлъстяването е резултат от положително състояние на енергийния баланс (т.е. когато енергийният прием надвишава енергийните разходи). Последните изследвания обаче показват, че стратегиите за борба със затлъстяването трябва да се фокусират върху енергийния поток (количеството калории, преминаващи през системата), а не само върху енергийния баланс. С други думи, по-лесно е да се поддържа загуба на тегло при по-високи нива на физическа активност. Последните открития показват, че високият енергиен поток, поддържан чрез увеличаване на енергийните разходи, може да подобри метаболитния профил на индивида, без да променя теглото. По-нататъшното разбиране на тази концепция може да помогне при проектирането на интервенции за постигане и поддържане на здравословно тегло.

затлъстяването

Ключови думи

Енергиен баланс, енергиен поток, затлъстяване, метаболитно заболяване

Статия:

Затлъстяването е глобална епидемия и представлява значителна здравна и икономическа тежест.

В миналото се препоръчва интервенциите за отслабване да се фокусират върху намаляване на енергийния прием, въпреки че е призната важността на повишената физическа активност. 17 В проучване сред 421 възрастни със затлъстяване в САЩ само 55% са предприели повишени упражнения като стратегия за отслабване. 18 Въпреки това, проспективно кохортно проучване на 120 877 американски мъже и жени установи, че средният човек наддава 3,35 фунта на всеки 4 години и че най-голямото наддаване на тегло се наблюдава при лица в най-ниския квинтил на физическа активност. 19.

Индустриализацията оказа силно влияние върху физическата активност, предприета в ежедневието. Наблюдава се преминаване от ръчна работа (включително селскостопанска и стокова продукция) към сервизна работа. В САЩ дневните енергийни разходи, свързани с професията, са намалели с повече от 100 калории между 1960 и 2010 г.20 Освен това между 1965 и 2010 г. се наблюдава значително и значително намаляване на времето, отделено от жените за управление на домакинствата. До 2010 г. жените отделят с 25% повече време за използване на медии, базирани на екран, отколкото за управление на домакинството (т.е. готвене, почистване и пране, взети заедно). 21 Едно надлъжно проучване на възрастни китайци установи обратна връзка между моделите на професионална и домашна физическа активност и телесното тегло. 22 Неотдавнашно канадско проучване установи, че притежанието на домакински устройства (напр. Телевизия, кола, компютър) увеличава вероятността от затлъстяване и диабет и това е медиирано отчасти от въздействието върху физическата активност, времето на седене и приема на диетична енергия. 23.

В допълнение към нарастването на поведението в заседнало положение, засилено от „енергоспестяващи“ устройства, урбанизацията и използването на механизиран транспорт доведоха до намаляване на физическата активност. В резултат на субурбанизацията и по-големите училищни квартали децата са склонни да живеят по-далеч от училищата, отколкото през предишните десетилетия. През 1969 г. около 15% от училищните деца на възраст 6–12 години пристигат в училище с личен автомобил; през 2001 г. половината от всички деца в училище са водени на училище. 24 Преглед на дългосрочните тенденции във физическата активност в САЩ установи значително увеличение през последните 50 години на броя на изминатите автомобилни мили на човек, както и увеличаване на дела на населението, живеещо в предградията. Понастоящем се оценяват нови протоколи за изчисляване на оценените енергийни нужди на ниво население и средните коефициенти на физическа активност. 26

Въпреки че не може да се оспори, че повишаването на нивата на затлъстяване е паралелно със спада на физическата активност на популационни нива, клиничните проучвания са по-малко убедителни. Многобройни проучвания показват, че високото ниво на физическа активност е свързано с по-малко наддаване на тегло във времето, докато по-ниските нива на физическа активност са свързани с по-голямо наддаване на тегло във времето. 27–30 Освен това няколко проучвания при деца съобщават за силни обратни връзки между физическата активност и телесния състав. 31,32 Обратно, систематичен преглед на проспективни проучвания при деца стига до заключението, че физическата активност сама по себе си е лош предиктор за увеличаване на затлъстяването. 33 Освен това интерпретацията на проучванията за асоцииране може да е била възпрепятствана от обратната причинно-следствена връзка, т.е. затлъстяването, водещо до по-ниски нива на физическа активност, за разлика от физическото бездействие, водещо до затлъстяване. 34 Следователно има нужда от промяна на парадигмата в разбирането на сложната връзка между физическата активност и затлъстяването.

