Резюме

Обективен

Ежедневните енергийни разходи се състоят от три компонента: базален метаболизъм, индуцирана от диетата термогенеза и енергийните разходи за физическа активност. Тук се преглеждат данните за индуцираната от диетата термогенеза във връзка с условията за измерване и характеристиките на диетата.

Методи

Условията за измерване включват хранителен статус на субекта, физическа активност и продължителност на наблюдението. Диетичните характеристики са енергийното съдържание и съставът на макроелементите.

Резултати

Повечето проучвания измерват термогенезата, индуцирана от диетата, като увеличаване на енергийните разходи над базовия метаболизъм. Обикновено йерархията в окисляването на макронутриенти в постпрандиалното състояние се отразява по подобен начин в индуцираната от диетата термогенеза, с последователност алкохол, протеини, въглехидрати и мазнини. Смесената диета, консумирана при енергиен баланс, води до индуциран от храната енергиен разход от 5 до 15% от дневните енергийни разходи. Стойностите са по-високи при относително висока консумация на протеини и алкохол и по-ниски при висока консумация на мазнини. Индуцираната от протеини термогенеза има важен ефект върху ситостта.

В заключение, основните детерминанти на индуцираната от диетата термогенеза са енергийното съдържание и протеиновата и алкохолната част на диетата. Протеинът играе ключова роля в регулирането на телесното тегло чрез ситост, свързана с термогенезата, предизвикана от диетата.

Въведение

Диетата, предизвикана от термогенезата (DIT), може да се дефинира като увеличаване на енергийните разходи над нивото на основното гладно, разделено на енергийното съдържание на погълнатата храна и обикновено се изразява като процент. Той е, с базалната скорост на метаболизма и индуцирана от активността термогенеза, един от трите компонента на дневните енергийни разходи. Въпреки че DIT е най-малкият компонент, той може да играе роля в развитието и/или поддържането на затлъстяването. De Jonge и Bray [1] оценяват 49 проучвания, които сравняват DIT при пациенти със затлъстяване и тези, които са слаби. От 29 проучвания, при които субектите със затлъстяване са имали значително по-висок индекс на телесна маса в сравнение с слабите индивиди и двете групи са били добре съпоставени по възраст, 22 проучвания отчитат значително по-нисък DIT при субектите със затлъстяване. Granata и Brandon [2] предполагат, че теорията, че DIT намалява при затлъстяване, изглежда привлекателна и правдоподобна, но несъответстващи констатации продължават да съществуват в литературата и изследванията са разкрили множество недостатъци и опасения относно методите, използвани за измерване и изчисляване на DIT.

Методологичните въпроси включват: подходящо ли е изходното ниво, какво е енергийното съдържание и хранителния състав на консумираната тествана храна, каква е продължителността на периода на измерване след хранене и каква е грешката, свързана с изчисляването на DIT от измерения енергиен разход. Weststrate et al [3] изследват дали повтарящите се измервания варират в зависимост от времето на деня и не откриват значителни дневни вариации в DIT. Повишаването на енергийните разходи след хранене продължава няколко часа и често се счита за напълно прекратено приблизително 10 часа след последното хранене, но все още има аргумент кога е достигнато пост абсорбционното състояние. Рийд и Хил [4] анализираха 131 DIT теста от широк кръг субекти, поглъщащи ястия с различни размери и състав. Всеки тест продължи 6 часа. Те стигнаха до заключението, че DIT е отговор с продължителност повече от 6 часа, особено при затлъстели лица. Много методологични проблеми при измерването на DIT, като избора на размер на хранене и дължината на интервала на измерване, могат да бъдат заобиколени чрез измерване на DIT за 24 часа в дихателна камера [5, 6]. След това свързаните с дейността енергийни разходи се изваждат от 24-часовите енергийни разходи, оставяйки основния метаболизъм и DIT.

Тук акцентът е върху DIT като функция от енергийното съдържание и хранителния състав на консумираната тестова храна и продължителността на периода на измерване след хранене при възрастни пациенти с нормално телесно тегло. Прегледът се основава на литература, публикувана през последните 15 години.

