Az ősdiétákkal való összehasonlítás szerint a sűrű acelluláris szénhidrátok elősegítik a gyulladásos mikrobiotát, és ezek lehetnek a leptinrezisztencia és az elhízás elsődleges étrendi okai.

Absztrakt

Bevezetés

Egy olyan jelenség bonyolultsága miatt, mint az elhízás, elkerülhetetlen, hogy a legtöbb tanulmány „alulról felfelé építkező” megközelítést alkalmazzon, és azon dolgozik, hogy részletesen megismerje a vélhetően érintett rendszereket. Az ilyen részletes ismeretek működő egészbe történő összegyűjtése során természetes a mérték, amely megfelel az uralkodó nézeteknek, mivel a kutatók részletesen dolgoznak a rejtvény részén, és igyekeznek integrálni ezt a munkát a meglévő ismeretek hálózatába. Az alulról felfelé építkező megközelítések nem alkalmasak a megértés gyors paradigmaváltására, mivel minden újszerű hozzájárulás növekményes előrelépés. Különösen igaz ez az elhízás étrendi okainak és a nyugati betegségeknek a kutatásában, ahol a rossz ok felvetése és ennek alapján a széles körű étrendi változások támogatása az epidemiológiai helyzet jelentős romlásához vezethet.

Mivel az elhízás és a cukorbetegség előfordulása és súlyossága valóban zavaró ütemben fordul elő, ideje megfontolni annak lehetőségét, hogy az étkezési zsír elsődleges okaként való szerepeltetése és annak minimalizálása szorgalmazza alapvető hiba, annak ellenére, hogy számos bizonyíték támasztja alá a mechanizmust. a magas zsírtartalmú étrend elhízást okozhat.

Jelen tanulmány az elhízás „felülről lefelé” megközelítését próbálja meg, és olyan hipotézist ad meg, amely nemcsak a rendelkezésre álló részletes mechanizmusokkal, hanem a legzavaróbb, széles körben megfigyelt étrendi jelenségekkel is összhangban áll. Összehasonlítva az „ősdiétákat”, amelyek úgy tűnik, hogy elősegítik az univerzálisan hatékony homeosztatikus energiaegyensúlyt, és a nyugati étrendeket, éles körvonalazódás tapasztalható a nyugati élelmiszerekben található szénhidrátok arányos tömegében a sejtes növényi élelmiszerek bezárt alacsony szénhidrát-sűrűségében. Mivel ez a jellemző nem korrelál a glikémiás indexel, az elsődleges „szerv”, amelyet valószínűleg közvetlenül érintenek az ilyen luminalis koncentrációváltozások, és amely már érintett a leptinrezisztenciában és az elhízásban, a gyomor-bélrendszeri (GI) mikrobiota.

A hipotézis háttere

Energia homeosztázis nyugati ételek hiányában

Asztal 1

A táplálkozás átmenetének áttekintése: elhízás és „nyugati ételek”

Jegyzet: -, -/+, +, ++, +++ és ++++: Az acelluláris ételek vagy gabonafélék hozzávetőleges hozzájárulása az étrendhez, a „hiányzó” (-) besorolás alapján az étrend fő alkotóeleméhez (+++ +).

Azok a populációk, amelyek átálltak a nyugatias étrendre, változatlanul kifejlesztették a nyugati anyagcserebetegségeket, 1,34, miközben a magas fizikai aktivitás fenntartása mellett, úgy tűnik, csak bizonyos fokú védelmet nyújtanak az elhízással szemben, 35,36, amint az várható lenne, ha a homeosztatikus beállítási pont zavara bekövetkezne. felelős. Nem valószínű, hogy a környezeti tényezők kedvezőtlen időkben is a kalória-korlátozás hatékony érvényesítésével befolyásolhatják a túlsúly hiányát a nem nyugatiasodott populációkban, és az ilyen valószínűtlen állandó élelmiszerhiány vagy fokozott fizikai megterhelés nem lenne elegendő magyarázat a drámai a vadászó-gyűjtögetőknél és a nem gabonafélékkel rendelkező kertészeknél észlelt különböző leptinszintek, amelyek a paraguayi Ache esetében lényegesen alacsonyabbak, mint a nyugati távfutóknál, az utóbbiak alacsonyabb adipozitása ellenére.13

