Az étrend indukálta termogenezist

Absztrakt

Célkitűzés

A napi energiafogyasztás három komponensből áll: az alapanyagcsere sebességéből, az étrend által kiváltott termogenezisből és a fizikai aktivitás energiaköltségéből. Itt áttekintjük az étrend által kiváltott termogenezis adatait az étrend körülményeinek és jellemzőinek mérésével kapcsolatban.

Mód

A mérési feltételek magukban foglalják az alany tápláltsági állapotát, fizikai aktivitását és a megfigyelés időtartamát. Az étrend jellemzői az energiatartalom és a makrotápanyagok összetétele.

Eredmények

A legtöbb tanulmány az étrend által kiváltott termogenezist úgy méri, mint az energiafelhasználás növekedését a bazális anyagcsere sebesség fölé. Általában az étkezés utáni állapotban a makrotápanyagok oxidációjának hierarchiája hasonlóan tükröződik az étrend által kiváltott termogenezisben, az alkohol, fehérje, szénhidrát és zsír szekvenciával. Az energiamérlegen elfogyasztott vegyes étrend az étrend által indukált energiafogyasztást eredményezi, a napi energiafelhasználás 5–15% -a. Az értékek magasabbak viszonylag magas fehérje- és alkoholfogyasztás esetén, alacsonyabbak pedig magas zsírfogyasztás mellett. A fehérje által kiváltott termogenezis fontos hatással van a jóllakottságra.

Összegzésképpen elmondható, hogy az étrend által kiváltott termogenezis fő meghatározói az étrend energiatartalma, valamint a fehérje- és alkoholfrakció. A fehérje kulcsfontosságú szerepet játszik a testtömeg-szabályozásban az étrend által kiváltott termogenezissel kapcsolatos jóllakottság révén.

Bevezetés

Az étrend által kiváltott termogenezis (DIT) úgy definiálható, hogy az energiaköltségek növekedése meghaladja az alapszintű éhezési szintet elosztva a bevitt étel energiatartalmával, és ezt általában százalékban fejezik ki. Bázikus anyagcsere-sebességgel és aktivitás által kiváltott termogenezissel a napi energiafelhasználás három összetevőjének egyike. Bár a DIT a legkisebb összetevő, szerepet játszhat az elhízás kialakulásában és/vagy fenntartásában. De Jonge és Bray [1] 49 tanulmányt értékeltek, amelyekben az elhízott alanyok DIT-ét hasonlították össze a soványakkal. 29 vizsgálat közül, amelyekben az elhízott alanyok testtömeg-indexe szignifikánsan magasabb volt a sovány egyedekhez képest, és a két csoport életkorának megfelelően megfelelt, 22 vizsgálat számolt be szignifikánsan alacsonyabb DIT-ről az elhízott alanyokban. Granata és Brandon [2] szerint az az elmélet, miszerint a DIT csökken az elhízásban, vonzónak és elfogadhatónak tűnik, ugyanakkor az irodalomban továbbra is ellentmondó eredmények találhatók, és a kutatások számos hibát és aggályt tártak fel a DIT mérésére és kiszámítására használt módszerekkel kapcsolatban.

A módszertani kérdések a következők voltak: megfelelő volt-e az alapvonal, mi volt az elfogyasztott tesztélelem energiatartalma és tápanyag-összetétele, mennyi volt az étkezés utáni mérési periódus időtartama, és mi volt a hiba a DIT kiszámításához a mért energiafelhasználásból. Weststrate és munkatársai [3] azt vizsgálták, hogy az ismételt mérések változtak-e a napszakban, és nem találtak-e szignifikáns napi változást a DIT-ben. Az energiafogyasztás étkezés utáni növekedése több órán át tart, és gyakran úgy tekintik, hogy az utolsó étkezés után kb. 10 órával teljesen megszűnik, de még mindig van egy vita arról, hogy mikor éri el a posztabszorpciós állapot. Reed és Hill [4] 131 DIT-tesztet elemzett az alanyok széles köréből, különböző méretű és összetételű ételeket fogyasztva. Minden teszt 6 órán át tartott. Arra a következtetésre jutottak, hogy a DIT több mint 6 órán át tartó válasz, különösen elhízott személyeknél. A DIT mérésének számos módszertani problémája, például az étkezés méretének megválasztása és a mérési intervallum hossza kiküszöbölhető a DIT mérésével 24 órán keresztül egy légzőkamrában [5, 6]. Ezután a tevékenységhez kapcsolódó energiaköltséget kivonják a 24 órás energiafelhasználásból, így megmarad az alapanyagcsere és a DIT.

