Waarom worden zovelen van ons zo dik? lijkt het antwoord voor de hand te liggen. “De fundamentele oorzaak van zwaarlijvigheid en overgewicht,” zegt de Wereldgezondheidsorganisatie, “is een energie-onbalans tussen verbruikte calorieën en verbruikte calorieën.” Simpel gezegd, we eten of te veel, of we zitten te veel, of allebei. Volgens deze logica zal elke overmaat aan calorieën – of die nu afkomstig zijn van eiwitten, koolhydraten of vetten (de drie hoofdbestanddelen, of “macronutriënten”, in voedsel) – onvermijdelijk tot kilo’s leiden. Dus de oplossing ligt ook voor de hand: eet minder, beweeg meer.
De reden om dit conventionele denken in twijfel te trekken is even vanzelfsprekend. Het minder eten / meer bewegen recept is wijd verspreid voor 40 jaar, en toch de prevalentie van obesitas, of de accumulatie van ongezonde hoeveelheden lichaamsvet, is gestegen tot ongekende niveaus. Vandaag de dag wordt meer dan een derde van de Amerikanen als zwaarlijvig beschouwd – meer dan twee keer zoveel als 40 jaar geleden. Wereldwijd zijn nu meer dan een half miljard mensen zwaarlijvig.
Naast het dikker worden, ontwikkelen we ook meer stofwisselingsziekten, zoals type 2 diabetes, dat wordt gekenmerkt door hormonale afwijkingen in de verwerking en opslag van voedingsstoffen en veel vaker voorkomt bij zwaarlijvige individuen dan bij magere.
De dissonantie van een steeds erger wordend probleem ondanks een schijnbaar goed geaccepteerde oplossing suggereert twee mogelijkheden. Eén, ons begrip van waarom mensen dik worden is juist, maar degenen die zwaarlijvig zijn – om genetische, omgevings- of gedragsredenen – zijn niet in staat of niet bereid om zichzelf te genezen. Twee, ons begrip is verkeerd en dus ook het alomtegenwoordige advies over hoe dingen beter te maken.
Als de tweede optie waar is, dan is datgene wat ons dik maakt misschien geen energie onevenwichtigheid maar iets dat meer verwant is aan een hormonale afwijking, een idee dat door Europese onderzoekers voor de Tweede Wereldoorlog omarmd werd. In dat geval zou de voornaamste verdachte of omgevingsfactor van dit defect de hoeveelheid en kwaliteit zijn van de koolhydraten die we consumeren. Volgens dit scenario is een fundamentele fout die we hebben gemaakt in ons denken over zwaarlijvigheid de aanname dat de energie-inhoud van voedsel – of het nu avocado, biefstuk, brood of frisdrank is – datgene is wat het dik maakt, en niet de effecten die dit voedsel, koolhydraten in het bijzonder, hebben op de hormonen die de vetaccumulatie regelen.
Gezien hoe vaak onderzoekers verwijzen naar zwaarlijvigheid als een stoornis van de energiebalans, zou men kunnen veronderstellen dat dit concept tientallen jaren geleden al grondig was getest. Maar een echte wetenschappelijke doorlichting heeft nooit plaatsgevonden. De experimenten waren te moeilijk, zo niet te duur, om correct uit te voeren. En onderzoekers dachten meestal dat het antwoord voor de hand lag – we eten te veel – en dus waren de experimenten niet de moeite waard. Als gevolg daarvan is de wetenschappelijke onderbouwing van het meest kritieke gezondheidsprobleem van onze tijd – de snelgroeiende percentages obesitas en diabetes en hun complicaties – nog steeds een open vraag.