Ezenkívül a táplálkozásban még a nyugati hatások kis mértékű befolyásolása is jelentősen káros hatással van a metabolikus és fiziológiai markerekre, gyakran jelentős életmódbeli változások előtt.15,26 Lindeberg részletesen áttekinti az egészség és az ősi vagy nyugati étrend kapcsolatát. a nyugati étrend és az életmód hatása legalábbis részben visszafordíthatónak tűnik. Kimutatták, hogy a diabéteszes ausztrál őslakosok anyagcsere-egészségi állapota jelentősen javul, ha a vadászó-gyűjtögető életmódhoz és étrendhez való visszatérés még 7 hétig is megtörtént. 38 Ezenkívül a nyugatiak számára is kimutatták, hogy részesülnek a hasonló étrendi változásokban.

Gabona nélküli teljes étel-diéta: korai eredmények a nyugatiaknál

A teljes kiőrlésű gabonák egészségesebbek, mint a finomított gabonák, 39 mégis az iparosodott társadalmakban a gabonafogyasztási szokások összehasonlítása azt jelzi, hogy a finomított szemek teljes kiőrlésű gabonákkal való helyettesítése csak szerény javulást eredményez az egészség terén.40 Ezek a tanulmányok elkerülhetetlenül összehasonlítják a gabonafogyasztás különböző mintáit szinte univerzális liszt, cukor, finomított keményítők és olajok háttere a modern étrendben. A táplálkozási átmenetek során tapasztalt egészségügyi minták azt jelzik, hogy az elhízás, a cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek jellemző inkubációs periódusokkal rendelkeznek, de a nyugati ételek megérkezése előtt gyakorlatilag hiányoztak.18,21,37 A nyugati étkezésben szenvedő populációban a „nyugati betegség” előfordulásának egyéni változékonysága az ételeket genetikai és egyéb tényezők befolyásolják, de főként ezeket a másodlagos tényezőket vizsgálnák az iparosodott populációk epidemiológiája, ha az anyagcserezavarok kiváltó okai már jelen lennének az egész populációban.

A nem nyugati populációk táplálkozási szokásaiból származó bizonyítékok és a modern paleolit étrend kezdeti megállapításai alapján a gabonafélék és a finomított ételek a nyugati elhízás problémájának lehetséges étrendi okaként szerepelnek. Feltételezik, hogy a gabona-szemes lektinek inzulinreceptora, epidermális növekedési faktor-receptorai vagy interleukin-2-receptor-aktivitásai felelősek lehetnek a leptinrezisztencia előidézéséért; 46 ez a cikk egy alternatív vagy kiegészítő mechanizmust javasol, amely széles körben alkalmazható szinte az összes nyugati ételre.

Élelmezéssel összefüggő gyulladás és elhízás

Úgy tűnik, hogy a különböző monoszacharidok különböző gyulladásprofilokat és PAMP-transzlokációt eredményeznek. Azoknál az egereknél, akiknek a chow-étrendjét 30% -os glükóz-oldattal egészítették ki, nagyobb súlygyarapodás és zsigeri zsírosodás volt tapasztalható, de a májportál LPS-koncentrációja nem változott jelentősen. Ezzel szemben a fruktóz kisebb mértékű adipozitás-változásokat eredményezett, de a májgyulladás markánsan rosszabb markereit, és jelentősen megemelkedett az LPS májportálját. hozzájárul az alkoholmentes zsírmájbetegséghez.