Itt a figyelem középpontjában a DIT áll, az elfogyasztott tesztétel energiatartalmának és tápanyag-összetételének, valamint az étkezés utáni mérési periódus időtartamának függvényében normál testtömegű felnőtteknél. Az áttekintés az elmúlt 15 évben megjelent irodalomra épül.

Mód

A DIT-vel foglalkozó legtöbb tanulmány kísérleti tervezése a pihenő energiafogyasztás mérése a tesztétkezés előtt és után, szellőztetett páraelszívó rendszerrel. A megfigyelést egy éjszakai böjt után kezdik meg, ahol az alanyok az utolsó étkezés után legkésőbb 20.00 órakor tartózkodnak az evéstől. Így a megfigyelések másnap reggel 08.00 és 09.00 óra között kezdődnek, az éhezési intervallum legalább 12 óra. Az étkezés utáni méréseket több órán át végzik, ahol az alanyoknak a mérés ideje alatt írószerként kell maradniuk, leggyakrabban fekvő helyzetben. Bizonyos vizsgálatokban a mérések 30 percek, 15 perces intervallumokkal, lehetővé téve az egészségügyi tevékenységeket.

A DIT mérésére szolgáló légzőkamra előnye, hogy hosszabb élettartam alatt több fiziológiai állapotot reprodukál, miközben a rendszeres étkezést egész nap fogyasztják [5, 6]. A 24 órán át tartó légzőkamrában megfigyelt DIT-t különböző módon értékelték: 1) a táplált állapotban töltött nap és az éheztetett nap közötti 24 órás energiaköltség különbségként; 2) a nappali energiakiadások különbségeként, a spontán aktivitás és a bazális anyagcsere sebességének változékonyságához igazítva; és 3) a 24 órás energiafelhasználás különbségeként, a spontán aktivitás és a bazális anyagcsere sebességének változásaihoz igazítva.

A DIT-re vonatkozó vizsgálatokat a Medline-ból választották ki. A vizsgálatokat akkor választották ki, amikor információkat szolgáltattak az energiafogyasztásról, az étrend összetételéről a teszt étel szénhidrátja, fehérje zsír és alkohol vonatkozásában, az étkezés utáni mérés időtartamáról és a DIT-ről.

Eredmények

A DIT jelentett, egyénen belüli variabilitása, amelyet szellőztetett páraelszívó rendszerekkel határoztak meg, 6-30% [7, 8]. A DIT-ben a légzőkamrával meghatározva a vizsgált személyen belüli változékonyság 43–48% [5, 9]. A légzőkamra-mérések adatai a 24 órás DIT számításhoz kapcsolódnak, a fentiek szerint a 3. módszerben leírtak szerint. A 2. módszer, nappali DIT számítás, az egyénen belüli variabilitást 125% -kal eredményezte [5].

A DIT egész napos átlagos mintázatát az 1. ábra mutatja be. Az adatok egy olyan tanulmányból származnak, ahol a DIT-t úgy számították ki, hogy az energiafogyasztás és a fizikai aktivitás közötti időbeli maradványt ábrázoltuk, 30 percenként több mint 24 -h megfigyelés légzőkamrában [10]. Az alanyok 17 nőstény és 20 férfi voltak. A nyugalmi anyagcsere sebességét a reggeli ébredés után, közvetlenül az első étkezés előtt alapanyagcserének határoztuk meg. A nyugalmi anyagcsere nem tért vissza az alapanyagcsere sebességéhez ebéd előtt, reggel 4 órával, vagy vacsora előtt 5 órával ebéd után. Az egyik napról a másikra a vacsora fogyasztása után 8 órával értük el az alapanyagcserét.

