Mitől zsíros: Túl sok kalória vagy rossz szénhidrát?

A szigorúan ellenőrzött tanulmányok hamarosan végleges választ adhatnak arra, hogy mi okozza az elhízást - túlzott kalória vagy rossz szénhidrát

Röviden

Ami az elhízás legfontosabb oka: Túl sok étel fogyasztása vagy nem megfelelő étel, különösen könnyen emészthető szénhidrát fogyasztása?
Bár a táplálkozási kutatók úgy gondolják, hogy tudják a választ, a kutatók még soha nem tették meg a kérdést szigorú, tudományos teszten - mindeddig.
A Nutrition Science Initiative által támogatott kutatók hamarosan megválaszolják a kérdést: pontosan ellenőrzik a tesztlétesítményben élő önkéntesek élelmiszer-fogyasztását, majd szigorúan mérik az energiafogyasztást és azt, hogy ez hogyan változik az étrend összetételének különbségeivel.

Iratkozzon fel a Scientific American ingyenes hírlevelére.

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

Miért hízunk meg ennyien? a válasz nyilvánvalónak tűnik. "Az elhízás és a túlsúly alapvető oka", mondja az Egészségügyi Világszervezet, "az energiahiány az elfogyasztott és az elfogyasztott kalóriák között." Leegyszerűsítve: vagy túl sokat eszünk, vagy túl mozgásszegények vagyunk, vagy mindkettő. E logika szerint a fehérjékből, szénhidrátokból vagy zsírokból (a három fő alkotóelem vagy az élelmiszerben lévő „makrotápanyagok”) származó kalóriafelesleg óhatatlanul megpakolja a fontokat. Tehát a megoldás is nyilvánvaló: kevesebbet egyél, többet mozogj.

Ennek a konvencionális gondolkodásmódnak a megkérdőjelezése ugyanolyan magától értetődő. Az Egyél kevesebbet/mozogj többet receptet 40 éve széles körben terjesztenek, és az elhízás előfordulása vagy az egészségtelen testzsír felhalmozódása példátlan szintre emelkedett. Ma az amerikaiak több mint harmada elhízott - több mint kétszerese a 40 évvel ezelőtti aránynak. Világszerte több mint félmilliárd ember elhízott.

A kövéredés mellett több anyagcserezavar is kialakul, például a 2-es típusú cukorbetegség, amelyet hormonális rendellenességek jellemeznek a tápanyagok feldolgozásában és tárolásában, és sokkal gyakoribb elhízott egyéneknél, mint soványaknál.

Az egyre súlyosbodó probléma disszonanciája a látszólag elfogadott megoldás ellenére két lehetőséget kínál. Egyrészt megértésünk arról, hogy miért híznak meg az emberek, helyes, de az elhízottak - genetikai, környezeti vagy viselkedési okokból - nem képesek vagy nem akarnak meggyógyulni. Másodszor, a megértésünk téves, ezért a mindenre kiterjedő tanácsok a dolgok jobbá tételével kapcsolatban is.

Ha a második lehetőség igaz, akkor talán az, ami hízik bennünket, nem az energiahiány, hanem valami inkább hasonlít egy hormonális hibára, egy olyan gondolat, amelyet az európai kutatók a második világháború előtt átfogtak. Ha igen, akkor ennek a hibának az elsődleges gyanús vagy környezeti kiváltó oka az általunk fogyasztott szénhidrátok mennyisége és minősége. Ebben a forgatókönyvben az elhízásról való gondolkodásunk során elkövetett alapvető hibánk az a feltételezés, hogy az ételek energiatartalma - legyen szó avokádóról, steakről, kenyérről vagy szódáról - hízik, és nem az a hatás, amelyet ezek az ételek, különösen a szénhidrátok jelentenek., rendelkezzen a zsír felhalmozódását szabályozó hormonokkal.