Методи

Експерименталният дизайн на повечето проучвания върху DIT е измерване на енергийния разход в покой преди и след тестово хранене, с вентилирана система на абсорбатора. Наблюдението започва след пост през нощта, където субектите се въздържат да ядат след последното хранене най-късно в 20.00 ч. По този начин, с наблюдения, започващи между 08.00 и 09.00 часа на следващата сутрин, интервалът на гладно е най-малко 12 часа. Измерванията след хранене се извършват в продължение на няколко часа, когато субектите трябва да останат в канцеларски материали, най-често в легнало положение, по време на измерванията. В някои проучвания измерванията са 30 минути с интервали от 15 минути, позволяващи т.е. за санитарни дейности.

Използването на дихателна камера за измерване на DIT има предимството да възпроизвежда повече физиологични условия за по-дълъг период от време, докато редовните ястия се консумират през целия ден [5, 6]. DIT, както се наблюдава в дихателна камера в продължение на 24 часа, се оценява по различни начини: 1) като разлика в 24-часовите енергийни разходи между ден в нахранено състояние и ден в състояние на гладно; 2) като разликата в енергийните разходи през деня, коригирана за вариабилността на спонтанната активност и основния метаболизъм; и 3) като разликата в 24-часовия енергиен разход, коригирана за променливостта на спонтанната активност и основния метаболизъм.

Изследванията върху DIT бяха избрани от Medline. Изследванията бяха избрани, когато беше представена информация за енергийния прием, състава на диетата по отношение на въглехидратите, протеиновите мазнини и алкохола на тестваната храна, продължителността на измерването след хранене и DIT.

Резултати

Отчетената вътрешно-индивидуална вариабилност в DIT, определена със системи с вентилирани качулки, е 6 до 30% [7, 8]. Отчетената вариабилност на DIT в субекта, определена с дихателна камера, е от 43 до 48% [5, 9]. Цифрите за измерванията на дихателната камера са за 24-часовото изчисляване на DIT, както е описано по-горе в метод 3. Метод 2, дневно изчисление на DIT, доведе до интраиндивидуална променливост от 125% [5].

Средният модел на DIT през деня е представен на фигура 1. Данните са от проучване, при което DIT е изчислен чрез начертаване на остатъка от индивидуалната връзка между енергийните разходи и физическата активност във времето, измерена през 30-минутни интервали от 24 -h наблюдение в дихателна камера [10]. Субектите са били 17 жени и 20 мъже. Нивото на метаболизма в покой след събуждане сутрин и непосредствено преди първото хранене се определя като базална скорост на метаболизма. Скоростта на метаболизма в покой не се връща към основната скорост на метаболизма преди обяд в 4 h след закуска или преди вечеря в 5 h след обяд. През нощта базалният метаболизъм е достигнат на 8 часа след консумация на вечеря.

диета

Средният модел на индуцирана от диетата термогенеза през целия ден, изчислен чрез начертаване на остатъка от индивидуалната връзка между енергийните разходи и физическата активност във времето, измерен в интервали от 30 минути от 24-часово наблюдение в дихателна камера. Субектите са 17 жени и 20 мъже [10]: -----, ниво на базален метаболизъм; стрелки, време на хранене.

Петнадесет проучвания върху DIT с информация за енергийния прием, за състава на диетата и за периода на измерване след хранене са избрани от литературата (Таблица 1). Пет проучвания сравняват DIT, измерен със същия протокол при едни и същи субекти, за две или повече диети с различен състав. При алкохола се наблюдава тенденция към повишен DIT, от 7,2 до 8,6% от енергийното съдържание на храненето, когато 22% от енергийното съдържание на едно ястие е заменено за алкохолен аперитив [11]. Във второ проучване, с подобен енергиен обмен с алкохол, се наблюдава значително увеличение на DIT, от 7,1 до 9,0% от енергийното съдържание на храненето [12]. По отношение на протеините се наблюдава тенденция и увеличаване на DIT от 7,1 на 8,3%, когато 20 ен% от храненето се обменят с протеини [12]. Във второ проучване, с подобен енергиен обмен с протеини, се наблюдава значително увеличение на DIT, от 10,5 на 14,6% от енергийното съдържание на храненето [6]. За въглехидрати и мазнини едно проучване не показа ефект [12], едно проучване показа увеличение след обмена на 65 en% мазнини за въглехидрати [13], а едно проучване показа обратното, намаление след обмена на 28 en% мазнини за въглехидрати [14].

