Középfizika az orvostudomány és a biológia számára

2019. május 17, péntek

A termodinamika védelme diétás vitában

47. feladat. A „kalória”, amelyet az élelmiszer-címkéken feltüntetünk, valójában 1000 [kalória] vagy 1 kcal. Hány kcal-t költ el naponta, ha átlagos anyagcseréje 100 [watt]?

Ez a probléma olyan közel áll, mint Russ Hobbie, és étrend-tanácsokat kapok IPMB. De a súlycsökkentő blogok sokkal több oldalmegtekintést kapnak, mint az orvostudományban és a biológiában alkalmazott fizikáról szóló blogok, ezért jobb, ha a fogyókúráról teszek közzé számokat.

A kísérletek azt mutatják, hogy a különböző ételtípusokból származó kalóriák egyenértékűek, és az ellenkező állítások ellenére a termodinamika törvényei érvényesek az emberi anyagcserére.

Egyes táplálkozási szakértők szerint nem minden kalória egyenértékű, mert az emberi test másképp vonja ki az energiát, mint a különféle ételek. A terület kapcsolódó aggodalma, hogy a termodinamika első törvényén alapuló étrend-tanácsadás nem megfelelő. Ezeknek az állításoknak azonban ellentmondanak az emberi anyagcserét tanulmányozó kutatók, akik olyan kísérletekre mutatnak rá, amelyek azt mutatják, hogy a kalória számít az élelmiszer-csomagoláson, helyesen számolnak az ételek közötti különbségekkel. Mindkét tábor egyetért abban, hogy a termodinamika rossz hírnevet szerzett az étrendtudományban, köszönhetően a fogyás bizonyos mítoszainak, de abban nem értenek egyet, hogy ez a hírnév megérdemelt-e.

"A kalória természetesen kalória" - mondja Kevin Hall, aki fizikusnak tanult, és jelenleg a Maryland-i Nemzeti Egészségügyi Intézetben kísérleteket végez és matematikai modelleket fejleszt ki az anyagcserére és a testtömeg-szabályozásra. Hall egyetért abban, hogy a különböző makrotápanyagok - a zsíroknak a szénhidrátokkal szembeni gondolkodása - nagyon eltérő hatást gyakorolnak a testre, de határozottan nem ért egyet Preece állításával [miszerint „egy kalória nem lehet kalória”]. Ha a kérdés csak a test által elégetett kalóriák számára vonatkozik, nem pedig zsírként tárolva, akkor két, azonos kalóriatartalmú étel esetében "gyakorlatilag ugyanaz", függetlenül azok zsír- vagy szénhidráttartalmától.

Első pillantásra a termodinamika törvényei alkalmatlannak tűnhetnek az emberi testen átáramló energiaáramok modellezéséhez, mivel a test nem zárt, elszigetelt rendszer. "Az élő szervezetek nincsenek egyensúlyban", így a termodinamika nem releváns - mondja Richard Feinman, a Brooklyni Állami Egyetem New York-i Egészségügyi és Tudományos Központjának biokémikusa, aki szintén egyetért a "kalória nem kalória" ponttal. -Kilátás. Azt állítja, hogy még akkor is, ha a különböző makrotápanyagok oxidációs útjai ugyanazt az összenergiát használják, akkor is különböző mennyiségű munkát és hőt termelnek, és ezért kalóriájuk egyenlőtlen. Ez az érvelés téves, állítja Dale Schoeller, aki az anyagcserét és a táplálkozást tanulmányozza a madisoni Wisconsini Egyetemen. Megjegyzi, hogy az élelmiszerek kalóriatartalmának meghatározása céljából végzett emberi táplálkozási kísérletek annak változásaiban változnak, hogy a szervezet hogyan kezeli a különböző makrotápanyagokat. Ezek a számok szolgálnak azokra az értékekre, amelyek például a gabonaszeletek oldalán jelennek meg. „Ez nem tökéletes szám; az anyagcseréjükben mutatkozó különbségek miatt néhány százalékkal változik az egyének között ”- mondja Schoeller. De közel van ahhoz, hogy észrevegyék.

Hall elmondása szerint ő és mások előrelépést tettek az orvosok és a dietetikusok oktatása terén a különböző makrotápanyagok kalóriáinak egyenértékűségéről, valamint a 3500 kalória szabályról. Például olyan eszközöket fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik az orvosok számára, hogy pontosabb előrejelzéseket tegyenek. Hall szoftvere, az NIH testtömeg-tervező, az energiaáramlási modelljének egyszerűsített változatát kódolja, és a betegek felhasználhatják arra, hogy megjósolják a célsúly eléréséhez szükséges kalória-csökkenést. "A weboldalt emberek milliói használták, ezért az üzenet egyre inkább megjelenik" - mondja. De hozzáteszi, a fogyókúrával kapcsolatos mítoszok elterjesztése a szélesebb nyilvánosságban egészen más labdajáték.