Строго контролирани проучвания може скоро да ни дадат категоричен отговор за това какво причинява затлъстяването - прекомерни калории или грешни въглехидрати

прави

Накратко

  • Коя е по-важната причина за затлъстяването: Яденето на твърде много храна или яденето на грешни видове храна, особено лесно смилаеми въглехидрати?
  • Въпреки че изследователите на храненето смятат, че знаят отговора, изследователите всъщност никога не са поставяли въпроса на строг научен тест - досега.
  • Изследователи, спонсорирани от Nutrition Science Initiative, скоро ще отговорят на въпроса, като прецизно контролират консумацията на храна от доброволци, живеещи в тестово съоръжение и след това стриктно измерват енергийните разходи и как се променят с разликите в състава на диетата.

Регистрирайте се за безплатни бюлетини на Scientific American.

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Регистрация "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Защо толкова много от нас дебелеят? отговорът изглежда очевиден. „Основната причина за затлъстяването и наднорменото тегло“, казва Световната здравна организация, „е енергийният дисбаланс между консумираните и изразходваните калории“. Казано по-просто, или ядем твърде много, или сме твърде заседнали, или и двете. По тази логика всеки излишък от калории - независимо дали от протеини, въглехидрати или мазнини (трите основни компонента или „макроелементи“ в храната) - неизбежно ще се натрупа върху килограмите. Така че решението също е очевидно: яжте по-малко, спортувайте повече.

Причината да се поставя под съмнение това конвенционално мислене е също толкова очевидна. Рецептите за ядене по-малко/преместване повече се разпространяват широко в продължение на 40 години и въпреки това разпространението на затлъстяването или натрупването на нездравословни количества телесни мазнини се е повишило до безпрецедентни нива. Днес повече от една трета от американците се считат за затлъстели - повече от два пъти делът отпреди 40 години. Понастоящем повече от половин милиард души са със затлъстяване.

Освен че ставаме по-дебели, ние развиваме и повече метаболитни нарушения, като диабет тип 2, който се характеризира с хормонални аномалии при обработката и съхранението на хранителни вещества и е много по-често при затлъстели индивиди, отколкото при слаби.

Дисонансът на все по-влошаващия се проблем, въпреки привидно добре приетото решение, предполага две възможности. Едното, разбирането ни защо хората се напълняват е правилно, но тези, които са с наднормено тегло - по генетични, екологични или поведенчески причини - не са в състояние или не желаят да се излекуват. Второ, нашето разбиране е погрешно и следователно е вездесъщият съвет как да подобрим нещата.

Ако вторият вариант е верен, тогава може би това, което ни прави дебели, не е енергиен дисбаланс, а нещо по-близко до хормонален дефект, идея, възприета от европейските изследователи преди Втората световна война. Ако е така, основният заподозрян или причинител на околната среда за този дефект ще бъде количеството и качеството на въглехидратите, които консумираме. При този сценарий една основна грешка, която сме допуснали в мисленето си за затлъстяването, е да приемем, че енергийното съдържание на храните - независимо дали авокадо, пържола, хляб или сода - е това, което ги прави угоени, а не ефектите от тези храни, по-специално въглехидратите, имат хормони, които регулират натрупването на мазнини.

Като се има предвид колко често изследователите наричат ​​затлъстяването като нарушение на енергийния баланс, може да се предположи, че концепцията е била строго тествана преди десетилетия. Но правилно научно проучване никога не се е случило. Експериментите бяха твърде трудни, ако не и твърде скъпи, за да се направят правилно. И следователите обикновено смятаха, че отговорът е очевиден - ядем твърде много - и затова експериментите не си струваха усилията. В резултат на това научната основа на най-критичния здравен проблем в нашата епоха - нарастващите нива на затлъстяване и диабет и техните усложнения - остава много отворен въпрос.

След десетилетие на изучаване на науката и нейната история, аз съм убеден, че значим напредък срещу затлъстяването ще дойде само ако преосмислим и стриктно проверим нашето разбиране за нейната причина. Миналата година, заедно с Питър Атия, бивш хирург и изследовател на рака, съосновах неправителствена организация, Nutrition Science Initiative (NuSI), за да се справя с липсата на категорични доказателства. С подкрепата на фондацията на Лора и Джон Арнолд в Хюстън, Тексас, ние наехме независими учени да проектират и проведат експериментите, които щателно ще тестват конкурентните хипотези за затлъстяването (и в крайна сметка, наддаването на тегло). Фондация Арнолд се ангажира да финансира до 60 процента от текущия бюджет за научни изследвания на NuSI и три години оперативни разходи за общо 40 милиона долара. Разследващите ще следят доказателствата, където и да ги доведат. Ако всичко се получи по план, бихме могли да имаме недвусмислени доказателства за биологичната причина за затлъстяването през следващите половин дузина години.