Na een decennium van studie van de wetenschap en haar geschiedenis, ben ik ervan overtuigd dat vooruitgang van betekenis tegen obesitas alleen zal komen als we ons begrip van de oorzaak ervan heroverwegen en rigoureus testen. Vorig jaar was ik samen met Peter Attia, een voormalig chirurg en kankeronderzoeker, medeoprichter van een non-profitorganisatie, het Nutrition Science Initiative (NuSI), om dit gebrek aan definitief bewijs aan te pakken. Met steun van de Laura en John Arnold Stichting in Houston, Tex, hebben we onafhankelijke wetenschappers gerekruteerd om de experimenten te ontwerpen en uit te voeren die de concurrerende hypotheses over obesitas (en bij uitbreiding gewichtstoename) nauwgezet zullen testen. De Arnold Foundation heeft toegezegd tot 60% van het huidige onderzoeksbudget van NuSI en drie jaar bedrijfskosten te financieren voor een totaal van $40 miljoen. De onderzoekers zullen het bewijs volgen waar het ook heen leidt. Als alles volgens plan verloopt, zouden we binnen een half dozijn jaar ondubbelzinnig bewijs kunnen hebben over de biologische oorzaak van zwaarlijvigheid.
De hormoonhypothese
Om te begrijpen wat de hormoonhypothese van zwaarlijvigheid zo intrigerend maakt, helpt het om te begrijpen waar de energie-balanshypothese tekort schiet. Het idee dat zwaarlijvigheid wordt veroorzaakt door meer calorieën te verbruiken dan we verbruiken, zou voortkomen uit de eerste wet van de thermodynamica, die alleen stelt dat energie noch kan worden gecreëerd noch kan worden vernietigd. Toegepast op de biologie betekent dit dat energie die door een organisme wordt verbruikt, ofwel moet worden omgezet in een nuttige vorm (metabolisme), ofwel moet worden uitgescheiden of opgeslagen. Als we dus meer calorieën innemen dan we verbruiken of uitscheiden, moet het teveel worden opgeslagen, wat betekent dat we dikker en zwaarder worden. Tot zover, zo duidelijk. Maar deze wet vertelt ons niets over waarom we meer calorieën innemen dan we verbruiken, noch vertelt hij ons waarom het teveel wordt opgeslagen als vet. En het zijn deze “waarom” vragen die beantwoord moeten worden.
Nauwkeurig gezegd, waarom stapelen vetcellen vetmoleculen op tot overmaat? Dit is een biologische vraag, geen natuurkundige. Waarom worden die vetmoleculen niet gemetaboliseerd om energie of warmte op te wekken? En waarom nemen vetcellen in sommige delen van het lichaam een teveel aan vet op en in andere niet? Zeggen dat ze dat doen omdat er teveel calorieën worden geconsumeerd is geen zinnig antwoord.
De beantwoording van deze vragen leidt tot de overweging van de rol die hormonen – met name insuline – spelen bij het stimuleren van vetophoping in verschillende cellen. Insuline wordt afgescheiden als reactie op een soort koolhydraat, glucose genaamd. Wanneer de hoeveelheid glucose in het bloed stijgt – zoals gebeurt na het eten van een koolhydraatrijke maaltijd – scheidt de alvleesklier meer insuline af, die ervoor moet zorgen dat de bloedglucosespiegel niet gevaarlijk hoog wordt. Insuline vertelt spier-, orgaan- en zelfs vetcellen om de glucose op te nemen en te gebruiken als brandstof. Het vertelt vetcellen ook vet op te slaan, inclusief vet van de maaltijd, voor later gebruik. Zolang de insulinespiegel hoog blijft, houden de vetcellen vet vast, en verbranden de andere cellen bij voorkeur glucose (en geen vet) voor energie.
