Резюме

Затлъстяването е нарастващ проблем с много свързани рискове за здравето и свързаните с това разходи. 1,2 През 1971 до 2000 г. разпространението на затлъстяването в САЩ се е увеличило от 14,5% на 30,9%. 3 В САЩ над 37% от възрастните и почти 17% от младежите са били със затлъстяване през 2009–10. Понастоящем над 1,1 милиарда възрастни по цял свят са с наднормено тегло и 312 милиона от тях са със затлъстяване. 5 Анализът на данните от американското надлъжно проучване (проучване CARDIA) 6 и напречното сечение (NHANES) 7 за определяне на разпределението на наддаването на тегло във времето установи, че средният възрастен в САЩ набира 0,5–1 kg/година. 8 Тази статия ще разгледа концепцията за енергийния баланс и нейното значение за борба с епидемията от затлъстяване.

Концепцията за енергийния баланс

Нарушенията в енергийния баланс причиняват промени в телесната маса, въпреки че сроковете, през които това се случва, варират при отделните индивиди и могат да обяснят големия интердиндивидуален отговор на интервенции за отслабване. Положителният енергиен баланс, при който енергийният прием превишава разходите, води до наддаване на тегло, като 60–80% от полученото наддаване на тегло се дължи на телесните мазнини. 11 При отрицателен енергиен баланс, когато енергийните разходи превишават приема, произтичащата от това загуба на телесна маса също се отчита с 60–80% телесни мазнини.

Обикновено се приема, че енергийният прием и енергийните разходи могат да бъдат независимо модифицирани чрез промени в приема на храна и физическа активност, за да се постигне енергиен баланс. Влагането и разходът на енергия обаче са взаимозависими и се регулират на няколко нива. Това включва сложна физиологична система за контрол, която включва аферентни невронни и хормонални сигнали, достигащи до хипоталамуса, с резултантни еферентни проекции на автономната нервна система, инервираща мускулите, вътрешностите и мастната тъкан. 12 В резултат на този физиологичен контрол компонентите на енергийния прием и разход не могат да се променят без компенсаторни промени в другия. Компонентите на енергийния баланс си влияят взаимно и служат за поддържане на постоянна телесна маса. Например, когато приемът на калории е намален, тялото реагира както чрез стимулиране на глада, така и чрез намаляване на RMR, така че да се изразходва по-малко енергия. 13 По подобен начин, увеличаването на EEact може да доведе до повишен глад или намаляване на физическата активност по друго време през деня. 9 По отношение на енергийния баланс компенсацията в отговор на положителен енергиен баланс изглежда по-слаба от компенсацията в отговор на отрицателния енергиен баланс.

Въпреки тази система за вътрешен контрол, по-голямата част от възрастните наддават с течение на времето. Консумацията на излишна енергия не води до непрекъснато увеличаване на теглото, тъй като увеличаването на теглото е придружено от увеличаване на енергийните разходи, което води до стабилно състояние на енергийния баланс при това ново, малко по-високо телесно тегло. Въпреки това е вероятно това повишено енергийно изискване в крайна сметка да доведе до повишен енергиен прием, създавайки „ефект на тресчотка“, при който малък, постоянен положителен енергиен баланс води до постепенно наддаване на тегло с течение на времето (вж. Фигура 1). 14.

баланс

Данните сочат, че е по-трудно да се поддържа енергийният баланс в съвременната среда, отколкото в миналото. Въпреки това, наддаването на тегло, което действително се е случило през последните десетилетия, е по-малко от това, което се предвижда от промените в енергийния прием и разход. Използвайки оценки за увеличаване на приема на храна и намаляване на физическата активност от 1971 до 2000 г., е изчислено, че възрастните в САЩ са имали степен на положителен енергиен баланс, достатъчен да доведе до 30- до 80-кратно увеличение на наддаването на тегло през този период. Следователно е очевидно, че физиологичните процеси са причинили адаптации, които служат за поддържане на енергийния баланс. 10

Ролята на физическата активност в енергийния баланс

Маса 1:

Проучване NameStudy DesignResultsReference
Проучване на развитието на коронарните артерии при млади възрастни (CARDIA)Проспективно, надлъжно проучване, 3554 мъже, 20 годиниМъжете с висок БК качиха 2,6 по-малко кг (0,15 ИТМ единици/год срещу 0,20 с нисък БК), а жените с висок БК качиха 6,1 по-малко кг (0,17 ИТМ единици/год срещу 0,30) с нисък БАHankinson et al., 2010 6
Финландско кохортно изследване с две близнациКохортно проучване, 146 двойки близнаци, 30 годиниПри 42 двойки близнаци с несъответстваща PA, средното наддаване на тегло от е 5,4 kg по-малко при активните в сравнение с неактивните близнаци (p = 0,003)Waller et al., 2008 24
Надлъжно проучване на Центъра по аеробикаКлинично кохортно проучване, 2501 здрави мъже, 5 годиниЕжедневната PA е била обратно свързана с наддаването на тегло. Преминаването от ниска PA към умерена или висока PA е необходимо за загуба на тегло с течение на времето. Мъжете с първоначално най-ниска PA имат най-голяма полза от увеличаване на активносттаDI Pietro et al., 2004 44
PRIME проучванеНадлъжно кохортно проучване, мъже на възраст 50–59 години, 5 годиниИТМ, е обратно свързан с PA, изразходван за работа и практикуване на развлекателни дейности с висока интензивност. Мъжете, които редовно ходят пеша или карат колело на работа, имат среден BMi с 0,3 kg/m 2 по-нисък от тези, които не изразходват енергия за работаWagner et al., 2001 45
NHANES-I епидемиологично последващо проучванеКохортно проучване, 3515 мъже и 5810 жени на възраст 25–74 години. 10 годиниPA за отдих е в обратна връзка с телесното тегло. Очакваният относителен риск от голямо наддаване на тегло за тези с ниско проучване на PA в сравнение с тези с висок PA е 3,1 при мъжете и 3,8 при женитеУилямсън и др., 199 37
Проект „Здрав работник“Кохортно проучване 1639 мъже 1913 жени служители 2 годиниПовишеното упражнение, или ходене, или активност с висока интензивност, предвижда намаляване на телесното тегло при жени и мъже (съответно 1,76 lb и 1,39 lb за увеличение на всяка сесия седмично)Френски и др., 1994 г. 22
Кохортно проучване на Doetinchem4944 участници в проучването Doetinchem, 5 годиниТези, които са повишили PA, са имали по-малко наддаване на телесно тегло (–280 g). Тези ефекти се запазват (макар и не значително) в продължение на 5 годиниMay et al., 2010 23
EPIC-PANACEAАнализ на напречното сечение, 125 629 мъже и 280 190 жени, 8 годиниРазлика в една категория в индекса на PA е обратно свързана с разлика от 0,18 kg/m 2 в средната BMi при мъжете и 0,31 kg/m 2 при женитеBesson et al., 2009 21

ИТМ = индекс на телесна маса; EPIC-PANACEA = Европейско проспективно разследване на рака и храненето - физическа активност, хранене, алкохол, спиране на тютюнопушенето, хранене извън дома и затлъстяване; NHANES = Национално проучване за здравни и хранителни изследвания; PA = физическа активност. Проспективното епидемиологично проучване на миокарден инфаркт (PRIME) е проспективно проучване, проведено в кохорта от 50 до 59-годишни мъже, за да се оцени приносът на рисковите и генетични фактори за развитието на коронарна болест на сърцето.

Урбанизацията, индустриализацията и използването на механизиран транспорт доведоха до общо намаляване на физическата активност. Докато физическата активност през свободното време остава доста постоянна от 1988 г. насам, 25 физическа активност по отношение на начина на живот значително намалява. Изследване на общност от амиши от стария ред установи, че средният брой стъпки на ден, предприети от мъжете в общността, е 18 425 срещу 14 196 за жените. 26 За разлика от това, в Колорадо средният мъж прави 6 733 стъпки на ден, а средната жена прави 6 384 стъпки на ден, 27 разлика в дневните енергийни разходи от 400–600 kcal на ден. Изчислено е, че през последните 50 години в САЩ дневните енергийни разходи, свързани с окупацията, са намалели с повече от 100 калории, тъй като съвременният начин на живот със заседнал начин на живот изисква много по-малко енергийни разходи, отколкото в миналото.