Az is ismert, hogy a GI mikrobiota képes felhasználni a rostot is, hogy befolyásolja a bélből történő energiafelvétel hatékonyságát, amelyről sok tanulmány készült (a Backhed áttekintette) .77 A rost felszívódó rövid láncúvá történő fermentálásával. a zsírsavak, a vastagbél baktériumok képesek energiát biztosítani a rostból a gazdának, amely egyébként nem lenne elérhető, és befolyásolják a GPR41 és GPR43 receptorokon keresztüli jelátvitelt. Annak ellenére, hogy a nyugati étrendben csökken a rostbevitel, a fermentálható rostmechanizmusok jelentősége az elhízás szempontjából megkérdőjelezhető. A nyugati étrendhez kiegészítő rost hozzáadását alaposan tanulmányozták, anélkül, hogy a rostok nagyságrendjének javulása szükséges ahhoz, hogy az ősi és a modern étrend közötti ok-okozati különbség jelentős részét képviselje.78 Miközben az erjeszthető rostok képesek bizonyos változásokat vastagbél gyomor-bél mikrobiota, ezek valószínűleg nem valószínű, hogy hasznos beavatkozást jelentenének elhízás vagy anyagcsere-betegség esetén.

Az étkezési zsír súlyosbítja, de nem az emberi elhízás elsődleges oka

Nem kérdés, hogy a zsírnak van-e szerepe az elhízásban. A fent tárgyalt rágcsálók étrendje által kiváltott elhízási modellek túlnyomórészt magas zsírtartalmú csirkék felhasználásával eredményezik hatásukat, amelyek az étkezési zsír 72% -ának (zsír- és kukoricaolaj) arányának kb. 2,7-szeres növekedését eredményezték a keringő LPS-ben, míg A 40% zsírtartalmú csirkék 1,4-szeres változásokat produkáltak az LPS-ben.79 Kimutatták azt is, hogy a különböző zsírsavtartalmú étrendek képesek differenciáltan előállítani az endotoxémiát és a gyulladásos folyamatok komplex mintáit. 80 A telített zsírsavak maguk is képesek aktiválni az LPS-receptort TLR4; ehhez úgy tűnik, hogy a magas mikromoláris tartományban szükséges a koncentráció.81–83 Ezek az adatok összhangban állnak az 1970-es évek vége óta tartó táplálkozási meggyőződés domináns testével, miszerint az étkezési zsírok túlfogyasztása az ipari világ egyik elsődleges táplálkozási problémája. Az étkezési zsír elítélése ellenére összegyűjtött összes mechanikus bizonyíték ellenére két tágabb szempont mégis arra utal, hogy a zsír valószínűleg nem a legmegfelelőbb tényező az emberi elhízás és a metabolikus szindróma szempontjából.

Először is, ha az étkezési zsír lenne az elsődleges meghatározója a leptinrezisztenciának az embereknél, akkor azt lehetne várni, hogy az alacsony zsírtartalmú étrend jelentős spontán súlycsökkenést eredményez az elhízottaknál. Az étkezési zsírbevitel csökkentése jelentősen csökkentené a vagális és a központi leptin rezisztenciát, korrigálná az étvágyat és az energiafogyasztás „alapértékét”, növelné a jóllakottság jeleinek hatékonyságát, csökkentené az étvágyat és korrigálná az anyagcsere markereit. Ehelyett azonban inkább az alacsony szénhidráttartalmú étrend okozza a legnagyobb fogyást az ad libitum étrendben, míg az alacsony zsírtartalmú ad libitum étrend kevésbé jól teljesít, és kevésbé javítja az anyagcsere markereit. 84–88 Az alacsony zsírtartalmú diéták alacsony szénhidráttartalmú étrendként csak akkor, ha a kalória-korlátozás mindkét rendszerben érvényesül. 89,90 Egy nemrégiben végzett „körültekintő”, csökkentett zsírtartalmú étrend tanulmánya 38% -kal csökkentette az endotoxin aktivitását.91 Azonban annak ellenére, hogy hasonló mintaméretű volt néhány paleolit diétás tanulmány szerint nem volt szignifikáns különbség a vércukorszintben vagy az inzulinszintben a „körültekintő” étrend és az olyan zsírtartalmú étrend között, amely 71% -kal növelte a keringő endotoxin aktivitást, összhangban a zsírcsökkentés szerény anyagcseréjével, 88