Az étrend által kiváltott termogenezis átlagos mintázata a nap folyamán, kiszámítva az energiafogyasztás és a fizikai aktivitás közötti egyéni idő maradékának felrajzolásával, a légzési kamrában 24 órás megfigyelésből 30 perces intervallumokban mérve. Az alanyok 17 nőstény és 20 férfi voltak [10]: -----, a bazális anyagcsere sebessége; nyilak, étkezési idők.

A DIT-ről tizenöt tanulmányt választottak ki az energiafogyasztásról, az étrend összetételéről és az étkezés utáni mérési periódusról (1. táblázat). Öt tanulmány két vagy több, eltérő összetételű étrendet hasonlított össze a DIT-vel, ugyanazon alanyok azonos protokolljával mérve. Az alkohol esetében tendencia volt az étkezés energiatartalmának 7,2-ről 8,6% -ára, amikor az étkezés energiatartalmának 22% -át alkoholos aperitifre cserélték [11]. Egy második tanulmányban, hasonló energiacserével az alkohollal, a DIT jelentősen növekedett, az étkezés energiatartalmának 7,1% -ról 9,0% -ára [12]. A fehérje esetében a DIT tendenciája növekedett, 7,1-ről 8,3% -ra nőtt, amikor az étkezés 20% -át fehérjével cserélték [12]. Egy második vizsgálatban, hasonló energiaváltással a fehérjével, a DIT jelentősen növekedett, az étkezés energiatartalmának 10,5-ről 14,6% -ára [6]. A szénhidrátok és a zsírok esetében egy tanulmány nem mutatott hatást [12], egy tanulmány növekedést mutatott a 65 en% zsír szénhidrátra cseréje után [13], és egy tanulmány ennek az ellenkezőjét mutatta, csökkenést a 28 en% zsírcseréje után. szénhidráthoz [14].

A vizsgálatok közötti DIT összehasonlításához az elfogyasztott teszteledel tápanyag-összetételének függvényében a teszteledel energiatartalmát elosztottuk az étkezés elfogyasztása utáni mérési intervallum hosszával, és MJ/h-ban fejeztük ki. Az 1. táblázatban bemutatott 22 vizsgálat közül csak három tartalmazott alkoholt tápanyagként, és kizárták őket. A fennmaradó 19 vizsgálat regresszióanalízisében az étel fehérje-frakciója a DIT jelentős meghatározójaként jelent meg. A fehérjetartalom egy% -os növekedése a DIT növekedését eredményezte 0,22 ± 0,42% -kal (p

Vita

A DIT fő meghatározója az étel energiatartalma, amelyet az étel fehérje-frakciója követ. Az alkohol termikus hatása hasonló a fehérje termikus hatásához.

A diéta által kiváltott termogenezis az étkezés utáni időszakban az energiaigényes folyamatok stimulálásával függ össze. A tápanyagok bélben történő felszívódása, anyagcseréjük kezdeti lépései és a felszívódott, de nem azonnal oxidálódó tápanyagok tárolása [15]. Mint ilyen, az elfogyasztott élelmiszer mennyisége, az élelmiszer energiatartalmának számszerűsítve, meghatározó tényezője a DIT-nek. A DIT kifejezésének leggyakoribb módja ebből a jelenségből származik, az élelmiszer-fogyasztás utáni energiaköltség és az alapenergia-kiadás közötti különbség elosztva a tápanyag-energia beadásának sebességével [16].