Хипотезата за хормоните
За да се разбере какво прави хормоналната хипотеза за затлъстяване толкова интригуваща, помага да се разбере къде хипотезата за енергийния баланс не достига. Идеята, че затлъстяването се причинява от консумирането на повече калории, отколкото предполагаме, изразява от първия закон на термодинамиката, който просто заявява, че енергията не може нито да бъде създадена, нито унищожена. Приложено към биологията, това означава, че консумираната от организма енергия трябва да бъде превърната в полезна форма (метаболизирана), отделена или съхранена. По този начин, ако приемаме повече калории, отколкото изразходваме или отделяме, излишъкът трябва да се съхранява, което означава, че ставаме по-дебели и по-тежки. Засега толкова очевидно. Но този закон не ни казва нищо защо приемаме повече калории, отколкото изразходваме, нито пък защо излишъкът се съхранява като мазнина. И именно на тези въпроси „защо“ трябва да се отговори.

По-точно, защо мастните клетки натрупват мастни молекули до излишък? Това е биологичен въпрос, а не физически. Защо тези мастни молекули не се метаболизират вместо това, за да генерират енергия или топлина? И защо мастните клетки поемат излишните мазнини в някои области на тялото, но не и в други? Твърденето, че го правят, защото се консумират излишни калории, не е смислен отговор.

Отговорът на тези въпроси води до разглеждане на ролята, която хормоните, по-специално инсулинът, играят за стимулиране на натрупването на мазнини в различни клетки. Инсулинът се секретира в отговор на вид въглехидрати, наречени глюкоза. Когато количеството глюкоза се повиши в кръвта - както се случва след ядене на богата на въглехидрати храна - панкреасът отделя повече инсулин, който работи, за да предотврати опасно повишаване на нивото на глюкозата в кръвта. Инсулинът казва на мускулите, органите и дори мастните клетки да поемат глюкозата и да я използват за гориво. Той също така казва на мастните клетки да съхраняват мазнини - включително мазнини от храната - за по-късна употреба. Докато нивата на инсулин остават високи, мастните клетки задържат мазнини, а останалите клетки за предпочитане изгарят глюкоза (а не мазнини) за енергия.

Основните хранителни източници на глюкоза са нишестета, зърнените храни и захарите. (При липса на въглехидрати, черният дроб ще синтезира глюкоза от протеини.) Колкото по-лесно смилаеми са въглехидратите, толкова по-голямо и бързо се повишава кръвната глюкоза. (Фибрите и мазнините в храните забавят процеса.) По този начин диетата, богата на рафинирани зърнени храни и нишесте, ще предизвика по-голяма секреция на инсулин, отколкото диета, която не е такава. Захарите - като захароза и високофруктозен царевичен сироп - могат да играят ключова роля, тъй като те също съдържат значителни количества въглехидрати, наречени фруктоза, които се метаболизират най-вече от чернодробните клетки. Въпреки че не е окончателно, изследванията показват, че високите количества фруктоза могат да бъдат важна причина за „инсулинова резистентност“. Когато клетките са устойчиви на инсулин, се изисква повече инсулин за контрол на кръвната захар. Резултатът, според хормоналната хипотеза, е все по-голяма част от деня, когато инсулинът в кръвта се повишава, което води до натрупване на мазнини в мастните клетки, вместо да се използва за захранване на тялото. Само 10 или 20 калории, съхранявани като излишни мазнини всеки ден, могат да доведат в продължение на десетилетия до затлъстяване.