Tekintettel arra, hogy a kutatók milyen gyakran nevezik az elhízást az energiaegyensúly zavarának, feltételezhetjük, hogy a koncepciót évtizedekkel ezelőtt szigorúan tesztelték. De megfelelő tudományos ellenőrzés soha nem történt meg. A kísérleteket túl nehéz, ha nem is túl drága volt helyesen elvégezni. És a nyomozók általában úgy gondolták, hogy a válasz nyilvánvaló - túl sokat eszünk -, ezért a kísérleteket nem érte meg az erőfeszítés. Ennek eredményeként korunk legkritikusabb egészségügyi kérdésének - az elhízás, a cukorbetegség és azok szövődményeinek növekvő aránya - tudományos megalapozása továbbra is nagyon nyitott kérdés.

A tudomány és történelmének egy évtizedes tanulmányozása után meggyőződésem, hogy az elhízás ellen csak akkor lehet érdemi előrelépés, ha újragondoljuk és szigorúan teszteljük annak okainak megértését. Tavaly Peter Attia volt sebész és rákkutatóval közösen alapítottam egy nonprofit szervezetet, a Nutrition Science Initiative-ot (NuSI) a végleges bizonyítékok hiányának kezelésére. A texasi Houstonban található Laura és John Arnold Alapítvány támogatásával független tudósokat toboroztunk olyan kísérletek megtervezésére és végrehajtására, amelyek aprólékosan tesztelik az elhízás (és ezzel együtt a súlygyarapodás) versengő hipotéziseit. Az Arnold Alapítvány kötelezettséget vállalt arra, hogy a NuSI jelenlegi kutatási költségvetésének 60% -át és hároméves működési költségeit összesen 40 millió dollárért finanszírozza. A nyomozók követik a bizonyítékokat, bárhová is vezetnek. Ha minden a tervek szerint sikerül, akkor egyértelmű bizonyítékaink lehetnek az elhízás biológiai okaira a következő fél tucat évben.

A hormonhipotézis
Annak megértése, hogy az elhízás hormon hipotézise mitől olyan érdekfeszítő, segít megérteni, hogy hol marad el az energiaegyensúly hipotézise. Az az elképzelés, hogy az elhízást több kalória fogyasztása okozza, mint amennyit állítólag elköltenénk, a termodinamika első törvényéből fakad, amely csupán azt állítja, hogy az energia nem hozható létre és nem semmisíthető meg. A biológia vonatkozásában ez azt jelenti, hogy az organizmus által elfogyasztott energiát vagy hasznos formává kell alakítani (metabolizálni), kiválasztani vagy tárolni. Így, ha több kalóriát veszünk fel, mint amennyit elfogyasztunk vagy kiválasztunk, a felesleget el kell tárolni, ami azt jelenti, hogy kövérebbek és nehezebbek leszünk. Eddig annyira nyilvánvaló. De ez a törvény nem árul el semmit arról, hogy miért veszünk fel több kalóriát, mint amennyit elköltünk, és azt sem, hogy miért tárolják a felesleget zsírként. És ezekre a „miért” kérdésekre kell megválaszolni.

Pontosabban, miért halmozják fel a zsírsejtek a zsírmolekulákat? Ez biológiai kérdés, nem fizika. Miért nem metabolizálódnak ezek a zsírmolekulák, hogy energiát vagy hőt termeljenek? És miért veszik fel a zsírsejtek a test bizonyos területein a túlzott zsírt, másokon viszont nem? Azt mondani, hogy azért teszik, mert a felesleges kalóriákat fogyasztják, nem értelmes válasz.

Ezekre a kérdésekre adott válasz megvizsgálja azt a szerepet, amelyet a hormonok - különösen az inzulin - játszanak a zsírsejtek stimulálásában a különféle sejtekben. Az inzulin kiválasztódik a szénhidrátnak, az úgynevezett glükóznak. Amikor a glükóz mennyisége emelkedik a vérben - mint a szénhidrátban gazdag étkezés elfogyasztása után -, a hasnyálmirigy több inzulint választ ki, amely azon dolgozik, hogy a vércukorszint ne emelkedjen veszélyesen magasra. Az inzulin azt mondja az izom-, szerv- és még a zsírsejteknek is, hogy vegyék fel a glükózt és használják fel üzemanyagként. Azt is megmondja a zsírsejteknek, hogy tárolják a zsírt - beleértve az étkezésből származó zsírt is - későbbi felhasználás céljából. Amíg az inzulinszint magas marad, a zsírsejtek visszatartják a zsírt, és a többi sejt előnyben részesíti a glükóz (és nem a zsír) energiáját.

