Dlaczego tak wielu z nas tak bardzo tyje? odpowiedź wydaje się oczywista. „Podstawową przyczyną otyłości i nadwagi”, jak twierdzi Światowa Organizacja Zdrowia, „jest brak równowagi energetycznej pomiędzy kaloriami spożywanymi a wydatkowanymi”. Mówiąc prościej, albo jemy za dużo, albo jesteśmy zbyt siedzący, albo jedno i drugie. Zgodnie z tą logiką, każdy nadmiar kalorii – czy to z białka, węglowodanów czy tłuszczu (trzy główne składniki, czyli „makroskładniki” w pożywieniu) – nieuchronnie spowoduje przybranie na wadze. Więc rozwiązanie jest również oczywiste: jeść mniej, ćwiczyć więcej.
Powód do kwestionowania tego konwencjonalnego myślenia jest równie oczywisty. Jedz mniej/ruch więcej recepta została szeroko rozpowszechniona przez 40 lat, a jednak częstość występowania otyłości, lub nagromadzenie niezdrowych ilości tkanki tłuszczowej, wspiął się na bezprecedensowe poziomy. Dziś ponad jedna trzecia Amerykanów jest uważana za otyłych – ponad dwukrotnie więcej niż 40 lat temu. Na całym świecie, ponad pół miliarda ludzi jest teraz otyłych.
Besides coraz grubsze, jesteśmy również rozwijających się więcej zaburzeń metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2, który jest oznaczony przez hormonalne nieprawidłowości w przetwarzaniu i przechowywaniu składników odżywczych i jest znacznie bardziej powszechne w otyłych osób niż w lean ones.
Dysonans coraz gorzej problem pomimo pozornie dobrze przyjętego rozwiązania sugeruje dwie możliwości. Jeden, nasze zrozumienie, dlaczego ludzie stają się grube jest poprawne, ale ci, którzy są otyli – z powodów genetycznych, środowiskowych lub behawioralnych – nie są w stanie lub nie chcą się leczyć. Dwa, nasze zrozumienie jest złe i stąd tak jest wszechobecna rada o tym, jak sprawić, by rzeczy lepiej.
Jeśli druga opcja jest prawdziwa, to może to, co sprawia, że jesteśmy grubi, nie jest nierównowaga energetyczna, ale coś bardziej zbliżonego do wady hormonalnej, pomysł przyjęty przez europejskich badaczy przed II wojną światową. Jeśli tak, to głównym podejrzanym lub środowiskowym czynnikiem wywołującym ten defekt byłaby ilość i jakość spożywanych przez nas węglowodanów. Zgodnie z tym scenariuszem, jeden podstawowy błąd popełniliśmy w naszym myśleniu o otyłości jest założenie, że zawartość energii w żywności, czy awokado, stek, chleb lub soda, jest to, co czyni je tuczące, a nie skutki, że te pokarmy, węglowodany w szczególności, mają na hormony, które regulują tłuszczu accumulation.
Given jak często naukowcy odnoszą się do otyłości jako zaburzenia równowagi energetycznej, można by założyć, że koncepcja została rygorystycznie przetestowana dekady temu. Ale właściwa lustracja naukowa nigdy tak naprawdę nie miała miejsca. Eksperymenty były zbyt trudne, jeśli nie zbyt kosztowne, aby wykonać je poprawnie. A badacze zazwyczaj uważali, że odpowiedź jest oczywista – jemy za dużo – więc eksperymenty nie były warte wysiłku. W rezultacie, naukowe podłoże najbardziej krytycznego problemu zdrowotnego naszej ery – rosnące stawki otyłości i cukrzycy oraz ich powikłań – pozostaje bardzo otwarte pytanie.
