Elhízás és diéta: A termodinamika első törvénye nem teljesen érvényes?

Emlékezzen Sandy Szwarcra, a Junkfood Science-re?

Ha láttam volna ezt a cikkét, A termodinamika első törvénye a való életben, nem sokáig láttam volna a döntést. Ugyanis Szwarc asszony ezzel a bizonyos denialista kapaszkodóval teljesen világossá tette, hogy nem szkeptikus, hanem hajtókar olyan módon, amelyet nehéz kristálytisztábbá tenni.

Úgy tűnik, arra utal, hogy a termodinamika első törvénye nem teljesen érvényes az elhízásra és az étrendre. És tudod, hogy amikor ilyesmit látok, itt az ideje, hogy alkalmazzak egy keveset az ol 'nem túl tiszteletteljes Insolence'-ről.

Azt hiszed, viccelek? Vajon én lennék! Azt hiszed, túlzok? Ezután nézze meg ezt a részt, amely egy hosszú bejegyzést tartalmaz a lényegéig:

Ahogy az gyakran előfordul, amikor a tudományt hangbájtokba bontják, ez tévedéssé válik. Ez a helyzet a termodinamika törvényének torzulásával, amelyet a népi bölcsesség egyszerűsített: "Kalóriák = kalóriák kimerültek". Ez a leegyszerűsített mondás olyanná vált, amire "mindenki tudja" az igazat. A széles körben elterjedt hiedelmek mögött áll, hogy súlyunk kezelése egyszerűen a kalóriák és a testmozgás egyensúlyának kérdése. Míg sok fogyott kalóriatartalmú étrendet és kalóriaégető testedzési programot használtak fogyás céljából; sajnos, azt a hiedelmet is alátámasztották, hogy a kövér embereknek "egészen biztosan hazudniuk kell" az étrendjükről és az aktivitásuk szintjéről, mert különben a fogyás elmulasztása úgy tűnik, hogy "dacol a termodinamika törvényével".

Bár elképzelhetetlennek tűnhet, ez az egyszerűsített maximum csak babona és városi legenda. Ennek a ténynek a felismerése megköveteli, hogy először térjünk vissza a fizika órára, és töltsük ki a termodinamika első törvényének hiányzó felét.

Az első termodinamikai törvény, vagyis az energiamérleg alapvetően kimondja, hogy egy zárt rendszerben az energiát nem lehet létrehozni, sem elpusztítani, csak átalakítani vagy átadni.

Zárt rendszerben.

Az emberi test nem zárt rendszer! Számtalan, vadul változó és kevéssé ismert változók vannak, amelyek befolyásolják a rendszer hatékonyságát, és amelyek felett nincs kontrollunk. Ennek megértése segít megmagyarázni, hogy a kalóriákat miért nem lehet kiegyensúlyozni, mint egy csekkfüzetet, és miért tűnik úgy, hogy az emberek soha nem nyernek vagy vesztenek a számítások szerint.

Látod mire gondolok? Itt egy érvet állít arra, hogy azt állítsa, az emberi test nem zárt rendszer. Olyan esetről van szó, amikor a felszínen valahogy helytálló, de nyilvánvalóan tele van vacakokkal, csak egy kicsit mélyebb ásással válik nyilvánvalóvá. Az ásásról szólva, bár mielőtt elmagyaráznám, nem állhatom ellen, hogy Szwarcné kicsit mélyebbre ássa magát egy kicsit tovább idézve:

Az egyensúly a nyitott rendszerben, az emberi testhez hasonlóan, amikor a rendszerbe kerülő összes energia megegyezik a rendszert elhagyó összes energiával, valamint a rendszeren belüli energiatárolással. De bármely termodinamikai rendszer energiája magában foglalja a kinetikus energiát, a potenciális energiát, a belső energiát és az áramlási energiát, valamint a hő- és munkafolyamatokat.