За сравнение на DIT между изследванията като функция на хранителния състав на консумираната тествана храна, енергийното съдържание на тестваната храна се разделя на дължината на интервала на измерване след консумация на храна и се изразява в MJ/h. Само три от 22-те проучвания, представени в таблица 1, включват алкохол като хранително вещество и са изключени. В регресионен анализ на останалите 19 проучвания, протеиновата фракция на храната излиза като значим определящ фактор за DIT. Увеличението на протеиновата фракция с един% води до увеличение на DIT с 0,22 ± 0,42% (p

Дискусия

Основният определящ фактор за DIT е енергийното съдържание на храната, последвано от протеиновата фракция на храната. Термичният ефект на алкохола е подобен на термичния ефект на протеина.

Диетата, предизвикана от термогенезата, е свързана със стимулиране на енергоемки процеси по време на постпрандиалния период. Чревната абсорбция на хранителни вещества, началните стъпки на техния метаболизъм и съхранението на усвоените, но не веднага окислени хранителни вещества [15]. Като такова количеството погълната храна, определено количествено като енергийното съдържание на храната, е определящ фактор за DIT. Най-често срещаният начин за изразяване на DIT се извлича от това явление, разликата между енергийните разходи след консумация на храна и базалните енергийни разходи, разделена на скоростта на администриране на хранителна енергия [16].

Теоретично, въз основа на количеството АТФ, необходимо за началните стъпки на метаболизма и съхранението, DIT е различен за всяко хранително вещество. Отчетените стойности на DIT за отделни хранителни вещества са 0 до 3% за мазнините, 5 до 10% за въглехидратите, 20 до 30% за протеините [16] и 10 до 30% за алкохола [6]. При здрави индивиди със смесена диета DIT представлява около 10% от общото количество енергия, погълната за 24 часа. Когато субектът е в енергиен баланс, където приемът е равен на разходите, DIT е 10% от дневните енергийни разходи.

От изследванията, представени в таблица 1, повечето съобщават за DIT стойност под 10% от енергийното съдържание на погълнатата храна. Проучванията, отчитащи стойност на DIT под 10%, измерват DIT като увеличение на енергийните разходи над нивото на основното гладуване за интервал от 4 до 5,5 часа след хранене. Проучванията с по-висока стойност включват проучване с консумация на чист алкохол и проучванията, при които DIT е измерен за 24 часа в дихателна камера. В проучванията на дихателната камера стойностите на DIT се изчисляват като увеличение на енергийните разходи над скоростта на метаболизма в съня, докато други проучвания съобщават, че DIT като увеличение на енергийните разходи над основната скорост на метаболизма. Базалният метаболизъм е с около 5% по-висок от метаболизма в съня [17]. След корекция на стойностите на DIT въз основа на скоростта на метаболизма в съня до увеличаване на енергийните разходи над основния метаболизъм, стойностите в камерата са близки до стойностите от 10% от дневния енергиен прием.

По-високата DIT стойност на алкохола и протеините в сравнение с въглехидратите и мазнините оказва влияние върху ефекта на тези хранителни вещества върху енергийния баланс. Изглежда обаче, че основният ефект върху енергийния баланс не е свързан преди всичко с по-ниската бионаличност на алкохолна и протеинова енергия от тази на мазнините и въглехидратите. Алкохолната енергия е до голяма степен добавка към нормалната диета, но изглежда не влияе положително на енергийния баланс [18]. Протеинът играе ключова роля в регулирането на приема на храна чрез ситост, свързана с DIT [19].

Алкохолът представлява важен компонент на много диети и той допълва, вместо да измества дневния енергиен прием. Доказано е дори, че консумацията на алкохол като аперитив води до по-голям последващ прием без компенсация на приема след това [20]. И все пак приемът на алкохол не увеличава системно телесното тегло. В скорошно проучване беше показано, че субектите с по-висока консумация на алкохол обикновено са по-активни [21]. Това може да е едно от обясненията за липсата на нарастващо телесно тегло чрез допълнителен енергиен прием от алкохол.