A fő étrendi glükózforrások a keményítők, szemek és cukrok. (Szénhidrátok hiányában a máj szintetizálja a fehérjéből a glükózt.) Minél könnyebben emészthető a szénhidrát, annál nagyobb és gyorsabb a vércukorszint emelkedése. (Az élelmiszerekben található rost és zsír lelassítja a folyamatot.) Így a finomított szemekben és keményítőkben gazdag étrend nagyobb inzulinszekréciót fog előidézni, mint a nem megfelelő étrend. A cukroknak - például a szacharóznak és a magas fruktóztartalmú kukoricaszirupnak - kulcsszerepük lehet, mert ezek jelentős mennyiségű fruktóz nevű szénhidrátot is tartalmaznak, amelyet főleg a májsejtek metabolizálnak. Bár nem végleges, a kutatások szerint a nagy mennyiségű fruktóz az „inzulinrezisztencia” fontos oka lehet. Amikor a sejtek inzulinrezisztensek, a vércukorszint szabályozásához több inzulinra van szükség. Az eredmény a hormonhipotézis szerint egyre nagyobb hányada annak a napnak, amikor az inzulin a vérben megemelkedik, ami a zsír felhalmozódását eredményezi a zsírsejtekben, ahelyett, hogy a testet táplálná. Mindössze 10 vagy 20 kalória, amelyet minden nap felesleges zsírként tárolnak, évtizedek alatt elhízáshoz vezethet.

A hormonhipotézis arra utal, hogy a csak Ennek a lefelé irányuló spirálnak a megakadályozására és megfordítására, ha megtörténik, az inzulinszint emelésén munkálkodó cukrok és szénhidrátok elkerülése. Ekkor a test természetesen meg fogja csapni a zsírtartalmát, hogy elégesse az üzemanyagot. A logika szerint a szénhidrát-égetésről a zsírégetésre való áttérés akkor is bekövetkezhet, ha az összes elfogyasztott kalória száma változatlan marad. A sejtek elégetik a zsírt, mert a hormonok hatékonyan utasítják őket erre; a test energiafelhasználása emiatt növekszik. A felesleges testzsír elvesztése érdekében e nézet szerint a szénhidrátokat korlátozni kell és helyettesíteni kell, ideális esetben zsírral, amely nem stimulálja az inzulin szekrécióját.

Az elhízásnak ez az alternatív hipotézise azt jelenti, hogy az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség világszerte zajló járványait (amelyek nagyrészt az inzulinrezisztenciából fakadnak) nagyrészt az étrendünkben található szemek és cukrok vezérlik. Ez azt is magában foglalja, hogy e válságok megoldásának első lépése a cukrok elkerülése, valamint a keményítőtartalmú zöldségek és gabonák fogyasztásának korlátozása, nem aggódva azon, hogy mennyit eszünk és mozgunk.

Elfelejtett történelem
A hagyományos bölcsesség nem mindig kedvez a ma uralkodó energia-egyensúlyhiány hipotézisének. A második világháborúig az elhízásért felelős vezető hatóságok (és a legtöbb orvosi szakterület) Európában dolgoztak, és arra a következtetésre jutottak, hogy az elhízást, mint bármely más növekedési rendellenességet, hormonális és szabályozási hiba okozta. Úgy vélték, valami nem stimmel a hormonokkal és az enzimekkel, amelyek befolyásolják a zsír zsírsejtekben történő tárolását.

Gustav von Bergmann német belgyógyász több mint egy évszázaddal ezelőtt kidolgozta az eredeti hipotézist. (Ma a német belgyógyászati társaság legnagyobb megtiszteltetése a Gustav von Bergmann-érem.) Bergmann a „lipofília” kifejezést - a zsír szeretetét - idézte fel, hogy leírja a test különböző szöveteinek a zsír felhalmozásához való affinitását. Ahogy egyes helyeken hajat növesztünk, máshol nem, ugyanúgy zsírokat tárolunk, másutt nem, és ezt a „lipofil hajlamot” - feltételezte - fiziológiai tényezőknek kell szabályozniuk.

