Az éhezés és a nagyon alacsony kalóriatartalmú étrend hatása a fehérje-energia kölcsönhatásokra sovány és elhízott személyekben

* Dunn Klinikai Táplálkozási Központ, 100 Tennis Court Road, Cambridge, CB2 1QL, Egyesült Királyság.

Absztrakt

1. Bemutatkozás

Bár az éhezés és a hipokalorikus fogyókúra gyakran úgy tekinthető, hogy a bazális anyagcsere (BMR) és az N veszteség progresszív csökkenését eredményezi, kevés információ áll rendelkezésre arról, hogy ezek a változások mennyiben függenek a test kezdeti összetételétől. Ez a cikk kritikusan értékeli a teljes éhezés és a hipokalorikus táplálás során fellépő fehérje-energia kölcsönhatásokat, értékeli a sovány és elhízott alanyok közötti különbségek élettani jelentőségét, és figyelembe veszi a nagyon alacsony kalóriatartalmú étrendben részesülők táplálkozási támogatásának jelentőségét.

2. Korai teljes éhezés

2.1. Energiacsere

Bár az elhúzódó teljes éhezés a bazális metabolikus sebesség (BMR) abszolút csökkenésével jár, az éhezés első 2 napjában a BMR az éjszakai böjt után elért értékekhez képest gyakran kismértékű abszolút növekedést mutat (1.ábra). Mivel ez a változás akkor következik be, amikor a testtömeg és a sovány szövet csökken (2%), a növekedés nagyobb, ha a testtömeghez vagy a sovány testtömeghez viszonyítva fejezzük ki. Már 1907-ben VAN NOORDEN azt írta, hogy "az akut éhezés első napjaiban a test általános anyagcseréje nem csökken". Az anyagcsere sebességének átmeneti növekedése azonban kimaradhatott, mert az eredményeket gyakran összehasonlították az éhezés első napjának végén (az utolsó étkezés óta eltelt 36 órával) végzett mérésekkel.

Más tanulmányokban azért hiányozhatott, mert a méréssorozatból az első étkezés után készült, mint Cetti esetében, akit először egy órával a reggeli után tanulmányoztak (LEHMANN et al., 1983). A BENEDICT által 1915-ben közölt klasszikus gyors kapcsolat az anyagcsere-sebesség kismértékű növekedésével járt, összehasonlítva az éjszakai böjt után kapott értékekkel1.ábra), és számos más klasszikus éhezési tanulmány is így történt az egyes alanyokban. A TAKAHIRA (1925) által vizsgált öt karcsú alany közül négy (a 1.ábra) szintén 6-os növekedést mutatott% korai éhezés során a BMR-ben. Az a személy, aki nem mutatott növekedést, nem végzett mérést az éhezés 2. napján. Az egyének csoportjain végzett újabb vizsgálatok megerősítették a BMR átmeneti korai növekedését (1.ábra). A BMR növekedése oka lehet az ATP energia-egyenértékének növekedése, mivel a test csökkenti a glikogénből nyert energia (73,3 kJ/mol nyert ATP) arányának növekedését, és a zsírból származó arány (79,2 kJ/mol ATP). szerzett) csökken (ELIA és LIVESEY, 1988; 1992), vagy az ATP iránti igény növekedése.

A fokozott glükoneogenezis következtében megnövekedett igény léphet fel (ERIKSSON et al., 1988; FELIG et al., 1969), fokozott triglicerid-zsírsav-ciklus (ELIA et al., 1987; KLEIN et al., 1989), amely a korai éhezés során a BMR 1-2% -át teszi ki, megnövekedett fehérje-amino ciklus, amelyről beszámoltak az éhezés első 3 napján növekedésről (NAIR et al., 1987), és fokozott acetil CoA-keton testciklus. Ez az utolsó ciklus azért következik be, mert a máj az ketil testeket szintetizálja az acetil-Coa-ból (AcCoA), míg más szövetek, például az agy és az izom, a végső oxidáció előtt a keton testeket vissza AcCoA-vá alakítják. Ennek a ciklusnak (az AcCoA-tól a ketontestekig és vissza az AcCoA-ig) energiaköltsége 1 ATP. A korai éhezés során a ketontest termelésének és hasznosulásának aránya (ELIA, 1991), valamint az ATP energiaegyenértéke (ELIA és LIVESEY, 1988; 1992) alapján becslések szerint az ilyen kerékpározás hozzájárulhat a BMR a korai éhezés során.

1. ábra A nyugalmi energiafelhasználás változásai a korai éhezés során, az éjszakai éhezés értékének százalékában kifejezve (100 óránként 12 óránként)

Az energiafelhasználás korai növekedése mellett némi energiaveszteség is tapasztalható keton testek formájában mind a lélegzetben (aceton), mind a vizeletben (3-hidroxi-butirát és acetoacetát és aceton). A sovány alanyok korai éhezése során ez a veszteség körülbelül 3% BMR-nek felel meg (ELIA et al., 1984a; REICHARD et al., 1979). Elhízott személyeknél a veszteség kisebb, de mivel a ketontestek keringő koncentrációja hosszabb ideig tartó éhezés során növekszik, a veszteség is növekszik (REICHARD et al., 1979).