Elméletileg, az anyagcsere és a tárolás kezdeti lépéseihez szükséges ATP mennyisége alapján a DIT minden tápanyag esetében más és más. A különálló tápanyagok DIT-értékei a zsír esetében 0–3%, a szénhidrát esetében 5–10%, a fehérje esetében 20–30% [16] és az alkohol esetében 10–30% [6]. Vegyes étrendű egészséges alanyokban a DIT a 24 órán át elfogyasztott teljes energiamennyiség körülbelül 10% -át teszi ki. Ha egy alany energiamérlegben van, ahol a bevitel megegyezik a kiadással, a DIT a napi energiafelhasználás 10% -a.

Az 1. táblázatban bemutatott tanulmányok közül a legtöbben a bevitt élelmiszer energiatartalmának 10% -a alatti DIT-értéket jelentettek. A 10% alatti DIT-értéket jelentő tanulmányok az étkezés utáni 4–5,5 órás intervallumban mérték a DIT-t az étkezés utáni 4–5,5 órás intervallumban az alapszintű éhezési szint feletti növekedésként. A magasabb értékű vizsgálatok között volt egy tiszta alkoholfogyasztással végzett vizsgálat, valamint azok a vizsgálatok, amelyekben a DIT-t 24 órán keresztül mérték egy légzőkamrában. A légzőkamra-vizsgálatokban a DIT értékeket az alvási anyagcsere sebesség feletti energiafelhasználás növekedéseként számolták, míg a többi tanulmány a DIT-t az alapköltség-fölötti energia-kiadás növekedésként jelentette. Az alapanyagcsere aránya körülbelül 5% -kal magasabb, mint az alvó anyagcsere sebessége [17]. Az alvó anyagcsere-sebességen alapuló DIT-érték korrekcióját követően az energiafelhasználás növekedésével a bazális anyagcsere-sebesség fölé, a kamraértékek közel vannak a napi energiafogyasztás 10% -ának értékéhez.

Az alkohol és fehérje magasabb szénhidráthoz és zsírhoz viszonyított DIT-értéke kihat e tápanyagok energiamérlegre gyakorolt hatására. Úgy tűnik azonban, hogy az energiaegyensúlyra gyakorolt fő hatás nem elsősorban az alkohol- és fehérjeenergia alacsonyabb biológiai hozzáférhetőségével függ össze, mint a zsír és a szénhidráté. Az alkoholenergia jórészt additív a normál étrendhez, de úgy tűnik, hogy nem befolyásolja pozitívan az energiaegyensúlyt [18]. A fehérje kulcsfontosságú szerepet játszik a táplálékfelvétel szabályozásában a DIT-hez kapcsolódó jóllakottság révén [19].

Az alkohol számos étrend jelentős részét képezi, és inkább kiegészíti, mintsem kiszorítja a napi energiafogyasztást. Az alkohol aperitifként történő fogyasztása még azt is kimutatta, hogy magasabb utólagos bevitelt eredményez, utólag bevitel kompenzáció nélkül [20]. Az alkoholfogyasztás azonban nem növeli szisztematikusan a testsúlyt. Egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy a magasabb alkoholfogyasztású alanyok szokásosan aktívabbak [21]. Ez lehet az egyik magyarázat a testtömeg növekedésének hiányára az alkoholból származó további energiafogyasztás révén.

Úgy gondolják, hogy a fehérje fő hatása az energiamérlegre a DIT-vel kapcsolatos jóllakottság. A jóllakottsági pontszám magasabb volt az étkezés során a magas fehérjetartalmú/magas szénhidráttartalmú étrend mellett, valamint 24 órán keresztül, mint a magas zsírtartalmú étrendnél [22]. A megfigyelt DIT-vel kapcsolatos jóllakottság inkább a magas fehérjetartalomnak tulajdonítható, mint az étrend magas szénhidráttartalmának. Az étkezés utáni termogenezis 100% -kal nőtt a magas fehérjetartalmú/alacsony zsírtartalmú étrendben, szemben a magas szénhidráttartalmú/alacsony zsírtartalmú étrenddel egészséges egyéneknél [23]. A DIT növeli a testhőmérsékletet, ami jóllakottság érzésévé válhat. A magas fehérjetartalmú étrendet előnyben részesítik a testsúly fenntartása érdekében, a fogyás után is, a zsírmentes tömeg fenntartásának vagy visszaszerzésének, az energiahatékonyság csökkentésének a magasabb termogenezissel és a bevitel csökkentésével a jóllakottság növelésével [19].