De belangrijkste voedingsbronnen van glucose zijn zetmeel, granen en suikers. (Bij gebrek aan koolhydraten zal de lever glucose synthetiseren uit eiwitten). Hoe lichter verteerbaar de koolhydraten, hoe groter en sneller de stijging van de bloedglucose. (Vezels en vetten in voedsel vertragen het proces.) Een dieet dat rijk is aan geraffineerde granen en zetmeel zal dus een grotere insulinesecretie veroorzaken dan een dieet dat dat niet is. Suikers zoals sacharose en maïssiroop met een hoog fructosegehalte spelen mogelijk een belangrijke rol omdat ze ook aanzienlijke hoeveelheden fructose bevatten, een koolhydraat dat voornamelijk door levercellen wordt gemetaboliseerd. Hoewel niet definitief, suggereert onderzoek dat grote hoeveelheden fructose een belangrijke oorzaak kunnen zijn van “insulineresistentie”. Wanneer cellen insulineresistent zijn, is meer insuline nodig om de bloedglucose onder controle te houden. Het resultaat, volgens de hormoonhypothese, is een steeds groter deel van de dag dat de insuline in het bloed verhoogd is, waardoor vet zich ophoopt in vetcellen in plaats van te worden gebruikt als brandstof voor het lichaam. Zo weinig als 10 of 20 calorieën die elke dag als overtollig vet worden opgeslagen, kunnen in de loop van tientallen jaren tot zwaarlijvigheid leiden.
De hormoonhypothese suggereert dat de enige manier om te voorkomen dat deze neerwaartse spiraal zich voordoet, en om het om te keren wanneer het gebeurt, is om de suikers en koolhydraten te vermijden die werken om de insulinespiegel te verhogen. Dan zal het lichaam op natuurlijke wijze zijn vetreserves aanspreken om als brandstof te dienen. De omschakeling van koolhydraatverbranding naar vetverbranding, zo is de logica, kan plaatsvinden zelfs als het totale aantal verbruikte calorieën ongewijzigd blijft. De cellen verbranden het vet omdat de hormonen hen daartoe aanzetten; het energieverbruik van het lichaam neemt daardoor toe. Om overtollig lichaamsvet te verliezen, moeten volgens deze zienswijze koolhydraten worden beperkt en vervangen, idealiter door vet, dat de insulinesecretie niet stimuleert.
Deze alternatieve hypothese van obesitas impliceert dat de voortdurende wereldwijde epidemieën van obesitas en diabetes type 2 (die voor een groot deel het gevolg zijn van insulineresistentie) grotendeels worden aangedreven door de granen en suikers in onze voeding. Het impliceert ook dat de eerste stap in het oplossen van deze crises het vermijden van suikers en het beperken van de consumptie van zetmeelrijke groenten en granen is, in plaats van ons zorgen te maken over hoeveel we eten en bewegen.
Vergeten Geschiedenis
De conventionele wijsheid was niet altijd voorstander van de energie-onevenwichtigheidshypothese die vandaag de overhand heeft. Tot de Tweede Wereldoorlog werkten de toonaangevende autoriteiten op het gebied van zwaarlijvigheid (en de meeste medische disciplines) in Europa en kwamen tot de conclusie dat zwaarlijvigheid, net als elke andere groeistoornis, werd veroorzaakt door een hormonaal en regulatief defect. Zij geloofden dat er iets mis was met de hormonen en enzymen die de opslag van vet in vetcellen beïnvloeden.
Gustav von Bergmann, een Duitse internist, ontwikkelde de oorspronkelijke hypothese meer dan een eeuw geleden. (Tegenwoordig is de hoogste eer die wordt toegekend door de Duitse Vereniging voor Interne Geneeskunde de Gustav von Bergmann Medaille). Bergmann bedacht de term “lipofilie” – liefde voor vet – om de affiniteit van verschillende lichaamsweefsels te beschrijven om vet te vergaren. Net zoals we haar laten groeien op sommige plaatsen en op andere niet, slaan we vet op sommige plaatsen op en op andere niet, en deze “lipofiele neiging”, veronderstelde hij, moet worden gereguleerd door fysiologische factoren.