A táplálékzsír elleni második szempont az ősdiéták bizonyítéka, ahol egyes populációk történelmileg magas húst és/vagy zsírt fogyasztottak, mások pedig magas szénhidrátot fogyasztottak, de túlsúlyos vagy rossz anyagcsere-egészségügyi jelzőket nem jelentettek (lásd 1. táblázat). Hasonlóképpen, a modern vadászó-gyűjtögetőknek sem az anyagcsere-egészségük, sem a túlsúlyos kimenetelük nincs zsír- vagy szénhidrátfogyasztás alapján, 32,33, ami várhatóan nyilvánvaló lesz, ha az egyik ilyen makrotápanyag egyszerű megnövekedett aránya az elhízás elsődleges oka.

Ezek a megfigyelések összhangban vannak azzal a tényezővel, amely a nyugatias élelmiszerekben található, amelyek felelősek az elhízásért, és a feldolgozatlan élelmiszerek makroelem-aránya nem rendelkezik obesogén hatással.

Háttér-összefoglalás

Az étkezési zsír növelése a nyugati étrendben elhízást okozhat. Az alacsony szénhidráttartalmú étrend hatása és az alacsony zsírtartalmú étrend nem megfelelő ad libitum fogyás és anyagcsere-hatásának megfeleltetése azt jelzi, hogy a szénhidrátok valahogy központi szerepet játszanak a leptin-rezisztencia elindítóiként az emberekben. A kitavani szigetlakók, az anyagcsere szempontjából legegészségesebb, eddig vizsgált populációk azonban magas glikémiás indexű, magas szénhidráttartalmú étrendet fogyasztanak keményítőtartalmú gumók és gyümölcsök kapcsán. Az elhízás egységes elméletének (valahogy) összhangban kell lennie mindezekkel a megfigyelésekkel.

A hipotézis

Szénhidrát sűrűség és az étrenddel összefüggő gyulladás

A modern elhízás-járvány okának megtalálásához meg kell keresni a modern ételek azon tulajdonságait, amelyek zavarják a homeosztatikus energia alapértékét. A nyugati élelmiszerek őslakos populációkra gyakorolt negatív hatásainak egyetemessége azt jelzi, hogy ezeknek a tulajdonságoknak hasonlóan el kell terjedniük a modern élelmiszerekben is.

Az ősi ételek szénhidrát-sűrűsége egyértelműen alacsonyabb, mint a nyugatias étrendé. (A) Az élelmiszerek széles választékának szénhidrát-sűrűsége (a rost kivételével) a szénhidrát-sűrűség csökkenő sorrendjében (az USDA adatai) .1122 A modern élelmiszerek (szürke sávok) azok, amelyek finomításon vagy szárításon estek át, vagy gabonából származnak. Az „ősi” ételek (fehér oszlopok) a húsok, tojás, hal, diófélék, gyümölcsök, gumók és leveles zöldségek kategóriájába tartozó feldolgozatlan teljes ételek. (B) A modern és az ősi ételek szénhidrát- és kalóriasűrűsége. Egyes ősi ételek kalóriasűrűsége olyan magas, mint a modern ételeké, nevezetesen a húsok és a diófélék. (C) Szénhidrát-sűrűség és glikémiás index a modern és az ősök ételeiben. Ismét nincs különbség a két élelmiszercsoport között, és nincs összefüggés a szénhidrát sűrűsége és az általa kiváltott vércukorszint válasz jellege között.