Po dekadzie studiowania nauki i jej historii, jestem przekonany, że znaczący postęp przeciwko otyłości przyjdzie tylko wtedy, gdy ponownie przemyślimy i rygorystycznie przetestujemy nasze rozumienie jej przyczyny. W zeszłym roku, z Peter Attia, były chirurg i badacz raka, I współzałożyciel organizacji non-profit, Nutrition Science Initiative (NuSI), aby rozwiązać ten brak ostatecznych dowodów. Przy wsparciu Fundacji Laury i Johna Arnolda w Houston, Tex., zatrudniliśmy niezależnych naukowców do projektowania i przeprowadzania eksperymentów, które będą skrupulatnie testować konkurencyjne hipotezy otyłości (i przez rozszerzenie, przyrost masy ciała). Fundacja Arnolda zobowiązała się do sfinansowania do 60 procent obecnego budżetu badawczego NuSI oraz trzyletnich kosztów operacyjnych w łącznej wysokości 40 milionów dolarów. Badacze będą podążać za dowodami, gdziekolwiek one prowadzą. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, możemy mieć jednoznaczne dowody na temat biologicznej przyczyny otyłości w ciągu najbliższych pół tuzina lat.
Hormonalna hipoteza
Aby zrozumieć, co sprawia, że hormonalna hipoteza otyłości jest tak intrygująca, pomocne jest uchwycenie, gdzie hipoteza równowagi energetycznej wypada blado. Pomysł, że otyłość jest spowodowana przez spożywanie więcej kalorii niż wydajemy rzekomo wynika z pierwszego prawa termodynamiki, który po prostu stwierdza, że energia nie może być ani tworzone, ani niszczone. W zastosowaniu do biologii oznacza to, że energia spożywana przez organizm musi zostać przekształcona w użyteczną formę (zmetabolizowana), wydalona lub zmagazynowana. Tak więc, jeśli przyjmujemy więcej kalorii niż wydajemy lub wydalamy, nadmiar musi zostać zmagazynowany, co oznacza, że tyjemy i stajemy się ciężsi. Jak dotąd, to takie oczywiste. Ale to prawo nie mówi nam nic o tym, dlaczego przyjmujemy więcej kalorii niż wydajemy, ani dlaczego nadmiar jest magazynowany w postaci tłuszczu. I to właśnie te „dlaczego” pytania, które wymagają odpowiedzi.
Specjalnie, dlaczego komórki tłuszczowe gromadzą cząsteczki tłuszczu do nadmiaru? To jest pytanie biologiczne, a nie pytanie z fizyki. Dlaczego te cząsteczki tłuszczu nie są metabolizowane zamiast tego w celu wytworzenia energii lub ciepła? I dlaczego komórki tłuszczowe gromadzą nadmiar tłuszczu w niektórych obszarach ciała, a w innych nie? Mówiąc, że robią to, ponieważ nadmiar kalorii są spożywane nie jest znacząca odpowiedź.
Odpowiedź na te pytania prowadzi do rozważenia roli, że hormony-insulina, w szczególności-play w stymulowaniu akumulacji tłuszczu w różnych komórkach. Insulina jest wydzielana w odpowiedzi na rodzaj węglowodanów zwanych glukozą. Kiedy ilość glukozy we krwi wzrasta – co ma miejsce po zjedzeniu bogatego w węglowodany posiłku – trzustka wydziela więcej insuliny, która działa tak, aby utrzymać poziom glukozy we krwi na niebezpiecznie wysokim poziomie. Insulina mówi komórkom mięśniowym, organom, a nawet komórkom tłuszczowym, aby pobierały glukozę i wykorzystywały ją jako paliwo. Mówi również komórkom tłuszczowym, aby przechowywały tłuszcz – w tym tłuszcz z posiłku – do późniejszego wykorzystania. Tak długo jak poziom insuliny pozostaje wysoki, komórki tłuszczowe zatrzymują tłuszcz, a inne komórki preferencyjnie spalają glukozę (a nie tłuszcz) dla energii.