A lipofília-koncepció a második világháború után eltűnt, a német nyelv helyett az angol lett a tudományos lingua franca. Eközben a zsírsejtekben a zsírfelhalmozódás szabályozásának és így az elhízás biológiai alapjainak megértéséhez szükséges technológiákat - konkrétan a vér zsírsav- és hormonszintjének pontos mérésére szolgáló technikákat - csak az 1950-es évek végén találták ki.

Az 1960-as évek közepére egyértelmű volt, hogy az inzulin az elsődleges hormon, amely szabályozza a zsírfelhalmozódást, de addigra az elhízást hatékonyan táplálkozási rendellenességnek tekintették, amelyet úgy kell kezelni, hogy az elhízott alanyokat kevesebb kalória fogyasztására ösztönzik vagy arra kényszerítik. Miután a vizsgálatok a vér koleszterinszintjét összekötötték a szívbetegség kockázatával, és a táplálkozási szakemberek a telített zsírt célozták meg elsődleges étkezési rosszként, a hatóságok elkezdték ajánlani az alacsony zsírtartalmú, magas-szénhidrát diéták. Félretették azt az elképzelést, hogy a szénhidrátok elhízást (vagy cukorbetegséget vagy szívbetegséget) okozhatnak.

Mégis, néhány dolgozó orvos elfogadta a szénhidrát/inzulin hipotézist, és diétás könyveket írt, amelyekben azt állították, hogy a kövér emberek fogyaszthatnak annyit, amennyit csak akarnak, mindaddig, amíg kerülik a szénhidrátokat. Mivel a legbefolyásosabb szakértők úgy vélték, hogy az emberek kezdetben elhíznak pontosan mivel annyit ettek, amennyit csak akartak, ezeket a diétás könyveket csalárd munkának tekintették. E szerzők közül a leghíresebb, Robert C. Atkins nem segítette az ügyet azzal, hogy azt állította, hogy telített zsír fogyasztható a szív legnagyobb örömére - homár Newburg, kettős sajtburgerek - mindaddig, amíg elkerülik a szénhidrátokat - ezt a javaslatot sokan egyenértékűnek tartották. orvosi műhiba.

Szigorú kísérletek
Az elmúlt 20 évben jelentős bizonyítékok gyűltek össze, amelyek arra utalnak, hogy ezeknek a diétás orvosoknak igazuk lehetett, hogy a hormonhipotézis életképes magyarázat arra, hogy miért hízunk meg, és hogy az inzulinrezisztencia, amelyet talán az étrendben lévő cukrok vezetnek, alapvető nemcsak a 2-es típusú cukorbetegségben, hanem a szívbetegségben, sőt a rákban is. Ez kritikus fontosságúvá teszi a szénhidrátok és az inzulin szerepének szigorú tesztelését. Mivel a végső cél az elhízás környezeti tényezőinek azonosítása, ideális esetben a kísérleteket a felesleges zsír felhalmozódásához vezető folyamatok tisztázására kell irányítani. Az elhízás kialakulása azonban évtizedekig is eltarthat, ezért a hónapról hónapra történő zsírgyarapodás túl kicsi lehet a kimutatáshoz. Így a NuSI által finanszírozott kutatók első lépése az, hogy teszteljék a versengő hipotéziseket a fogyásról, ami viszonylag gyorsan megtörténhet. Ezek az első eredmények ezután segítenek meghatározni, hogy milyen jövőbeni kísérletekre van szükség a munka mechanizmusainak további tisztázásához, és hogy melyik hipotézis helyes.