Het lipofilie-concept verdween na de Tweede Wereldoorlog met de vervanging van het Duits door het Engels als de wetenschappelijke lingua franca. Ondertussen werden de technologieën die nodig waren om de regulatie van vetophoping in vetcellen en dus de biologische basis van zwaarlijvigheid te begrijpen – in het bijzonder technieken om nauwkeurig vetzuren en hormoonspiegels in het bloed te meten – pas aan het eind van de jaren 1950 uitgevonden.
Tegen het midden van de jaren 1960 was het duidelijk dat insuline het voornaamste hormoon was dat vetophoping reguleerde, maar tegen die tijd werd zwaarlijvigheid in feite beschouwd als een eetstoornis die behandeld moest worden door zwaarlijvige proefpersonen ertoe te brengen of te dwingen minder calorieën te eten. Toen studies het verband legden tussen de hoeveelheid cholesterol in het bloed en het risico van hart- en vaatziekten en voedingsdeskundigen verzadigde vetten als het voornaamste kwaad in de voeding beschouwden, begonnen de autoriteiten vetarme, koolhydraatrijke diëten aan te bevelen. Het idee dat koolhydraten zwaarlijvigheid (of diabetes of hartziekten) konden veroorzaken, werd van tafel geveegd.
Toch omarmden enkele werkzame artsen de koolhydraat/insuline-hypothese en schreven dieetboeken waarin werd beweerd dat dikke mensen konden afvallen door zoveel te eten als ze maar wilden, zolang ze maar geen koolhydraten aten. Omdat de meest invloedrijke deskundigen geloofden dat mensen om te beginnen dik werden juist omdat zij zoveel aten als zij wilden, werden deze dieetboeken gezien als oplichterij. De beroemdste van deze auteurs, Robert C. Atkins, hielp de zaak niet door te beweren dat verzadigd vet naar hartelust kon worden gegeten – kreeft Newburg, dubbele cheeseburgers – zolang koolhydraten maar werden vermeden – een suggestie die velen beschouwden als medische wanpraktijk.
Rigoureuze Experimenten
In de afgelopen 20 jaar is er veel bewijs verzameld dat suggereert dat deze dieetartsen gelijk kunnen hebben gehad, dat de hormoonhypothese een levensvatbare verklaring is voor waarom we dik worden en dat insulineresistentie, wellicht aangedreven door de suikers in de voeding, een fundamenteel defect is, niet alleen in type 2 diabetes maar ook in hartziekten en zelfs kanker. Dit maakt rigoureuze tests van de rol van koolhydraten en insuline van cruciaal belang. Omdat het uiteindelijke doel is de omgevingsfactoren die zwaarlijvigheid veroorzaken te identificeren, zouden experimenten idealiter gericht moeten zijn op het ophelderen van de processen die leiden tot de accumulatie van overtollig vet. Maar het kan tientallen jaren duren voordat zwaarlijvigheid zich ontwikkelt, zodat elke maandelijkse toename van vet te klein kan zijn om waar te nemen. De eerste stap die door NuSI gefinancierde onderzoekers dus zullen nemen, is het testen van de concurrerende hypotheses over gewichtsverlies, dat relatief snel kan optreden. Deze eerste resultaten zullen dan helpen bepalen welke toekomstige experimenten nodig zijn om de werkingsmechanismen verder te verduidelijken en welke van deze hypothesen juist is.