Összegzésképpen elmondható, hogy az étrend által kiváltott termogenezis fő meghatározó tényezői az étrend energiatartalma, valamint a fehérje- és alkoholfrakció. A fehérje kulcsfontosságú szerepet játszik a testtömeg-szabályozásban az étrend által kiváltott termogenezissel kapcsolatos jóllakottság révén.

Hivatkozások

de Jonge L, Bray GA: Az ételek és az elhízás termikus hatása: kritikai áttekintés. Obes Res. 5 (6), 622-31 (1997).

Granata GP, Brandon LJ: Az ételek és az elhízás termikus hatása: eltérő eredmények és módszertani variációk. Nutr Rev. 2002, 60 (8): 223-33. 10.1301/002966402320289359.

Weststrate JA: A postabsorptív nyugalmi anyagcsere sebességének és az étrend által kiváltott termogenezis napi változása. Am J Clin Nutr. 1989, 50 (5): 908-14.

Reed GW, Hill JO: Az ételek termikus hatásának mérése. Am J Clin Nutr. 1996, 63 (2): 164-9.

Tataranni PA: Az étel hőhatása emberekben: módszerek és eredmények a légzőkamra használatából. Am J Clin Nutr. 1995, 61 (5): 1013-9.

Westerterp KR, Wilson SA, Rolland V: A diéta indukálta 24 órán át mérhető termogenezis légzőkamrában: a diéta összetételének hatása. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999, 23 (3): 287-92. 10.1038/sj.ijo.0800810.

Segal KR: Az étkezés utáni termogenezis mérésének megbízhatósága három testzsírszintű férfiakban. Anyagcsere. 1992, 41 (7): 754-62. 10.1016/0026-0495 (92) 90316-3.

Weststrate JA: Nyugalmi anyagcsere és étrend által kiváltott termogenezis: módszertani átértékelés. Am J Clin Nutr. 1993, 58 (5): 592-601.

Ravussin E: A 24 órás energiafelhasználás meghatározói az emberben. Módszerek és eredmények légzőkamra alkalmazásával. J Clin Invest. 1986, 78 (6): 1568-78.

Verboeket-van de Venne WP: Teljes zsírtartalmú vagy csökkentett zsírtartalmú termékek fogyasztásának hosszú távú hatásai egészséges, nem elhízott önkénteseknél: az energiafogyasztás és a szubsztrát oxidációjának értékelése. Anyagcsere. 1996, 45 (8): 1004-10.

Weststrate JA: Az alkohol és annak akut hatása a nyugalmi anyagcserére és az étrend által kiváltott termogenezisre. Br J Nutr. 1990, 64 (2): 413-25.

Raben A: A hasonló energiasűrűségű, de fehérjében, zsírban, szénhidrátban vagy alkoholban gazdag ételek eltérő hatással vannak az energiafogyasztásra és a szubsztrát anyagcseréjére, az étvágyra és az energiafogyasztásra azonban nem. Am J Clin Nutr. 2003, 77 (1): 91-100.

Labayen I, Forga L, Martinez JA: A tápanyagok oxidációja és anyagcseréje, amelyet a különböző arányú szénhidrátot és zsírt tartalmazó étkezések befolyásolnak egészséges fiatal nőknél. Eur J Nutr. 1999, 38 (3): 158-66. 10.1007/s003940050057.

Maffeis C: Étkezés által kiváltott termogenezis és elhízás: a zsíros étkezés kockázati tényező a gyermekek zsírgyarapodásában ?. J Clin Endocrinol Metab. 2001, 86 (1): 214-9. 10.1210/jc.86.1.214.

Tappy L: Az étel termikus hatása és a szimpatikus idegrendszeri aktivitás emberekben. Reprod Nutr Dev. 1996, 36 (4): 391-7.