Egy kulcsfontosságú kezdeti kísérletet a Columbia Egyetem, az Országos Egészségügyi Intézetek, az Orlandói Florida Kórház – Sanford-Burnham Transzlációs Kutatóintézet és a Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont közösen hajtanak végre, a la Baton Rouge-ban., 16 túlsúlyos és elhízott résztvevőt a kísérlet ideje alatt kutatási létesítményekben helyeznek el, hogy biztosítsák a kalóriafogyasztás és az energiafelhasználás pontos értékelését. Az első szakaszban a résztvevőket az átlagos amerikai étrendhez hasonló táplálékkal táplálják - 50 százalék szénhidrát (15 százalék cukor), 35 százalék zsír és 15 százalék fehérje. A kutatók gondosan manipulálják az elfogyasztott kalóriákat, amíg kiderül, hogy a résztvevők nem híznak és nem veszítenek zsírt. Más szavakkal, az általuk bevitt kalóriák meg fognak egyezni az elfogyasztott kalóriákkal, az anyagcsere-kamrának nevezett eszközben mérve. A második szakaszban az alanyoknak pontosan ugyanannyi kalóriát fogyasztanak, amelyet elfogyasztottak - ugyanannyi ételre és harapnivalóra osztva -, de az összetétel drámaian megváltozik.

Az új étrend teljes szénhidráttartalma rendkívül alacsony - 5 százalékos nagyságrendű -, ami csak a húsban, halban, szárnyasban, tojásban, sajtban, állati zsírban és növényi olajban természetesen előforduló szénhidrátokat, valamint adagokat tartalmaz. zöld leveles zöldségek. Ennek az étrendnek a fehérjetartalma megegyezik annak az étrendnek, amelyet az alanyok kezdetben fogyasztottak - a kalória 15 százaléka. A fennmaradó rész - a kalóriák 80 százaléka - ezekből a valódi élelmiszer-forrásokból származó zsírból áll. Az ötlet nem az, hogy teszteljük, hogy ez az étrend egészséges vagy fenntartható-e egy életen át, hanem az, hogy az inzulinszintet a lehető legrövidebb időn belül a lehető legnagyobb mértékben csökkentsük.

Az értelmes tudományos kísérletek ideális esetben olyan helyzetet teremtenek, amelyben az egymással versengő hipotézisek különböző előrejelzéseket tesznek arra, hogy mi fog történni. Ebben az esetben, ha a zsír felhalmozódását elsősorban az energiahiány okozza, akkor ezeknek az alanyoknak nem szabad fogyniuk és hízniuk, mert pontosan annyi kalóriát fogyasztanak, amennyit elfogyasztanak. Egy ilyen eredmény alátámasztaná a hagyományos bölcsességet - hogy a kalória kalória, függetlenül attól, hogy zsírból, szénhidrátból vagy fehérjéből származik. Ha viszont a makrotápanyag-összetétel befolyásolja a zsír felhalmozódását, akkor ezeknek az alanyoknak a szénhidrát-korlátozott rendszerben mind a súlyukat, mind a zsírjukat el kell veszíteniük, és az energiakiadásuknak növekednie kell, támogatva azt az elképzelést, hogy a szénhidrát kalória hizlalóbb, mint fehérje vagy zsír, feltehetően az inzulinra gyakorolt hatás miatt.

Ennek a szigorú tudományos megközelítésnek az egyik hátránya, hogy elfogadhatatlan kompromisszumok nélkül nem lehet siettetni. Még ez a kísérleti tanulmány is eltart egy év nagyobb részét. Az ambiciózusabb nyomonkövetési vizsgálatok valószínűleg további három évet vesznek igénybe. Amint több forrást gyűjtünk, reméljük, hogy több tesztet támogatunk - többek között közelebbről megvizsgáljuk az egyes cukrok és makrotápanyagok szerepét más rendellenességekben, például cukorbetegségben, rákban és neurológiai állapotokban. Ezen kísérletek egyike sem lesz könnyű, de kivitelezhető.

Az egyik végső cél annak biztosítása a nagyközönség számára, hogy bármilyen diétás tanácsot kap - a fogyásért, az általános egészségért és az elhízás megelőzéséért - szigorú tudományon alapul, nem előítéleteken vagy vak konszenzuson. Az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség nemcsak súlyos terhet jelent a sanyargatott egyének számára, hanem túlterheli egészségügyi rendszerünket és valószínűleg gazdaságunkat is. Nagy szükségünk van arra a fajta egyértelmű bizonyítékra, amelyet a NuSi kísérletek terveznek előállítani, ha küzdeni és megelőzni akarjuk ezeket a rendellenességeket.

Ezt a cikket eredetileg "Melyik fogja meghízni?" Címmel jelent meg. in Scientific American 309, 3, 60-65 (2013. szeptember)