Az 1B. Ábra azt mutatja, hogy az ős ételek tápanyag-sűrűsége nagy mértékben átfedésben van a modern élelmiszerekéivel, a diófélék, a húsok és a tojások tápanyag-sűrűsége nagyobb, de továbbra is alacsony a szénhidrát-sűrűség. Az 1C. Ábra a glikémiás index hasonló átfedését mutatja az ősök és a modern élelmiszerek között, amelyekre vonatkozóan rendelkezésre álltak adatok5, a szénhidrát-sűrűség és a glikémiás index között kevés összefüggés van. Ezért az ősdiéták a szénhidrát-sűrűség tekintetében erősen különböznek a modern étrendektől, de sem tápanyagsűrűség, sem glikémiás index alapján.

Ha a gyulladásos mikrobiota megvan, a finomított étkezési zsírok és olajok fogyasztása kettős ütést érhet el, ha növeli a gyulladásos PAMP-k felszívódását, beleértve az LPS-t is a keringésbe (2. ábra), vagy stabilizálja és megőrzi magát a gyulladásos mikrobiotát. Ez mind az acelluláris szénhidrátokban, mind a zsírokban gazdag étrendet rendkívül obezogénvé tenné, elősegítve a hiperfágia önfenntartó ciklusát olyan környezetben, ahol az ilyen ételek bőségesek. Az összes acelluláris szénhidrát visszavonása esetén javasoljuk a GI mikrobióta visszatérését egy kevésbé gyulladásos formába, amely megfelel az evolúciós tapasztalatainknak, és sokkal ellenállóbb az étrendi zsírok súlyosbító hatásaival szemben, összhangban a patkányokban tapasztalt fruktóz és zsírok kölcsönhatásával. 96 Az ősnépek egészségügyi jelzőinek érzékenységétől a nyugati ételek akár kis hatásaihoz képest is, 15,26 nemlineáris összefüggés állhat fenn az étrenddel összefüggő gyulladás mértéke és az étrendben lévő acelluláris szénhidrát mennyisége között, még kis mennyiségű cukorral is vagy liszt, amely képes jelentős leptinrezisztenciát produkálni. Ezt valószínűleg befolyásolja az étkezési zsírok koncentrációja és jellege, valamint az öröklődő tényezők is.

A hipotézis vázlata.

Megjegyzések: A modern élelmiszerek acellulárisan sűrű szénhidrátjai a gyulladásos mikrobiota előállítását javasolják a szájtól kezdve, kezdetben parodontális betegséget okozva. A vékonybelet lipopoliszacharidnak (LPS) és más, a szájüregi mikrobiotából származó patogénnel társult molekuláris mintázatoknak (PAMP) teszik ki, és saját kis baktériumpopulációinak gyulladásos modulációjával koncentrált acelluláris szénhidrátokkal. Az étrendi zsír által fokozott szisztémás felszívódással a gyulladásos baktériumvegyületek leptin-rezisztenciát és hiperfágiát váltanak ki. A szürke doboz tartalma az étrend okozta elhízás energia homeosztázisra gyakorolt hatásainak jelenlegi megértését képviseli.

Rövidítések: CCK, kolecisztokinin; PPY, YY peptid; CART, kokain és amfetamin kapcsolatos átirat; CB1, 1. típusú kannabinoid receptor; MCH, melanin koncentráló hormon.

Az európai származású embereknél viszonylag magas rezisztencia figyelhető meg a nyugati étrend diabetesesogén hatásaival szemben.1,34 Ennek oka a gabonamezőgazdaságból származó acelluláris szénhidrátok több ezer éves kitettsége, amely korlátozott alkalmazkodási mechanizmusok kialakulását teszi lehetővé. Ezért a nem európai származású emberek érzékenyebbek a liszt, a cukor és a finomítás hatásaira, rosszabb adipokin-profilokat fejlesztenek ki a nyugati étrendből 10, és nagyobb az elhízás és a cukorbetegség előfordulása. Az európaiaknál a nyilvánvaló elhízás vagy a cukorbetegség minimális, kivéve, ha a kenyér fogyasztását a maradék sejtes szénhidrátforrások (gyümölcsök és zöldségek) cukorral, liszttel és finomított olajtartalmú feldolgozott élelmiszerekkel történő pótlása növeli.