Използвайки оценки на увеличаването на приема на храна и намаляването на физическата активност от 1971 до 2000 г., е изчислено, че възрастните в САЩ биха имали 30- до 80-кратно увеличение на наддаването на тегло през този период, ако не бяха физическите принципи, които се формират теоретичната основа за енергийния баланс. 36 Например, увеличаването на дневния енергиен прием над еквивалентните енергийни разходи ще доведе с времето до съхранение на енергия и увеличаване на теглото. Увеличаването на теглото ще доведе до повишена скорост на метаболизма в покой (RMR) и увеличени енергийни разходи за преместване на по-голямата маса. Увеличеният процент на разходите в крайна сметка ще достигне еквивалентно ниво на по-високия енергиен прием (като по този начин ще се постигне енергиен баланс), но при общо увеличение на приема и разходите. 42 Общата скорост на движение на енергията се нарича „енергиен поток“. И докато енергийният баланс е връзката между енергийния прием и разход, важно е да се отбележи, че енергийният поток се определя от степента на енергиен прием, разход и съхранение.

Предполага се, че енергийният баланс може да бъде по-лесно постижим при висок енергиен поток. В това състояние енергийният прием е по-тясно свързан с енергийните разходи, като по този начин осигурява физиологично предимство за поддържане на здравословно телесно тегло. 43 През 50-те години, проучване на населението установява, че енергийният прием се увеличава с увеличаване на енергийните разходи само над определено ниво на енергиен поток. По този начин беше поставен хипотезата за праг на разход на енергия за оптимално регулиране на теглото. Под този праг, в така наречената „нерегулирана зона“, приемът на храна се увеличава с намаляването на енергийните разходи (вж Фигура 2). 36,44

Значението на модела за енергийно регулиране е двойно: Първо, моделът предполага, че енергийният баланс и поддържането на стабилно тегло се постигат по-лесно при висок енергиен поток. Второ, висок енергиен поток може да се постигне чрез съпоставяне на висок енергиен прием с еквивалентни високи енергийни разходи или чрез увеличаване на енергийните запаси (увеличаване на теглото). Трябва да се отбележи, че тези две характеристики на модела предполагат, че биологичната система е проектирана да поддържа висок енергиен поток, а увеличаването на енергийните запаси е доста жизнеспособен механизъм за постигане на това ниво на енергия. Обширно проучване показва, че множество и излишни механизми регулират „стремежа“ за енергиен прием. 45 Високият енергиен поток се постига чрез съпоставяне на приема с разходите и/или промяна в съхранението на енергия. Повишаването на теглото е в съответствие с високия енергиен поток, съчетан с ниски енергийни разходи, и от това следва, че опитът да се постигне енергиен баланс при нисък енергиен поток (заседнало поведение, съчетано с ограничаване на храните) не е дългосрочна стратегия за поддържане на теглото.