Acheson KJ: Az autonóm idegrendszer hatása a tápanyagok által kiváltott termogenezisre emberben. Táplálás. 1993, 9 (4): 373-80.

Goldberg GR: Egynapos és alapvető anyagcsere arány férfiaknál és nőknél. Eur J Clin Nutr. 1988, 42 (2): 137-44.

Westerterp KR, Prentice AM, Jequier E: Alkohol és testtömeg. az alkoholfogyasztással kapcsolatos egészségügyi kérdésekben. Szerk .: Macdonald I. 1999, Blackwell Science Ltd, 103-124.

Westerterp-Plantenga MS: A fehérje jelentősége az élelmiszer-bevitelben és a testtömeg-szabályozásban. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2003, 6 (6): 635-8.

Westerterp-Plantenga MS, Verwegen CR: Az aperitif étvágygerjesztő hatása túlsúlyos és normál testsúlyú embereknél. Am J Clin Nutr. 1999, 69 (2): 205-12.

Westerterp KR: Alkoholfogyasztás és szokásos fizikai aktivitás idősebb felnőtteknél. Br J Nutr. 2004, 91 (1): 149-52. 10.1079/BJN20031013.

Westerterp-Plantenga MS: A 24 órás étrend által kiváltott termogenezissel kapcsolatos jóllakottság magas fehérjetartalmú/szénhidrátos és magas zsírtartalmú étrendek során, légzési kamrában mérve. Eur J Clin Nutr. 1999, 53 (6): 495-502. 10.1038/sj.ejcn.1600782.

Johnston CS, Day CS, Swan PD: Az étkezés utáni termogenezis 100% -kal megnő a magas fehérjetartalmú, alacsony zsírtartalmú étrendben, szemben a magas szénhidráttartalmú és alacsony zsírtartalmú étrenddel egészséges, fiatal nőknél. J Am Coll Nutr. 2002, 21 (1): 55-61. 10.1016/S0962-6298 (01) 00067-1.

Suter PM, Jequier E, Schutz Y: Az etanol hatása az energiafelhasználásra. Am J Physiol. 1994, 266 (4 Pt 2): R1204-12.

Ohnaka M: Hosszan tartó testmozgás megváltoztatja az étrend által kiváltott termogenezist? Ann Nutr Metab. 1998, 42 (6): 311-8. 10.1159/000012750.

Sekhar RV, Shetty PS, Kurpad AV: Az étrend indukálta a termogenezist orális és intravénás táplálással krónikusan alultáplált emberi alanyokban. Indiai J Med Res. 1998, 108: 265-71.

Papamandjaris AA, White MD, Jones PJ: Az egészséges fiatal nők teljes energiafelhasználásának összetevőit nem érinti 14 napos táplálás után közepes vagy hosszú láncú trigliceridek. Obes Res. 1999, 7 (3): 273-80.

White MD, Papamandjaris AA, Jones PJ: Az étkezés utáni energiafogyasztás fokozása közepes láncú zsírsav-táplálással 14 nap után enyhül a premenopauzás nőknél. Am J Clin Nutr. 1999, 69 (5): 883-9.

Prat-Larquemin L: Az aszpartám és a szacharóz édes íze: hatással van az étrend által kiváltott termogenezisre. Étvágy. 2000, 34 (3): 245-51. 10.1006/appe.1993.0310.

Piers LS: Az étkezési zsír típusának hatása az étkezés utáni zsír oxidációs rátaira: egyszeresen telítetlen (olívaolaj) vs telített zsír (krém). Int J Obes Relat Metab Disord. 2002, 26 (6): 814-21. 10.1038/sj.ijo.0801993.

Marques-Lopes I, Forga L, Martinez JA: A magas szénhidráttartalmú étkezés által kiváltott termogenezis éhgyomri, sovány és túlsúlyos fiatal férfiaknál: inzulin, testzsír és szimpatikus idegrendszeri részvétel. Táplálás. 2003, 19 (1): 25-9. 10.1016/S0899-9007 (02) 00950-4.