Счита се, че основният ефект на протеина върху енергийния баланс е свързаната с DIT ситост. Резултатите от ситост са по-високи по време на хранене с диета с високо съдържание на протеини/високо въглехидрати, както и за 24 часа, отколкото при диета с високо съдържание на мазнини [22]. Наблюдаваната ситост, свързана с DIT, може да се отдаде на високото съдържание на протеини, а не на високото съдържание на въглехидрати в диетата. Постпрандиалната термогенеза е увеличена 100% при диета с високо съдържание на протеини/ниско съдържание на мазнини спрямо диета с високо съдържание на въглехидрати/ниско съдържание на мазнини при здрави индивиди [23]. DIT повишава телесната температура, което може да се превърне в чувство за ситост. Диетите с високо съдържание на протеини са предпочитани за поддържане на тегло, също и след отслабване, като благоприятстват поддържането или възстановяването на обезмаслена маса, чрез намаляване на енергийната ефективност чрез по-висока термогенеза и чрез намаляване на приема чрез повишена ситост [19].

В заключение, основните детерминанти на индуцираната от диетата термогенеза са енергийното съдържание и протеиновата и алкохолната фракция на диетата. Протеинът играе ключова роля в регулирането на телесното тегло чрез ситост, свързана с термогенезата, предизвикана от диетата.

Препратки

de Jonge L, Bray GA: Термичният ефект на храната и затлъстяването: критичен преглед. Obes Res. 1997, 5 (6): 622-31.

Granata GP, Brandon LJ: Термичният ефект на храната и затлъстяването: несъответстващи резултати и методологични вариации. Nutr Rev. 2002, 60 (8): 223-33. 10.1301/002966402320289359.

Weststrate JA: Дневни вариации в скоростта на метаболизма в покой на абсорбция и индуцирана от диетата термогенеза. Am J Clin Nutr. 1989, 50 (5): 908-14.

Reed GW, Hill JO: Измерване на топлинния ефект на храната. Am J Clin Nutr. 1996, 63 (2): 164-9.

Tataranni PA: Термичен ефект на храната при хората: методи и резултати от използването на дихателна камера. Am J Clin Nutr. 1995, 61 (5): 1013-9.

Westerterp KR, Wilson SA, Rolland V: Термогенеза, индуцирана от диета, измерена в продължение на 24 часа в дихателна камера: ефект на диетичния състав. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999, 23 (3): 287-92. 10.1038/sj.ijo.0800810.

Segal KR: Надеждност на измерването на постпрандиалната термогенеза при мъже с три нива на телесна мазнина. Метаболизъм. 1992, 41 (7): 754-62. 10.1016/0026-0495 (92) 90316-3.

Weststrate JA: Скорост на метаболизма в покой и термогенеза, индуцирана от диета: методологична преоценка. Am J Clin Nutr. 1993, 58 (5): 592-601.

Равусин Е: Детерминанти на 24-часовия разход на енергия при човека. Методи и резултати с използване на дихателна камера. J Clin Invest. 1986, 78 (6): 1568-78.

Verboeket-van de Venne WP: Дългосрочни ефекти от консумацията на пълномаслени или намалени мазнини продукти при здрави доброволци без наднормено тегло: оценка на енергийните разходи и окисляването на субстрата. Метаболизъм. 1996, 45 (8): 1004-10.

Weststrate JA: Алкохолът и неговите остри ефекти върху метаболизма в покой и термогенезата, предизвикана от диетата. Br J Nutr. 1990, 64 (2): 413-25.

Raben A: Ястията с подобна енергийна плътност, но богати на протеини, мазнини, въглехидрати или алкохол имат различни ефекти върху разхода на енергия и метаболизма на субстрата, но не и върху апетита и енергийния прием. Am J Clin Nutr. 2003, 77 (1): 91-100.