Ако енергийният баланс се постигне по-лесно при висок енергиен поток, хората, които успешно поддържат енергийния баланс и постигат стабилност на теглото, с времето ще се очаква да бъдат в по-високо състояние на енергиен поток, да поддържат по-високи енергийни разходи, да имат по-високи енергийни разходи в покой (RMR) и да има минимална промяна в телесния състав. Проучване на 10 възрастни възрастни (средна възраст 66 години) установява, че хората с по-висок енергиен поток имат по-висок RMR. 46 В допълнение, проучване на 31 жени в постменопауза на възраст 49–72 години установи положителна връзка между високите разходи за енергия при упражнения и разходите за енергия в покой. 47 Анализ на 430 здрави млади възрастни мъже и жени показа, че за 10-дневен период на наблюдение, когато се коригира за телесно тегло, слабите участници показват най-висок дневен енергиен прием, разходи, RMR и енергийни разходи за физическа активност (приблизително 500 kcal ). 48 В обсервационно проучване, което е проследило 381 здрави възрастни жени и мъже на възраст 21–35 години с ИТМ 20–35 kg/m 2, 49 участниците с промяна на теглото от 1 паунд или по-малко за период от 6 месеца са имали най-високи показатели на калориен прием и разход. 50

Увеличаване на енергийните разходи - въздействие върху здравето и метаболитните заболявания
Не само затлъстяването и физическата активност са взаимосвързани, но те също са част от по-сложен клъстер от поведенчески и метаболитни фенотипи, включително диабет и метаболитен синдром. Следователно енергийният поток оказва влияние не само върху промяната на теглото, но и върху общото здравословно състояние. Предотвратяването на свързаната с възрастта загуба на фитнес намалява смъртността от всички причини, независимо от промяната в теглото. Неадекватни или намаляващи нива на кардиореспираторна годност също са свързани с повишена смъртност от рак при мъжете. 52 Неотдавнашен преглед разкри липса на дългосрочни (> 5 години) данни, доказващи връзката между физическата активност и незаразните заболявания, включително коронарна болест на сърцето, диабет тип 2, болест на Алцхаймер и деменция, но заключи, че физическата активност има положително влияние върху всички тези заболявания. 53 В допълнение, редица проучвания също показват, че инсулиновата резистентност може да се подобри с редовни тренировки, дори без ограничаване на калориите или загуба на тегло. 54–56

Интересен подход към изследването на енергийния поток е да се увеличи енергийният разход чрез записване в програма за упражнения със съпътстващо увеличаване на енергийния прием, като по този начин се увеличава потокът без промяна на теглото. Многобройни проучвания демонстрират подобрения в метаболитните параметри след увеличаване на енергийния поток (вж маса 1). Малко проучване на заседнали възрастни хора на средна възраст (n = 18), установява, че тренировките за ходене положително повлияват инсулиновата чувствителност и маркерите на метаболизма на мазнините. 57 В по-голямото Здраве, фактори на рисковете, семейно проучване за тренировки и генетика (НАСЛЕДСТВО) (n = 596), здрави, заседнали преди това физически упражнения на велоергометри 3 дни в седмицата в продължение на 60 сесии. Въпреки че резултатите бяха силно променливи, бяха наблюдавани подобрения на почти всички гликемични параметри. Проучването заключава, че редовното упражнение може да доведе до устойчиви подобрения в хомеостазата на глюкозата без съпътстваща загуба на тегло. 58 Работа от редица групи показа, че тази стратегия може да доведе до значително намаляване на общите и коремните мазнини при тези, които са със затлъстяване и с диабет тип 2.

Три рандомизирани контролирани проучвания допълнително изследват въздействието на енергийния поток. В първата, 52 затлъстели мъже бяха разпределени на случаен принцип в една от четирите групи: индуцирано отслабване, предизвикано от упражнения загуба на тегло, упражнения с калорична компенсация за поддържане на теглото и контрол и бяха наблюдавани в продължение на 3 месеца. Телесното тегло намалява с 8% и в двете групи за отслабване; сърдечно-съдовата фитнес подобрена с приблизително 16% (стр. 59 Подобно проучване рандомизира 44 жени в пременопауза с коремно затлъстяване към същите четири групи. Намаляването на общите и коремни мазнини в групата за отслабване при упражнения е по-голямо (р 0,05). упражнява група за отслабване (стр. 60 В друго проучване на 24 затлъстели, по-възрастни пациенти (на възраст 50–80 години), групата за отслабване с упражнения показва увеличение на стимулираното от инсулин потискане на глюкозата Ra, мярка за чернодробния инсулин чувствителност, почти три пъти по-голяма от тази на диетата, предизвикана от групата за отслабване. Групата с упражнения с ограничение на калориите също показа значително увеличение на производството на глюкоза на гладно (вж. Фигура 3). 61

