Въведение

Теорията на зададената точка за регулиране на теглото е опит да се обясни защо хората могат да поддържат телесното си тегло на относително стабилно ниво за дълги периоди. Теорията за зададената точка предполага, че телесното тегло се регулира от механизъм за контрол на обратната връзка, за да се поддържа зададено телесно тегло, често пъти по-голямо от такова, което е „предварително определено“ (1).

Искам да изложа своята хипотеза от самото начало на тази статия и след това да разгледам различните точки от данни, идеи и наблюдения, които подкрепят тази хипотеза. Също така ще посоча данни, които биха могли да „прекъснат” хипотезата ми, тъй като искам да използвам това и като упражнение при работа с моята хипотеза и излагане на слаби места.

Формално, ето го: човешкото тяло има безброй адаптивни механизми, които работят ортогонално и синергично, които предпазват от енергиен дисбаланс; тези механизми обаче често са преодолени и не могат да компенсират мощни външни стимули/сигнали. Освен това, различните адаптации в различните тъкани имат съществено значение за това как дадена точка се проявява.

По-неофициално намирам, че Теорията на зададената точка за регулиране на теглото е ограничена до тясна честотна лента и за всички цели и цели не успява да се прояви по смислен начин при повечето хора, живеещи в настоящата среда поради големината и продължителността на сигналите изпратени в човешкото тяло.

Сега нека да разгледам първата част на хипотезата: човешкото тяло има безброй адаптивни механизми, които работят ортогонално и синергично, които предпазват от наддаване и отслабване.

Причини Set Point е истинско нещо

Време е да засадите първото знаме. Съществуват адаптивни механизми, които защитават срещу загуба на тегло, по-конкретно, що се отнася до енергийния баланс и мастната маса.

Съществуват значителни данни в подкрепа на идеята, че съществуват механизми, чрез които човешкото тяло регулира енергийния прием и разход, за да поддържа хомеостазата и да поддържа телесното тегло, и по-специално телесната мастна маса стабилна за сравнително дълги периоди. Искам да подчертая много от тези механизми чрез примери, които да мотивират идеята.

Адаптации към загуба на енергия

Повечето проучвания, които се опитват да модулират енергийния прием и разход и изследват как тялото реагира, не са в състояние да се намесят в хората, без да направят намесата забележима за участниците. Неотдавнашните проучвания обаче използват нов подход, за да се представят някои интересни наблюдения.

Наскоро две статии, публикувани от Ferrannini et al. и Polidori et al. успяха да изчислят количествено адаптивна реакция при прием на храна, която компенсира фармакологично индуцирано увеличение на разхода на калории чрез нетрадиционен метод, разливайки допълнително глюкоза в урината.

Неотдавнашните антихипергилкемични лекарства, инхибитори на SGLT-2, понижават кръвната глюкоза чрез намаляване на скоростта на резорбция на глюкозата в бъбреците на хора с диабет. Това води до около 200 калории на ден, за които участниците не знаят, разливането на глюкоза просто премахва 200 калории на ден химическа енергия от тялото. Това води до първоначална загуба на тегло от 6-10 килограма, което стабилизира извънредното време и в крайна сметка отслабването спира.

тялото

В двете гореспоменати статии авторите са успели да проследят консумацията на храна (енергиен прием) и енергийните разходи. В своите статии авторите демонстрират, че както в краткосрочен, така и в дългосрочен план тази загуба на 200 калории енергия се компенсира от увеличаване на енергийния прием с 200 калории. Това увеличаване на енергийния прием до голяма степен се обяснява с увеличаване на глада. Първоначалната загуба от 6-10 килограма обаче продължава. Това изглежда показва адаптация за енергиен баланс, а не за телесна маса като такава. Което има голямо значение, когато разгледаме цялостния контекст на идеята за Set Point.