Más szavakkal, a való életben a kiegyensúlyozó energia sokkal többet tartalmaz, mint az elfogyasztott kalóriák és az e testtáblázatok szerint elégetett kalóriák. Az egyenlet energia részei a következők: elfogyasztott kalóriák; energiává átalakított és önkéntelen mozgásban felhasznált kalóriák; a hőtermelésre, valamint a külső környezeti kitettségre és hőmérsékletre adott válaszként felhasznált kalóriák; gyulladásos és fertőző folyamatokkal használt kalóriák; a növekedésben, a szövetek helyreállításában és számos anyagcsere-folyamatban felhasznált kalória; az önkéntes mozgásban használt kalóriák; az emésztőrendszerben nem felszívódó és kiutasított kalóriák; zsírként tárolt kalóriák és a májban glükózzá alakított zsír; és több. Ehhez hozzá kell fogalmazni, leegyszerűsítve: minden változó hatással van a többiekre, változik a tömeg és az életkor függvényében, összetett hormonális és enzimszabályozó hatásokkal jár, és hatékonyságában különbözik.

Az elfogyasztott kalóriák és az önkéntes mozgásban felhasznált kalóriák csak az energiaháztartás két kis részét alkotják, és önmagukban értelmetlenek, hacsak nem kontrollálják az összes többi változót. amelyek soha nem lehetnek, mivel nincsenek az irányításunk alatt.

Fogadok, hogy aki kezdő fizikát tanult, észreveszi a félrevezetést Szwarcné érvelésében. Tudsz? Először definiáljuk a rendszereket. Az elszigetelt rendszer nem cserél energiát, munkát vagy anyagot a környezetével. A zárt rendszerek viszont képesek hő formájában energiát cserélni és a környezettel működni, de nem számítanak. Egy nyitott rendszer képes energiát és anyagot cserélni a környezettel. Szwarc asszony valahogy úgy gondolja, hogy a zárt rendszer termodinamikájáról a nyílt rendszerre való áttérés igazolható azzal az érvelésével, hogy ezek a más energiaforrások valahogyan hatnak az elhízásra. Téved.

Nyitott rendszerben a termodinamika első törvénye kimondja: A rendszer belső energiájának növekedése megegyezik a beáramló anyag és a fűtés által a rendszerhez adott energiamennyiséggel, levonva a kiáramló és belépő anyag által elvesztett mennyiséget a rendszer által végzett munka formája. Kezeljük az emberi testet egy pillanatra nyitott rendszerként. Milyen anyag- és energiaformák mennek be és ki a rendszerből? Nos, belépve a rendszerbe van ennivalónk. Az étel az egyetlen fajta energia, amelyet a test felhasználhat az elhízás szempontjából releváns skálán. Végül is nem vagyunk növények; nem használhatjuk fel a napfényből származó energiát fotoszintézishez, és nem használhatunk hőt vagy napfényt sem hasznos munkához. Minden felhasználható energiánk az élelmiszerekben tárolt kémiai energiából származik, amelynek mértéke a kalória.

A test az elfogyasztott ételt felhasználható energiává alakítja a kétféle formában:

Kémiai energia azonnali felhasználásra: A kémiai energia "molekuláris pénzneme" a szervezetben az adenozin-trifoszfát (ATP). Az energiát a foszfátcsoportban tárolják és a hasításkor felszabadítják.
Tárolt kémiai energia: Ha több energia jön be, mint amennyit azonnal fel lehet használni, akkor a máj glikogénné alakul. A máj glikogénkészletei azonban meglehetősen korlátozottak, és a maradék feltöltése után a maradék zsírokká alakul, ami sokkal energiasűrűbb kémiai forma.