Тези открития предполагат, че високият енергиен поток, поддържан чрез участие в упражнения, може да подобри метаболитния профил на индивида със или без промяна на телесното тегло. Комбинацията от тренировки за съпротива и аеробни упражнения изглежда най-ефективна за подобряване на гликемичните параметри. 54,55 Важно е да се отбележи, че дори без промяна в телесното тегло обикновено се наблюдава намаляване на телесната мастна тъкан с увеличаване на нивата на активност - засилване на концепцията, че енергийните разходи или съхранението са жизнеспособно средство за поддържане на висок енергиен поток (вж. Фигура 4).

Енергиен поток и стратегии за борба със затлъстяването
Разбирането на енергийния поток е от решаващо значение за разработването на интервенции за борба със затлъстяването. Намаляването на затлъстяването изисква промяна както на енергийния прием, така и на енергийните разходи. Високите разходи позволяват по-голяма консумация на калории и потенциално осигуряват средство за поддържане на баланс и тегло при управляем дневен прием на калории. Интервенциите, които не се отнасят както до енергийните разходи, така и до приема, са неуспешни в дългосрочен план. 62

За да се разработят интервенции за справяне с проблема със затлъстяването, има нужда от промени в публичната политика, както и от иновативни образователни програми и интервенции в технологичния начин на живот.

Налице е належаща необходимост от финансиране за по-добре проектирани интервенции за упражнения: през 2012 г. Националният институт по здравеопазване (NIH) оценява Националния институт за сърце, белодроб и кръв за разходи за затлъстяване на 836 милиона долара, като разходите се предвиждат да бъдат 2014. 63 Въпреки това от 233 категории на уебсайта си уебсайтът на NIH не посочва разходите за упражнения или физическа активност като категория за финансиране.

Заключение
Нарастването на затлъстяването през последните 5 десетилетия е паралелно с намалените нива на физическа активност. Съвсем наскоро се наблюдава безпрецедентно нарастване на инсулиновата резистентност и свързаните с диабета рискови фактори при деца и юноши. Последните проучвания демонстрират, че разбирането за енергийния поток може не само да подобри загубата на тегло, но и да подобри метаболитните параметри. Интервенциите, които повишават физическата активност, насърчават намаляването на висцералната мастна тъкан и чернодробната инсулинова резистентност, дори когато приемът на калории е увеличен. Всъщност високият енергиен поток, т.е. високият прием на калории и разходите, изглежда оптимална стратегия за поддържане на тегло, като същевременно се подобряват метаболитните стратегии, въпреки че има нужда от големи клинични проучвания, които да потвърдят тези констатации.

Необходимо е да се наблегне повече на двете страни на уравнението на енергийния баланс, когато се опитваме да определим причините за епидемията от затлъстяване и неуспеха на настоящите стратегии за предотвратяване на възстановяването на теглото. Необходимо е също така интервенционни проучвания за по-категорично тестване на метаболитните ефекти на заседналите навици, както и сравняване и сравняване на потенциалните ползи от ежедневната физическа активност без упражнения и структурираното упражнение. Изследванията върху здравните резултати трябва да измерват както затлъстяването/разпределението на мазнините, така и физическата активност/фитнес и да вземат под внимание и двете при анализите. В обобщение, енергийният поток има потенциал да предефинира парадигмите на стратегиите за управление на теглото.

Информация за статията:
Разкриване

Грегъри Хенд, доктор по медицина, и Стивън Н Блеър, PED, получиха неограничен грант за изследвания от The Coca-Cola Company.