Az első 2-3 napos éhezés után a BMR alacsonyabb lesz, mint egy éjszakai böjt után. Ez a csökkenés részben a metabolikusan aktív sovány szövetek elvesztésének tudható be (az éhezés első 3 napjában kb. 30-35 g N veszteség; sovány alanyban a teljes N test kb. 1,5-2% -a), és részben az anyagcsere-kilogrammonkénti zsírmentes kibocsátás változásaihoz, olyan mechanizmusok által, amelyeket rosszul értenek.

2. ábra A vizelet N kiválasztásának változásai sovány és elhízott alanyok csoportjában (folytonos vonalak = sovány alanyok; n = 12 férfi, n = 12 nő; szaggatott vonalak = elhízott alanyok, n = 12 férfiak, n = 12 nő). A GOSCHKE által szolgáltatott adatok alapján et al. (1975).

2.2. Fehérje anyagcsere

Bár a fehérje oxidációjának sebességét (amely a vizelet N kiválasztásának sebességében tükröződik) tartós éhezés során gyakran csökkentnek tekintik, különösen elhízottaknál (lásd alább), számos tanulmány kimutatta, hogy gyakran átmeneti korai növekedés tapasztalható. A karcsú és elhízott alanyokra példákat mutatunk be 2. ábra, de hasonló változásokat figyeltek meg különféle munkavállalók (pl. VAN NOORDEN, 1907; BENEDICT, 1915; ELIA et al., 1984a; TAKAHIRA, 1925). ELIA et al. (1984a) szerint az N-kiválasztás növekedése nem magyarázható az előformált karbamid elvesztésével, mert a keringő karbamid-koncentráció inkább hajlamos volt növekedni, mint csökkenteni (ELIA et al., 1984a).

Ezért úgy tűnik, hogy a korai éhezés során az aminosav oxidációja valóban átmenetileg megnő. TAKAHIRA (1925) szerint a fehérje eme fokozott oxidációja volt az oka az energiafogyasztás átmeneti növekedésének, amelyet éhező alanyainál tapasztalt. Ez a javaslat azon az előfeltevésen alapult, hogy a katabolizált fehérjék specifikus dinamikus hatása nagyobb, mint a zsír vagy szénhidrát esetében. Érdekes továbbá, hogy az ATP fehérje energia-egyenértéke nagyobb, mint a zsír vagy a szénhidráté (ELIA és LIVESEY, 1988; 1992).

A korai éhezés során a vizeletben talált nitrogénatom nem mindegyike tükrözi a fehérje katabolizmust, mivel egy része a szabad aminosavak, különösen a glutamin katabolizmusának köszönhető. Ennek az aminosavnak nagyobb a koncentrációja a keringésben (0,5-0,7 mmol/l) és az izomban (20-25 mmol/l intracelluláris víz), mint bármely más alfa aminosav koncentrációja, és az izomból felszabadul (valamint több egyéb aminosavak), a korai éhezés során (36-72 óra) jelentősen megnő (ELIA és LUNN, 1989; POZEFSKY et al., 1976).

Az izomban lévő szabad glutamin mennyisége, amely becslések szerint kb. 45 g vagy 15 g glutamin-nitrogént tartalmaz egy 70 kg-os embernél, majdnem a felére csökken 12 és 72 órás éhezés között (MAGNUSSON et al., 1987; ELWYN et al., 1981). Mivel ebben az időszakban a testből körülbelül 28 g N (9-13 g N/d) csökken, a szabad glutamin izomvesztesége a vizelet N-kiválasztásának körülbelül 25% -ának felel meg. Ugyancsak általános tendencia, hogy rövid távú éhezés során más aminosavak elvesznek az izom szabad aminosav-készletéből (MAGNUSSON et al., 1987) (bár egyes aminosavak, például az elágazó láncú aminosavak, amelyeknek csak kis a medence mérete, valóban felhalmozódhatnak az izmokban). Ezen egyéb aminosavak abszolút változásai azonban kicsiek a glutamin veszteségéhez viszonyítva.

Az első 2-3 napos éhezés után a vizelet N kiválasztása csökkenésnek indul és általában a következő éhezési időszak nagy részében folytatódik (bár gyakran előfordul a halandóság előtti emelkedés).

2.3. Fehérje/energia arány

Az N-kiválasztás (mint a fehérje oxidációs indexe) és a BMR aránya változó rövid távú éhezés során, de a több tanulmány eredményén alapuló számítások arra utalnak, hogy ez az arány átmenetileg növekszik az éhezés első 2-3 napjában.

3. Hosszan tartó teljes éhezés

3.1. Testzsír

1. táblázat: A friss szervek százalékos vesztesége éhezés során