Természetesen egyetlen folyamat sem teljesen hatékony; így a felesleges energia hővé alakul. Az élelmiszerből származó kérdés a következőkre terjed ki:

Strukturális fehérjék, szénhidrátok stb.
Tárolás glikogénként vagy zsírként
Szén-dioxid és víz a légzésből
Pazarlás

Ami a lényeget illeti, az az élelmiszer, amelyet nem lehet kémiai energiává átalakítani, hulladékként eliminálódik, és ennek a kémiai energiának a mellékterméke a szén-dioxid és a víz (természetesen az anaerob anyagcserét eltekintve, amelynek termékei gyakorlatilag mindig aerob anyagcserére használják). Mivel az anyag és az energia nem hozható létre és nem semmisíthető meg, a testbe jutó táplálék tömegének és energiájának, valamint a légzés során belélegzett oxigénnek meg kell egyeznie azzal az energiával, amelyet a test a munka elvégzésére és a hő előállítására használ, valamint a hulladék által elveszett anyagot. valamint a szén-dioxid és a súlygyarapodás lejárata, akár az élelmiszerekből származó energia zsírként történő tárolása, akár az élelmiszer-alkotóelemek felhasználása révén strukturális alkatrészek előállításához. Annak az implikációja, hogy ennek nem feltétlenül így kell lennie, hasonlít arra, hogy a homeopátia működik.

Mindenesetre úgy tűnik, nem is ez, amit Szwarc asszony mond; a termodinamika első törvényének egésze egyszerűen az elterelés volt, nem is beszélve egy kis szalmabábról. Még akkor is, ha igaz lenne, hogy a közvélemény annyira félreértené a fizikát, hogy a súlycsökkenés koncepciója ilyen tévedésben van, ez még nem jelenti azt, hogy nem igaz, hogy a fogyás nem érhető el a csökkent táplálékfogyasztás és a megnövekedett energiafelhasználás kombinációjával. a testmozgás formája. Ezen kívül még a termodinamika második törvényét is megemlíti. Miért? Fogalmam sincs. Ez nagyrészt lényegtelen az érvelése mellett, annak ellenére, hogy igaza van abban, hogy egyetlen energiaátalakító rendszer sem képes 100% -ban hatékonyan átalakítani a hőt munkává. A legjobb magyarázat, amellyel előállhatok, az, hogy arra utal, hogy a második törvény miatt elveszett energiának azt kell jelentenie, hogy a kimenő energia kisebb lesz, mint a belépő energia, de ebben még nem is vagyok biztos. Csak arra a következtetésre juthatok, hogy a második törvény megemlítése ugyanazt a funkciót tölti be, mint egy mágus bizonyos kézmozdulatai: A félrevezetni a közönség szemét abból, amit valóban érvel. Ehelyett megpróbálja hangoztatni, mintha a test homeosztatikus mechanizmusai az energia és a zsír szabályozására nem követik a termodinamika első törvényét:

Az emberi test egy figyelemre méltó és hihetetlenül összetett és kifinomult rendszer, amely általában egyensúlyban tart mindenféle dolgot, például folyadék- és elektrolitszintünket, testhőmérsékletünket. és igen, még a zsírraktáraink is. Amikor a zsírszint eltér az egyes testek természetes tartományától, a kompenzációs mechanizmusok hetek alatt beindulnak, hogy visszatérjenek a test normális állapotához, mindez anélkül, hogy gondolnunk kellene rá, vagy sok mondanivalónk lenne róla. Testtömegünk még akkor is, ha sokféle kalóriát fogyaszt, meglepően szűk tartományban marad.

Szwarc asszony ezután ad nauseam-ot folytatva felsorolja azokat a kutatási példákat, amelyek azt állítják, hogy az emberi testnek van egy "meghatározott pontja" a súly- és zsírraktárak számára, amelyekkel szemben ellenáll az elmozdulásnak, vagy az éhség fokozásával és az anyagcsere csökkenésével, amikor az élelmiszer-fogyasztás túl alacsony, csökkenő éhség és növekvő anyagcsere, ha az élelmiszer-fogyasztás túl magas. Még ha érvényes is, ezek a kutatások semmilyen módon nem ütköznek a termodinamika első törvényével. Azt feltételezi, hogy a test vagy több energiát, vagy kevesebb energiát használ fel, hogy megpróbálja fenntartani a "beállított pontot". Szwarc asszony azonban mintha azt sugallná, hogy valahogy sok fantáziadús "energiaegyensúlyozással" jár:

Az egyenlet energia részei a következők: elfogyasztott kalóriák; energiává átalakított és önkéntelen mozgásban felhasznált kalóriák; a hőtermelésre, valamint a külső környezeti kitettségre és hőmérsékletre adott válaszként felhasznált kalóriák; gyulladásos és fertőző folyamatokkal használt kalóriák; a növekedésben, a szövetek helyreállításában és számos anyagcsere-folyamatban felhasznált kalória; az önkéntes mozgásban használt kalóriák; az emésztőrendszerben nem felszívódó és kiutasított kalóriák; zsírként tárolt kalóriák és a májban glükózzá alakított zsír; és több. Ehhez hozzá kell adni, leegyszerűsítve: minden változó hatással van a többiekre, változik a tömeg és az életkor függvényében, összetett hormonális és enzimszabályozó hatásokkal jár, és hatékonyságában különbözik.

Figyelje meg itt a kezét. Azt mondta, hogy a "kalória mennyisége" nem feltétlenül egyenlő a "kalória elfogyasztásával", és azt állítja, hogy az elfogyasztott kalória nem feltétlenül egyenlő az önkéntes mozgás által használt kalóriákkal. Azonban azt teszi, hogy azt sugallja, hogy a táplálékfogyasztás csökkentése vagy az aktivitási szint növelése nem változtat a fogyásban. Ez egyszerűen butaság, mivel az összes kalóriának meg kell egyeznie a teljes kalóriával. Az ételfogyasztás csökkenésének és/vagy a fizikai aktivitás növelésének negatívra kell fordítania az energiaegyensúlyt. Amit Szwarc asszony valóban csinál, leplez egy nem teljesen ésszerűtlen érvet, miszerint a súlycsökkenést nagyon nehéz elérni, mert a szervezet anyagcseréje alkalmazkodik ahhoz, hogy megpróbálja fenntartani a súlyát és a zsírtartalmát egy bizonyos meghatározott ponton, és egy szalmabábu vitába csomagolja. a termodinamika első törvénye, amelyet egy nyílt rendszerre alkalmaznak. Az anyagcsere alapértékeivel kapcsolatos érvek egyikében sem sérti a termodinamika első törvényét, amelyet a vége felé nevetséges végletbe visz:

Ugye, az a leegyszerűsített nézet, miszerint a testsúly-szabályozás csak a "kalória in = kalória elfogyasztása" kérdése, bénán hangzik?

Az a közhiedelem, miszerint ha mindannyian ugyanazt a mérsékelt étrendet fogyasztanánk és ugyanazt az intenzív testmozgást végeznénk, mindannyiunk teste ugyanaz lenne (nevezetesen karcsú), az az elhízás kutatók számára mítosz. Az a közhiedelem, miszerint az emberek egyszerűen kevesebbet ehetnek, többet mozoghatnak és ellenőrizhetik súlyukat, szembeszáll a termodinamika első törvényével.

Látja a szalmaember érvelését? Még a "kalória in = kalória elfogyasztása" argumentum "pop" változata sem ilyen leegyszerűsített. Az érv "pop" változata az, hogy a kevesebb evés és a több testmozgás súlycsökkenéshez vezet, és nem az, hogy mindenki sovány, gonosz, harci gép lehet kevesebb evéssel és többet gyakorolva. A kalóriabevitel csökkenése pedig fogyáshoz vezethet és vezet is; csak sok ember számára hihetetlenül nehéz, talán az anyagcsere-reakciók miatt, amit Szwarc asszony szeret hangsúlyozni. A nyitott kontra zárt rendszerekről és a termodinamika első törvényéről egyik sem változtat ezen. A túl sok étel elfogyasztása és a testmozgás hiánya növeli a test nyitott rendszerének belső energiáját azáltal, hogy növeli a raktározott energiát zsír formájában, míg az ételfogyasztás csökkenése és a rendszer testmozgás formájában végzett munkájának növelése csökkenti a táplálék belső energiáját. a rendszer csökkent zsírtartalom formájában. Lehet, hogy sok ember számára hihetetlenül nehéz elérni ezeket a manipulációkat az anyagcsere és a genetikai tényezők miatt, de a fizika továbbra is elkerülhetetlen. Szwarc asszony nyelvének és tudományának elővigyázatossága ezen nem változtat.