Хормоналната хипотеза предполага, че само начинът да се предотврати появата на тази спирала надолу и да се обърне, когато се случи, е да се избегнат захарите и въглехидратите, които работят за повишаване на нивата на инсулин. Тогава организмът естествено ще докосне запасите си от мазнини, за да изгори гориво. Преминаването от изгаряне на въглехидрати към изгаряне на мазнини, така че логиката върви, може да се случи, дори ако общият брой консумирани калории остане непроменен. Клетките изгарят мазнините, защото хормоните ефективно им казват да го направят; в резултат на това енергийните разходи на тялото се увеличават. За да се загубят излишните телесни мазнини, според това мнение въглехидратите трябва да бъдат ограничени и заменени, в идеалния случай с мазнини, които не стимулират секрецията на инсулин.

Тази алтернативна хипотеза за затлъстяване предполага, че продължаващите световни епидемии от затлъстяване и диабет тип 2 (който произтича до голяма степен от инсулиновата резистентност) са до голяма степен обусловени от зърнените храни и захарите в диетата ни. Това също така предполага, че първата стъпка в решаването на тези кризи е да се избягват захарите и да се ограничи консумацията на нишестени зеленчуци и зърнени храни, без да се притеснявате колко ядем и спортуваме.

Забравена история
Конвенционалната мъдрост не винаги благоприятства хипотезата за енергиен дисбаланс, която преобладава днес. До Втората световна война водещите авторитети в областта на затлъстяването (и повечето медицински дисциплини) са работили в Европа и са стигнали до извода, че затлъстяването е, както всяко друго разстройство на растежа, причинено от хормонален и регулаторен дефект. Те вярвали, че нещо не е наред с хормоните и ензимите, които влияят върху съхраняването на мазнини в мастните клетки.

Густав фон Бергман, германски интернист, разработи оригиналната хипотеза преди повече от век. (Днес най-високата чест, давана от Германското общество по вътрешни болести, е медалът на Густав фон Бергман.) Бергман извика термина „липофилия“ - любов към мазнините - за да опише афинитета на различни телесни тъкани за натрупване на мазнини. Точно както отглеждаме коса на някои места, а не на други, на някои места съхраняваме мазнини, а на други не и тази „липофилна тенденция“, предполага той, трябва да се регулира от физиологични фактори.

Концепцията за липофилия изчезва след Втората световна война със замяната на немски с английски като научна lingua franca. Междувременно технологиите, необходими за разбиране на регулирането на натрупването на мазнини в мастните клетки и по този начин биологичната основа на затлъстяването - по-специално техниките за точно измерване на нивата на мастните киселини и хормоните в кръвта - са измислени едва в края на 50-те години.

Към средата на 60-те години беше ясно, че инсулинът е основният хормон, регулиращ натрупването на мазнини, но дотогава затлъстяването на практика се считаше за хранително разстройство, което се лекува чрез принуждаване или принуждаване на затлъстели лица да ядат по-малко калории. След като проучванията свързват количеството холестерол в кръвта с риска от сърдечни заболявания и диетолозите целят наситените мазнини като основно хранително зло, властите започват да препоръчват нискомаслено, Високо-въглехидратни диети. Идеята, че въглехидратите могат да причинят затлъстяване (или диабет или сърдечни заболявания), беше оставена настрана.

И все пак няколко работещи лекари приеха хипотезата за въглехидратите/инсулина и написаха диетични книги, в които твърдят, че дебелите хора могат да отслабнат, ядейки колкото искат, стига да избягват въглехидратите. Защото най-влиятелните експерти вярваха, че хората първоначално се напълняват точно тъй като ядоха колкото си искаха, тези диетични книги бяха възприемани като измамнически работи. Най-известният от тези автори, Робърт С. Аткинс, не помогна на каузата, твърдейки, че наситените мазнини могат да се ядат за радост на сърцето - омар Нюбург, двойни чийзбургери - стига да се избягват въглехидратите - предложение, което мнозина смятат за равносилно на медицинска грешка.

Строги експерименти
През последните 20 години се натрупаха значителни доказателства, които предполагат, че тези диетични лекари може би са били прави, че хормоналната хипотеза е жизнеспособно обяснение защо се напълняваме и че инсулиновата резистентност, задвижвана може би от захарите в диетата, е основна дефект не само при диабет тип 2, но и при сърдечни заболявания и дори рак. Това прави строго тестване на ролята на въглехидратите и инсулина критично важно. Тъй като крайната цел е да се идентифицират причинителите на затлъстяването в околната среда, в идеалния случай експериментите трябва да бъдат насочени към изясняване на процесите, които водят до натрупване на излишни мазнини. Но затлъстяването може да отнеме десетилетия, за да се развие, така че всяко увеличаване на мазнините от месец на месец може да е твърде малко за откриване. По този начин първата стъпка, която изследователите, финансирани от NuSI, ще предприеме е да тества конкурентните хипотези за загуба на тегло, което може да се случи относително бързо. След това тези първи резултати ще помогнат да се определят какви бъдещи експерименти са необходими за допълнително изясняване на действащите механизми и коя от тези хипотези е правилна.