A paleolit afrikai és európai eszközök régészeti bizonyítékai azt mutatják, hogy egyes embercsoportok étrendjüket gyökerekből őrölt növényi keményítőkkel vagy összegyűjtött vadfűmagvakkal egészítették ki. 97–99 Ennek az ételkészítménynek a mozsártörő és habarcsos skálája valószínűleg hozzájárult Az acelluláris szénhidrátok mennyisége nagyságrenddel kisebb, mint a modern étrendben, ahol az egész évben elfogyasztott növényi ételek túlnyomó többsége acelluláris feldolgozott termék. Ezért azt állítják, hogy a vadon élő magok előzetes kézi előkészítésével kiváltott evolúciós nyomások eltörpültek a gabonamezőgazdaság megjelenésével, amely viszont csak részleges evolúciós előkészületet biztosított a modern nyugati étrend számára.

Étrendi szénhidrát-sűrűség: kapcsolat a periodontális egészség és az anyagcsere-egészség között?

A hipotézis és a meglévő táplálkozási szokások

A konszenzusos „körültekintő” vagy mediterrán táplálkozási szokások várhatóan enyhe javulást fognak nyújtani a féktelen nyugati étrenddel szemben, mivel több sejtes növényi táplálék kerül beépítésre néhány acelluláris szénhidrát és zsír rovására, és néhány kevésbé finomított, így nagyon valamivel kevesebb szénhidrát-sűrű kenyér (lásd 1. ábra). A gyulladásos mikrobiota megőrzéséhez és az endémiás nyugati leptinrezisztencia jelentős korrekciójának megakadályozásához azonban elegendő kenyér és pékáru megmarad sűrű szénhidráttal. Ez összhangban van a tudatos kalóriakorlátozással szemben támasztott folyamatos követelmény mellett e konszenzusos étrendek fogyasztása során, ha állandó súlyt kíván fenntartani.

Az alacsony szénhidráttartalmú étrend csökkenti az acelluláris szénhidrátfogyasztást, mivel ez az összes szénhidrát jelentős csökkentésének mellékterméke. Ez azt sugallja, hogy a GI mikrobiota gyulladásos természetének nagyobb mértékű csökkenését, a fogyást tudatos kalóriakorlátozás nélkül és a metabolikus szindróma markerek javulását eredményezi. 86,88,106 Az alacsony szénhidráttartalmú étrend azonban megtart bizonyos szénhidrátokat (általában kevesebb, mint 20–50 g/nap), gyakran a sűrűségükre való tekintet nélkül. Ez azt jelenti, hogy az a kevés szénhidrát, amelyet elfogyasztanak, még mindig megalapozhatja a gyulladásos mikrobiotát, amelyet a baktériumok további energiája és az alacsony szénhidráttartalmú étrendet gyakran kísérő megnövekedett zsírtartalom révén megnövekedett LPS-transzlokáció révén egy második találat fog megkapni. Ez a „megtorpanás” folyamatának megmagyarázására javasolt, amikor az alacsony szénhidráttartalmú diéták nagy mennyiségű fogyást eredményezhetnek, de aztán továbbra is túlsúlyosak lehetnek, vagy lassan visszanyerik a súlyukat.

8 hétig tartó súlyos kalória-korlátozás finomított folyékony étkezést helyettesítő tápszerrel kiegészítve, néhány zöldséggel kiegészítve (510 kcal Optifast zöldségekkel, összesen 600 kcal naponta) normalizálta a béta-sejtek működését és az inzulinérzékenységet egy kis típusú cukorbetegek csoportja (Zimmet PZ, McCarty DJ, de Courten MP. A nem inzulinfüggő diabetes mellitus és a metabolikus szindróma globális epidemiológiája. J Diabetes Complications. 1997; 11 (2): 60–68. [PubMed] [Google ösztöndíjas]