Тези данни подкрепят идеята, че тялото има адаптивни механизми, които смекчават промените в енергийните разходи при опити за защита на текущото телесно тегло, главно поради необходимостта от поддържане на енергийния баланс. Изглежда обаче, поне в тези данни не допринася до голяма степен за възстановяване (тези проучвания са краткосрочни и не могат да оценят адекватно този аспект на хипотезата)

Термостатът за мазнини

данните от проучванията за канаглифлозин (инхибитори на SGLT-2) по-горе демонстрират фините, но ефективни, адаптивни механизми, които тялото има на разположение за защита срещу енергиен дисбаланс. В допълнение към това има адаптивни механизми, които защитават срещу промени в мастната маса.

При бозайниците, включително хората, има хормонална ос, която помага за регулиране на телесната мастна маса по начин, който се опитва да задържи мастната маса в тесен диапазон. Колко тясна тази група все още не е изяснена и е спекулация от моя страна на този етап (повече за това по-нататък в статията). Това се нарича адипостат и може да се разглежда като термостат за мазнини. В най-простата си форма тя работи с прости вериги за обратна връзка.

Вашата мастна маса произвежда хормон, известен като лептин. На теория с увеличаване на мастната маса нивата на лептин се увеличават. Тогава това изпраща сигнал до мозъка (по-конкретно, паравентрикуларното ядро ​​на хипоталамуса), който ви казва да ядете по-малко, да се движите повече и да увеличите термогенезата. Когато мастната маса намалее и нивата на лептин спаднат, мозъкът ви получава сигнали за увеличаване на приема на храна и намаляване на активността.
Силата на лептина може да се наблюдава при мишки с липса на лептин или хора, които имат недостиг на лептин. Тези мишки и хората проявяват изключително затлъстял фенотип; може да се обърне с екзогенен лептин. Тези данни подкрепят идеята за механизми за поддържане на телесните мазнини.

Това е повърхностно въведение и по-късно в статията ще обсъдим къде точно се разбива това.

Аз (не) обичам да го преместя, премести го

Работата на Рудолф Лайбел е просветляваща в демонстрирането на един от ключовите механизми за „адаптация“, който се случва за предотвратяване на загуба на тегло или увеличаване на теглото при хората. Неговата работа идентифицира ролята на физическата активност, по-специално термогенезата на активността без упражнения (NEAT). NEAT е по същество разходът на калории, който възниква в даден ден в резултат на неструктурирана, често неволна физическа активност.

Общият метаболизъм на тялото, който обикновено се нарича общ енергиен разход, е сумата от основния метаболизъм (BMR; известен също като енергиен разход в покой), упражняване, термичен ефект на храната и NEAT. В поредица от проучвания (2, 3, 4) д-р Лайбел си поставя за цел да разбере ролята на BMR и промените в NEAT и как те обясняват промяната на теглото при хората, по-специално сред хората, които са загубили големи количества тегло и след това са го спечелили обратно. В тези проучвания д-р Leibel успя да посочи няколко неща: 1) със загуба на тегло BMR намалява и това има малко въздействие върху загубата на тегло, но не беше силен ефект или силно възпроизводим в проучванията; освен това наистина не обяснява голяма част от разликата между хората, които са възстановили отслабналото, и тези, които не са, 2) намаленията на NEAT са много по-голям фактор за възстановяване на теглото и обяснява голяма част от разликата между хората, които са възстановили загубеното тегло и тези, които не го направиха.

Тези данни сочат към факта, че NEAT е механизъм, чрез който тялото може да се защити срещу отскок на теглото. NEAT, макар в някои случаи да се контролира по автономен начин, по същество се контролира от цялостния начин на живот и умишлените действия в съвременната модерна среда.

Диетични изпитания

Възстановяването на теглото е присъщ аспект на диетата за повечето хора, особено при хора, които са участвали в рандомизирани контролирани диети, изследващи ефикасността на отслабването. Например, в 10-годишно последващо проучване на Програмата за профилактика на диабета, възстановяването на теглото беше основно универсално, като интервенциите както при начина на живот, така и при метформин показват възстановяване на теглото (4).

Макар че голяма част от това може да се дължи на липсата на придържане във времето, има също доказателства, че има промяна в скоростта на метаболизма, която съпътства загубата на тегло, което може да допринесе за възстановяване на теглото. В поредица от статии лабораторията на Кевин Хол демонстрира, че след значителна загуба на тегло в предизвикателството Най-голямата загубена, повечето участници възвърнаха теглото си със средно възвръщане от

30 кг за около 5,5 години. Това съвпадна с намаляване на RMR с около 600 kcal/ден в края на началната фаза на отслабване (5). Техните данни обаче показват, че тази промяна в RMR не е свързана с „наблюдаваното отскок на теглото“.