Тъй като физическата активност намалява, телесното тегло се увеличава, което е придружено от съответно увеличение на енергийните разходи. Всъщност се предполага, че затлъстяването е начинът на тялото да увеличи енергийните разходи за постигане на енергиен баланс във все по-заседналия начин на живот. 10

По отношение на нашето разбиране за енергийния баланс, хората с ниски нива на физическа активност са изложени на по-голям риск от положителен енергиен баланс и затлъстяване в сравнение с тези с по-високи нива на физическа активност. Тези с ниско ниво на физическа активност имат проблеми с постигането на енергиен баланс, тъй като трябва да ограничат храната си, за да съобразят енергийния си прием с ниско ниво на енергийни разходи. Тази хипотеза се подкрепя от данни, които показват, че при ниски нива на физическа активност енергийният прием не се променя бързо и точно, за да отрази промените в разходите, което води до тенденция към напълняване. 28 В проучване на шест мъже с нормално тегло в калориметър с цяла стая, намаляването на нивото на физическа активност от 1,8 на 1,4 х RMR не предизвиква компенсаторно намаляване на апетита или глада, което води до положителен енергиен баланс и наддаване на тегло, разглеждано като нетна печалба в мазнините (вж. фигура 3). 29 Авторите стигат до заключението, че варирането на нивото на активност в седящия диапазон има значителен ефект върху енергийния баланс.

По-малко проучвания са изследвали първичната профилактика на наддаването на тегло като функция от увеличаване на физическата активност, за разлика от загубата на тегло или вторичното наддаване на тегло след намаляване на теглото. За разлика от проучванията, показващи увеличаване на приема на храна за поддържане на енергиен баланс с добавяне на упражнения, проучване предполага, че добавянето на малки количества активност към ежедневния начин на живот намалява наддаването на тегло, което много хора в САЩ изпитват година след година. 30

В обобщение, има явни ползи, свързани с увеличаване на физическата активност сред заседналите. Здравословното тегло се поддържа най-добре при относително високо ниво на физическа активност и висок енергиен прием. Това не означава, че трябва да се забрави необходимостта от контрол на приема на храна. Стратегиите, насочени към увеличаване на енергийните разходи, като същевременно контролират приема на храна, трябва да формират основата на интервенциите за борба със затлъстяването, вместо да се фокусират единствено върху ограничаването на храните.

Стратегии за борба с епидемията от затлъстяване

Обсъдените по-горе данни показват, че стратегиите за намаляване на епидемията от затлъстяване трябва да имат за цел да изтласкат населението в регулираната зона на енергиен баланс, а това може да се постигне чрез увеличаване на физическата активност. Интервенции и препоръки, които не вземат предвид както енергийния прием, така и разходите, са склонни да бъдат неуспешни в борбата със затлъстяването в дългосрочен план. 31 Въпреки това по-голямата част от настоящите интервенции за отслабване поставят акцента върху ограничаването на храната, а не върху енергийния баланс. Режимите, включващи хранителни ограничения, обикновено водят до компенсаторно намаляване на енергийните разходи 32 и увеличаване на глада. 33 Изследване на Националния регистър за контрол на теглото установи, че успешните дългосрочни поддържачи на загуба на тегло (дефинирани като средна загуба на тегло от 30 кг за средно 5,5 години) участват във високи нива на редовна физическа активност. 34

Стратегиите за предотвратяване на наддаване на тегло са по-склонни да бъдат успешни в дългосрочен план в сравнение със стратегии за насърчаване на загуба на тегло, тъй като физиологичните системи, участващи в системата за енергиен баланс, реагират по-силно на отрицателния енергиен баланс, отколкото на предотвратяването на положителен енергиен баланс. 32 Интервенциите за отслабване задействат компенсаторни механизми за поддържане на енергийния баланс. Тъй като загубата на телесна маса води до намаляване на RMR, загубата на тегло с 10% може да доведе до намаляване на калорийните нужди от 170–250 kcal на ден, а 20% загуба на тегло изисква намаляване с 325–480 kcal на ден. 14 Освен това са необходими само малки промени в поведението, за да се предотврати увеличаване на теглото, докато големи промени са необходими, за да се постигне продължителна загуба на тегло.

Ние имаме много по-голям успех в производството на загуба на тегло, отколкото в поддържането му в дългосрочен план. 35 Загубата на тегло може да бъде постигната чрез временни промени в диетата или физическата активност, но дългосрочното поддържане на загуба на тегло изисква постоянни промени както в диетата, така и във физическата активност. Тъй като хората са по-добри в извършването на временни промени, отколкото в постоянните, повечето хора, които постигат цели за отслабване, възвръщат загубеното с течение на времето тегло.