Gondolj bele így: Mi az univerzális végeredmény a kóros elhízás kezelésének valaha kidolgozott műveleteiben? Ez az elnyelt kalóriák számának csökkenése. A korai műtétek, például az ileális-jejunális bypass műtétek a vékonybél hatalmas hosszának megkerülésével történtek; sajnos az ilyen bypass műveleteknek számos hosszú távú szövődményük volt, elsősorban metabolikus. (Valóban, emlékszem, hogy a rezidenciám alatt éppen egy ilyen műtétet kellett visszafordítanom a rezidenciám során számos szövődmény miatt.) A korszerűbb műtéteket úgy tervezték, hogy a gyomor méretét addig a pontig csökkentsék, ahol az ételbevitel fizikailag és fiziológiailag egyaránt korlátozott. nagyon kevés étel után teli érzésen keresztül. Nem más, mint a működésben lévő első termodinamikai törvény, amely sokkal kevesebb ételre kényszeríti a beteget. Steve Novella azt is megjegyezte, hogy a napi étkezési napló vezetése megduplázhatja a fogyást.

Attól tartok, egyszerűen nem kapom meg Sandy-t. Ahol arra mutat rá, hogy az elhízott embereket gyakran démonizálják, és elhízásukat morális kudarcként tekintenek rájuk, ott szolgálatot végez. Az anyagcsere, a genetika és a kultúra összetett kölcsönhatásának köszönhetően sok ember számára hihetetlenül nehéz lehet a fogyás és az egészséges testsúly fenntartása. Valójában továbbra is értetlen vagyok, hogy miért is hozta fel a termodinamika első törvényét, mert ez semmit sem változtat, és csak egy hajtókarnak tűnik. Zárt rendszerben az energiának egyenlőnek kell lennie a kimenő energiával, az energia a munka és a hő összegét jelenti. Nyitott rendszerben az energiának és a tömegnek egyenlőnek kell lennie az energiával és a tömeggel. Ha az elhízásról van szó, ez egy olyan megkülönböztetés, amely nem sokat jelent, és természetesen nem az a megkülönböztetés, amely megváltoztatja a "kalóriabevitel = kalória elfogyasztása" érvényességét. Vagy Szwarc asszony nem érti a termodinamika első törvényének alapjait, amelyet kicsit kihagyott az első termodinamikai törvényről, sőt, ésszerű érve is lehetett volna.

Sajnos az összes kézlengetés és elfojtás a bejegyzésében úgy készült, hogy úgy tűnjön, mintha több lenne a "kalória in = kalória elfogyasztva", mint csak a termodinamika első törvénye, csak megerősíti az eredeti véleményemet róla, nevezetesen, hogy ő egy hajtókar de nagyon ügyes és finom hajtókar. Az elhízásról írt írásai mindig azt az érzést keltették bennem, hogy valami nem egészen stimmel, érvei hihetetlenül egyoldalúak voltak. Miután újra elolvastam őket, azt kellett mondanom, hogy "a hülye, az ég" (mert nem érti az első törvényt), vagy vonakodva rávetem a kalapomat, amiért rendkívül okos a zavartság cunamijának felépítésében, utalva arra, hogy a az anyagcsere-alapjel létezésére utaló kutatások valahogy "bonyolítják" az első törvény alkalmazását ahhoz, hogy érvénytelenítsék azt a fogyókúrás fogyókúrában.