Задайте точки за неуспех

Нашето тяло има еволюционно разработени и запазени системи, които са предназначени да поддържат телесно тегло и тези механизми изглежда имат значими ефекти върху човешкото тяло. Има обаче някои ключови области, които трябва да бъдат взети предвид, когато мислим за тези адаптивни механизми и къде те се разпадат.

Механизмите за зададени точки просто не са достатъчно мощни

По-рано в статията споменахме адипостата и неговата роля в регулирането на мастната маса. Разполагаме с мощни епидемиологични данни в подкрепа на идеята, че адипостатът не защитава от затлъстяване и поддържането на определени телесни мазнини. Процентът на затлъстяването се е покачил през последните 100 години и той следва доста типичен модел, в крак с индустриализацията и преминаването от развиваща се страна към развита страна. Погледнете тенденциите и растежа на затлъстяването в САЩ, Мексико, Индия и Китай през последните 100 години. Данните ясно показват, че мастната маса се увеличава, въпреки ясната биология на лептина и адипостата (отговор на това ще дам в следващите раздели)

Данните за епидемиологията генерират хипотези, интервенционните данни трябва да подкрепят тези данни. Данните от интервенционни проучвания при хора, по-специално при опити за затлъстяване с лептинова терапия, предполагат, че историята с лептина е много по-сложна от обикновения термостат в реалния живот. Въпреки че този механизъм може и помага да се поддържат нивата на телесните мазнини при много бозайници, изглежда, че този механизъм не е достатъчно стабилен, за да поддържа наистина или „коригира“ нивата на телесните мазнини при хората.

При хора без генетичен дефицит на лептин, прилагането на екзогенен лептин (за активиране на сигналните вериги на лептина) не води до силна или значителна загуба на тегло при хората. Вижте тук за много хубав, задълбочен преглед. Резистентността към лептин изглежда вторична и произтичаща от подобни биологични процеси, които създават инсулинова резистентност (напр. Затлъстяване и възпаление). В този случай адаптивните механизми, които съществуват за създаване на „зададена точка“ за телесната мастна маса при хората, не са достатъчно стабилни, за да поддържат зададена телесна мазнина сред силни външни сигнали (отново повече за това в следващите раздели).

Въз основа на последните няколко десетилетия и текущата траектория на наднорменото тегло и нивата на затлъстяване е трудно да се посочи, че Теорията на зададената стойност е съвкупност от достатъчно мощни механизми за поддържане на телесното тегло в настоящата среда, изглежда, че тези механизми на зададени точки вероятно са изпълнени има съвпадение.

Твърде много или твърде дълго

Едно нещо изглежда напълно ясно, адаптивните механизми в тялото, които поддържат телесното тегло, действат в тясна лента. Много от адаптивните механизми работят в рамките на човешкото поведение: повишеният глад и приемът на храна от проучванията с Канаглифлозин подкрепят това.

Както можем да видим обаче от променящия се човешки фенотип, тези механизми са ограничени в това колко мощни могат да бъдат те. Изглежда, че ако сигналите са достатъчно големи и/или достатъчно дълги, те могат да „превъзмогнат“ адаптивните механизми, които тялото има и е напълно ясно, че стимулираните върху хората стимули в момента преобладават тези механизми и способността ни да защитаваме долната зададена точка е компрометирана.

Концептуален модел на диапазон, в който адаптивните механизми поддържат зададен енергиен баланс и диапазон, в който те не го поддържат.

Основните стимули, които са отговорни за покачването на телесната маса, са, в най-доброто ми приближение, липсата на физическа активност и увеличаването на приема на храна.