В преглед на дългосрочните резултати от диетите за ограничаване на калориите беше установено, че една трета до две трети от диетите възвръщат повече тегло, отколкото са загубили при диетите си. 36 Следователно е ясно, че настоящите парадигми за контрол на теглото са неуспешни и може да се разработят по-добри стратегии с по-добро разбиране на физиологичните процеси, лежащи в основата на енергийния баланс.

Промяната в енергийния баланс, необходима за предотвратяване на първичното наддаване на тегло, е сравнително малка: подход на математическо моделиране е приложен към моделите на населението в САЩ и стига до заключението, че епидемията от затлъстяване може да се обясни със среден дневен енергиен дисбаланс между приема и разходите от около 10 kcal. 37 Хил изчислява, че средното нарастване на теглото на населението от 0,5 до 1 кг годишно през последните две десетилетия може да се отчете чрез положителен енергиен баланс от 15 kcal на ден. 8 При 90-ия процентил наддаване на тегло това беше 50 kcal на ден. Въз основа на предположението, че излишната енергия се съхранява с 50% ефективност, беше предложено, че чрез намаляване на положителния енергиен баланс със 100 kcal/ден чрез комбинация от намаляване на енергийния прием и увеличаване на физическата активност, наддаване на тегло при 90% от възрастните населението може да бъде предотвратено. Този подход е приложен за деца в САЩ и се стигна до заключението, че постоянните поведенчески промени, средно от 110 до 165 kcal на ден, може да са достатъчни, за да компенсират енергийната разлика. 38

Интервенциите в областта на общественото здраве могат да се възползват от промяната на енергийния баланс чрез използване на конкретна количествено измерима поведенческа цел. Промяната на всяко поведение обаче е трудна и използването на подход с малки промени е полезно за насърчаване на постепенни подобрения, които изграждат самоефективност по пътя. Проспективните проучвания показват, че малките промени в диетата и начина на живот могат да доведат до трайни ефекти върху телесното тегло. 39 Работна група, състояща се от членове на Американското общество за хранене, Института по хранителни технологи и Международния съвет за информация за храните, стигна до заключението, че подходът на малки промени, целящ да помогне на хората да осъзнаят малки промени в начина на живот, би могъл да бъде полезен при справяне със затлъстяването . 40

Въз основа на концепцията за подходите с малки промени, програмата America on the Move се застъпва за ходене с 2000 повече стъпки всеки ден и ядене със 100 kcal по-малко всеки ден (www.americaonthemove.org). Доказано е, че осигуряването на електронни броячи на стъпки (крачкомери) може да увеличи придържането към такъв режим. 41 Доказано е, че интервенцията намалява наддаването на тегло при семейства с деца с наднормено тегло, 19,42 и неговата краткосрочна ефикасност е доказана в проучване на 116 възрастни с наднормено тегло. 43 Такива подходи могат да доведат до резултати без чувството на тежест и ограничения, свързани с по-строги интервенции.

Заключение

Проблемът със затлъстяването в световен мащаб възниква поради малките дисбаланси в енергийния прием и разходи, натрупани с течение на времето. Неуспехът на настоящите интервенции за постигане на някакви значими, дългосрочни резултати в борбата със затлъстяването може да отразява неспособността да се оценят физиологичните процеси, залегнали в основата на енергийния баланс. Новите подходи, които обмислят как функционира системата за енергиен баланс, трябва да заменят съществуващия фокус върху широкото ограничаване на храните и загубата на тегло. Необходимо е да се обучи обществеността относно концепцията за енергиен баланс и да им се помогне да развият когнитивните умения, необходими за противодействие на тенденцията към преяждане и заседнало поведение. Концепцията за регулирани и нерегулирани зони на енергиен баланс може да обясни епидемията от затлъстяване сред все по-заседналото население.

Въпреки това относително малките промени в енергийния прием и разход могат да спрат увеличаването на теглото при повечето хора. Чрез увеличаване на физическата активност сред населението, повече хора ще преминат към регулираната зона на енергиен баланс и в резултат ще имат по-голям контрол върху телесното тегло. Само чрез справяне с превенцията на напълняването може да се обърне епидемията от затлъстяване.

Отчет за финансиране

Поддържа: Публикуването на тази статия е подкрепено от The Coca-Cola Company. Изказаните мнения и мнения са на авторите.