Ключов първоначален експеримент ще бъде проведен съвместно от изследователи от Колумбийския университет, Националните здравни институти, Флоридската болница – Транслационен изследователски институт „Санфорд-Бърнъм“ в Орландо и Биомедицинския изследователски център в Пенингтън в Батън Руж, Ла. В това пилотно проучване, 16 участници с наднормено тегло и затлъстяване ще бъдат настанени през целия експеримент в изследователски съоръжения, за да осигурят точни оценки на консумацията на калории и енергийните разходи. На първия етап участниците ще бъдат хранени с диета, подобна на тази на средния американец - 50 процента въглехидрати (15 процента захар), 35 процента мазнини и 15 процента протеини. Изследователите внимателно ще манипулират консумираните калории, докато стане ясно, че участниците нито печелят, нито губят мазнини. С други думи, приетите калории ще съответстват на изразходваните калории, измерено в устройство, наречено метаболитна камера. За втори етап субектите ще бъдат хранени с диета с точно същия брой калории, които са консумирали - разпределени върху същия брой хранения и закуски, но съставът ще се промени драстично.

Общото съдържание на въглехидрати в новата диета ще бъде изключително ниско - от порядъка на 5 процента, което означава само въглехидратите, които се срещат естествено в месото, рибата, птиците, яйцата, сиренето, животинските мазнини и растителното масло, заедно с порции от зелени листни зеленчуци. Съдържанието на протеини в тази диета ще съответства на това в диетата, която субектите са яли първоначално - 15 процента от калориите. Останалата част - 80 процента от калориите - ще се състои от мазнини от тези истински хранителни източници. Идеята не е да се тества дали тази диета е здравословна или устойчива за цял живот, а да се използва за намаляване на нивата на инсулин с най-голямо количество за най-кратко време.

Смислените научни експерименти в идеалния случай създават ситуация, при която конкуриращите се хипотези правят различни прогнози за това какво ще се случи. В този случай, ако натрупването на мазнини се обуславя предимно от енергиен дисбаланс, тези субекти не трябва нито да губят, нито да наддават на тегло, защото ще ядат точно толкова калории, колкото изразходват. Подобен резултат би подкрепил конвенционалната мъдрост - че калорията е калория, независимо дали идва от мазнини, въглехидрати или протеини. Ако, от друга страна, съставът на макроелементите влияе върху натрупването на мазнини, тогава тези субекти трябва да губят както тегло, така и мазнини в режим с ограничен въглехидрати и енергийният им разход трябва да се увеличи, подкрепяйки идеята, че калория въглехидрати е по-угоена от тази от протеини или мазнини, вероятно поради ефекта върху инсулина.

Един недостатък на този строг научен подход е, че не може да се прибързва, без да се правят неприемливи компромиси. Дори това пилотно проучване ще отнеме по-голямата част от една година. По-амбициозните последващи изпитвания вероятно ще отнемат още три години. С набирането на повече средства се надяваме да подкрепим повече тестове - включително по-подробен поглед върху ролята, която конкретните захари и макронутриенти имат върху други заболявания, като диабет, рак и неврологични състояния. Нито един от тези експерименти няма да е лесен, но е осъществим.

Крайната цел е да се увери широката общественост, че каквито и диетични съвети, които получава - за отслабване, цялостно здраве и профилактика на затлъстяването - се основава на строга наука, а не на предубеждения или сляп консенсус. Затлъстяването и диабет тип 2 са не само сериозна тежест за засегнатите лица, но преобладават нашата здравна система и вероятно и нашата икономика. Отчаяно се нуждаем от вида недвусмислени доказателства, които NuSi експериментите са предназначени да генерират, ако ще се борим и предотвратяваме тези нарушения.

Тази статия първоначално е публикувана със заглавие „Кой ще ви напълнее?“ в Scientific American 309, 3, 60-65 (септември 2013 г.)