В развитите и развиващите се страни професионалната, развлекателната и неструктурираната физическа активност намалява в значителна степен през последните 50-70 години. За да приведем някои цифри към това, общият процент на работните места в Съединените щати, които са класифицирани като „умерена физическа активност“ е спаднал от малко под 50% през 1960 г. на под 20% до 2010 г. Общият процент на заседналите работни места се е увеличил от около 15% до 24%. Както за мъжете, така и за жените, общият дневен разход на енергия намалява с почти 200 калории на ден от 1960 г. насам (6).

В Америка дневният енергиен прием на човек се е увеличил

350 kcal/ден за деца и

500 kcal/ден за възрастни въз основа на едно проучване (7).

Намаляването на активността може да е по-важно от увеличаването на калориите, тъй като знаем, че видът стимули и адаптация, които произтичат от упражненията имат голямо значение (повече за това в следващия раздел).

Когато държим тези две точки от данни в съпоставяне, става много ясно, че нашата изградена среда, социално-културни ценностни структури и съвременен начин на живот явно подават по-голям и по-устойчив сигнал, отколкото нашите адаптивни механизми могат да се справят.

Качественото значение в биологията

Когато мислите за зададена точка, е много по-добре да мислите за нея като за динамична променяща се точка на скалата и повече за ниво на затлъстяване, което означава да се каже, че всъщност не става въпрос за тегло * и повече за затлъстяване . За да поставите това в контекст, помислете за адаптацията, която се случва към мускулната маса през целия живот. Ако хипотезата на Set Point за конкретно телесно тегло беше вярна, тогава растежът и поддържането на скелетната мускулна маса при възрастни биха били много по-редки и трудни за постигане, отколкото е.

При повечето възрастни хора добавянето на 2-10 кг мускулна маса за период от 5-20 години не е труден подвиг. Това може да се постигне с доста умерени, но последователни интервенции (напр. Ангажиране в тренировки за съпротива и хранене и достатъчно количество протеин). Доста прилични количества мускулна тъкан могат да се добавят за много по-кратки срокове. Например, в първоначалното проучване Bhasin 1996, здрави, млади мъже са увеличили маса без мазнини приблизително 4,4 lbs (2 kg) за 10 седмична тренировъчна интервенция (8).

Освен това, едно от най-често срещаните неща, които виждаме, е, че жените, които са забременели и раждат деца, често имат за цел да се върнат към първоначалното си телесно тегло. В много случаи жените могат да спечелят

2-4 килограма чиста маса по време на бременност (това означава нетно нарастване на мускулна, костна и/или органна тъкан) (9). По този начин изместена нова зададена точка, базирана на ново по-високо число на чиста маса.

За да върнем това към първата точка в този раздел, по-вероятно е, че адаптивните механизми, които наблюдаваме, са по-вероятно свързани с мастната маса и цялостния енергиен баланс, отколкото са с тегло на конкретна скала *.

Енергиен баланс срещу Масов баланс

Енергийният баланс и балансът на масата са неразривно свързани и положителният енергиен баланс води до положителен баланс на масата и обратно. Обаче видът на промяната на баланса на масата е от значение, тъй като натрупването на мастна маса и натрупването на мускулна маса (или костната маса) често се регулират от различни стимули и сигнали. Изглежда, че видът на тъканите, които се променят, има диференциално въздействие върху общата зададена точка на телесното тегло.

Затварящи мисли

В човешкото тяло има адаптивни механизми (и други видове бозайници и може би дори видове, които не са бозайници), които се защитават срещу енергийния дисбаланс и като следствие от промените в телесната маса. Извън някои ограничени разследвания огромното преобладаване на доказателства показва, че съществуват адаптивни механизми, които се опитват да „принудят“ тялото в състояние на енергиен баланс. Тези принудителни механизми изглежда действат в ограничен обхват и достатъчно големи и/или достатъчно дълги сигнали е вероятно да отменят тези системи. Тези промени в телесната маса зависят от вида на дадените стимули, които могат да имат значително различно въздействие върху зададената точка на телесната маса

* Ето една скорошна статия, която пряко противоречи на моето твърдение тук и данните са интересни, но не съм напълно убеден въз основа на тези данни. Тук има някои проблеми. Съвет на Ерик Трекслер, че ми изпрати този документ и нашите дискусии за него

** Специални благодарности на Zad Chow за неговите мисли, коментари, редакции и прозрения в това парче.