Een belangrijk eerste experiment zal gezamenlijk worden uitgevoerd door onderzoekers van Columbia University, de National Institutes of Health, het Florida Hospital-Sanford-Burnham Translational Research Institute in Orlando, en het Pennington Biomedical Research Center in Baton Rouge, La. In deze pilotstudie zullen 16 deelnemers met overgewicht en obesitas gedurende het hele experiment in onderzoeksfaciliteiten worden ondergebracht om te zorgen voor nauwkeurige beoordelingen van calorieverbruik en energie-uitgaven. In de eerste fase krijgen de deelnemers een dieet dat vergelijkbaar is met dat van de gemiddelde Amerikaan – 50% koolhydraten (15% suiker), 35% vet en 15% eiwit. Onderzoekers zullen de ingenomen calorieën zorgvuldig manipuleren tot het duidelijk is dat de deelnemers noch aankomen noch vet verliezen. Met andere woorden, de calorieën die ze innemen moeten overeenkomen met de calorieën die ze verbruiken, zoals gemeten in een apparaat dat een stofwisselingskamer wordt genoemd. In de tweede fase krijgen de proefpersonen een dieet met precies hetzelfde aantal calorieën als voorheen – verdeeld over hetzelfde aantal maaltijden en tussendoortjes – maar de samenstelling zal drastisch veranderen.
Het totale koolhydraatgehalte van het nieuwe dieet zal buitengewoon laag zijn – zo’n 5%, wat neerkomt op alleen koolhydraten die van nature voorkomen in vlees, vis, gevogelte, eieren, kaas, dierlijk vet en plantaardige olie, samen met porties groene bladgroenten. Het eiwitgehalte van dit dieet zal overeenkomen met dat van het dieet dat de proefpersonen aanvankelijk aten-15 procent van de calorieën. De rest – 80 procent van de calorieën – zal bestaan uit vet uit deze echte voedingsbronnen. Het idee is niet om te testen of dit dieet gezond of levenslang vol te houden is, maar om het te gebruiken om de insulinespiegel in de kortst mogelijke tijd zo veel mogelijk te verlagen.
Bij zinvolle wetenschappelijke experimenten wordt idealiter een situatie opgezet waarin concurrerende hypothesen verschillende voorspellingen doen over wat er zal gebeuren. In dit geval, als de vetophoping hoofdzakelijk wordt aangedreven door een onevenwichtige energiebalans, zouden deze proefpersonen noch moeten afvallen, noch moeten aankomen, omdat zij precies evenveel calorieën zullen eten als zij verbruiken. Een dergelijk resultaat zou de conventionele wijsheid ondersteunen – dat een calorie een calorie is, ongeacht of deze afkomstig is van vet, koolhydraten of eiwitten. Indien daarentegen de samenstelling van de macronutriënten van invloed is op de vetaccumulatie, dan zouden deze proefpersonen zowel gewicht als vet verliezen bij de koolhydraatbeperking en zou hun energie-uitgaven moeten toenemen, hetgeen het idee ondersteunt dat een calorie van koolhydraten vetter is dan een calorie van eiwitten of vetten, vermoedelijk vanwege het effect op insuline.
Een nadeel van deze rigoureuze wetenschappelijke benadering is dat zij niet overhaast kan worden uitgevoerd zonder onaanvaardbare compromissen te sluiten. Zelfs deze pilot-studie zal het grootste deel van een jaar in beslag nemen. De meer ambitieuze vervolgonderzoeken zullen waarschijnlijk nog eens drie jaar duren. Naarmate we meer fondsen werven, hopen we meer tests te kunnen ondersteunen – inclusief een nadere beschouwing van de rol die bepaalde suikers en macronutriënten hebben op andere aandoeningen, zoals diabetes, kanker en neurologische aandoeningen. Geen van deze experimenten zal gemakkelijk zijn, maar ze zijn uitvoerbaar.
Een uiteindelijk doel is om het grote publiek te verzekeren dat welk dieetadvies het ook krijgt – voor gewichtsverlies, algehele gezondheid en preventie van obesitas – is gebaseerd op strenge wetenschap, niet op vooroordelen of blinde consensus. Obesitas en type 2-diabetes zijn niet alleen een zware belasting voor de getroffen individuen, maar ze overspoelen ook ons gezondheidszorgsysteem en waarschijnlijk ook onze economie. We hebben dringend behoefte aan het soort ondubbelzinnig bewijs dat de NuSi-experimenten moeten opleveren als we deze aandoeningen willen bestrijden en voorkomen.