Labayen I, Forga L, Martinez JA: Окисляване на хранителните вещества и скорост на метаболизма, засегнати от хранене, съдържащо различни пропорции на въглехидрати и мазнини, при здрави млади жени. Eur J Nutr. 1999, 38 (3): 158-66. 10.1007/s003940050057.

Maffeis C: Термогенеза, предизвикана от хранене и затлъстяване: мазната храна е рисков фактор за увеличаване на мазнините при деца? J Clin Endocrinol Metab. 2001, 86 (1): 214-9. 10.1210/jc.86.1.214.

Tappy L: Термичен ефект на храната и активността на симпатиковата нервна система при хората. Reprod Nutr Dev. 1996, 36 (4): 391-7.

Acheson KJ: Влияние на автономната нервна система върху индуцираната от хранителни вещества термогенеза при хората. Хранене. 1993, 9 (4): 373-80.

Goldberg GR: През нощта и базални метаболизми при мъже и жени. Eur J Clin Nutr. 1988, 42 (2): 137-44.

Westerterp KR, Prentice AM, Jequier E: Алкохол и телесно тегло. в здравни проблеми, свързани с консумацията на алкохол. Редактиран от: Macdonald I. 1999, Blackwell Science Ltd, 103-124.

Westerterp-Plantenga MS: Значението на протеините в приема на храна и регулирането на телесното тегло. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2003, 6 (6): 635-8.

Westerterp-Plantenga MS, Verwegen CR: Апетитният ефект на аперитива при хора с наднормено тегло и нормално тегло. Am J Clin Nutr. 1999, 69 (2): 205-12.

Westerterp KR: Прием на алкохолна енергия и обичайна физическа активност при възрастни хора. Br J Nutr. 2004, 91 (1): 149-52. 10.1079/BJN20031013.

Westerterp-Plantenga MS: Ситост, свързана с 24 часа индуцирана от диетата термогенеза по време на диети с високо съдържание на протеини/въглехидрати спрямо диета с високо съдържание на мазнини, измерена в дихателна камера. Eur J Clin Nutr. 1999, 53 (6): 495-502. 10.1038/sj.ejcn.1600782.

Johnston CS, Day CS, Swan PD: Термогенезата след хранене се увеличава 100% при диета с високо съдържание на протеини и ниско съдържание на мазнини спрямо диета с високо съдържание на въглехидрати и ниско съдържание на мазнини при здрави млади жени. J Am Coll Nutr. 2002, 21 (1): 55-61. 10.1016/S0962-6298 (01) 00067-1.

Suter PM, Jequier E, Schutz Y: Ефект на етанола върху разхода на енергия. Am J Physiol. 1994, 266 (4 Pt 2): R1204-12.

Ohnaka M: Продължителните упражнения променят ли термогенезата, предизвикана от диетата? Ann Nutr Metab. 1998, 42 (6): 311-8. 10.1159/000012750.

Sekhar RV, Shetty PS, Kurpad AV: Диета, индуцирана термогенеза с орално и интравенозно хранене при хронично недохранени хора. Indian J Med Res. 1998, 108: 265-71.

Papamandjaris AA, White MD, Jones PJ: Компонентите на общия енергиен разход при здрави млади жени не са засегнати след 14-дневно хранене с триглицериди със средна и дълговерижна верига. Obes Res. 1999, 7 (3): 273-80.

White MD, Papamandjaris AA, Jones PJ: Подобрените енергийни разходи след хранене при хранене със средноверижни мастни киселини се отслабват след 14 дни при жени в пременопауза. Am J Clin Nutr. 1999, 69 (5): 883-9.

Prat-Larquemin L: Сладък вкус на аспартам и захароза: ефекти върху индуцираната от диетата термогенеза. Апетит. 2000, 34 (3): 245-51. 10.1006/приложение.1999.0310.

Piers LS: Влиянието на вида диетични мазнини върху степента на окисление на мазнините след хранене: мононенаситени (зехтин) срещу наситени мазнини (сметана). Int J Obes Relat Metab Disord. 2002, 26 (6): 814-21. 10.1038/sj.ijo.0801993.

Marques-Lopes I, Forga L, Martinez JA. Хранене. 2003, 19 (1): 25-9. 10.1016/S0899-9007 (02) 00950-4.