Głównym źródłem glukozy w diecie są skrobie, zboża i cukry. (W przypadku braku węglowodanów, wątroba będzie syntetyzować glukozę z białka). Im bardziej lekkostrawne węglowodany, tym większy i szybszy wzrost glukozy we krwi. (Błonnik i tłuszcz w żywności spowalniają ten proces.) Tak więc dieta bogata w rafinowane ziarna i skrobię spowoduje większe wydzielanie insuliny niż dieta, która ich nie zawiera. Cukry – takie jak sacharoza i syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy – mogą odgrywać kluczową rolę, ponieważ zawierają one również znaczne ilości węglowodanów zwanych fruktozą, które są metabolizowane głównie przez komórki wątroby. Choć nie są to dane ostateczne, badania sugerują, że duże ilości fruktozy mogą być ważną przyczyną „insulinooporności”. Kiedy komórki są oporne na insulinę, do kontrolowania poziomu glukozy we krwi potrzebna jest większa ilość insuliny. W rezultacie, zgodnie z hipotezą hormonalną, coraz większa część dnia, w którym insulina we krwi jest podwyższona, powoduje gromadzenie się tłuszczu w komórkach tłuszczowych, zamiast wykorzystywania go do napędzania organizmu. Tak mało jak 10 lub 20 kalorii przechowywanych jako nadmiar tłuszczu każdego dnia może prowadzić przez dziesięciolecia do otyłości.
Hormonalna hipoteza sugeruje, że jedynym sposobem, aby zapobiec tej spirali w dół od dzieje, i odwrócić go, gdy to robi, jest unikanie cukrów i węglowodanów, które działają w celu podniesienia poziomu insuliny. Wtedy ciało będzie naturalnie stuknąć swój sklep z tłuszczu do spalenia na paliwo. Przełącznik od spalania węglowodanów do spalania tłuszczu, więc logika idzie, może wystąpić nawet jeśli całkowita liczba spożywanych kalorii pozostaje bez zmian. Komórki spalają tłuszcz, ponieważ hormony skutecznie każą im to robić; w rezultacie wzrasta wydatek energetyczny organizmu. Aby stracić nadmiar tkanki tłuszczowej, zgodnie z tym poglądem, węglowodany muszą być ograniczone i zastąpione, najlepiej tłuszczem, który nie stymuluje wydzielania insuliny.
Ta alternatywna hipoteza otyłości sugeruje, że trwające na całym świecie epidemie otyłości i cukrzycy typu 2 (która wynika w dużej mierze z insulinooporności) są w dużej mierze napędzane przez ziarna i cukry w naszych dietach. Sugeruje również, że pierwszym krokiem w rozwiązywaniu tych kryzysów jest unikanie cukrów i ograniczenie spożycia warzyw skrobiowych i zbóż, a nie martwienie się o to, ile jemy i ćwiczymy.
Zapomniana historia
Konwencjonalna mądrość nie zawsze sprzyjała hipotezie równowagi energetycznej, która dominuje dzisiaj. Do II wojny światowej, wiodące autorytety w dziedzinie otyłości (i większości dyscyplin medycznych) pracowały w Europie i doszły do wniosku, że otyłość była, jak każde inne zaburzenie wzrostu, spowodowana przez wadę hormonalną i regulacyjną. Coś było nie tak, wierzyli, z hormonami i enzymami, które wpływają na przechowywanie tłuszczu w komórkach tłuszczowych.
Gustav von Bergmann, niemiecki internista, opracował oryginalną hipotezę ponad sto lat temu. (Dziś najwyższym wyróżnieniem przyznawanym przez Niemieckie Towarzystwo Medycyny Wewnętrznej jest Medal Gustava von Bergmanna). Bergmann przywołał termin „lipofilia” – miłość do tłuszczu – aby opisać powinowactwo różnych tkanek ciała do gromadzenia tłuszczu. Podobnie jak rosną włosy w niektórych miejscach, a nie innych, przechowujemy tłuszcz w niektórych miejscach, a nie innych, a to „lipofilna tendencja”, założył, musi być regulowane przez physiological factors.
Koncepcja lipofilii zniknął po II wojnie światowej z zastąpieniem niemieckiego z angielskim jako naukowej lingua franca. Tymczasem technologie potrzebne do zrozumienia regulacji akumulacji tłuszczu w komórkach tłuszczowych, a tym samym biologiczne podstawy otyłości-szczegółowo, techniki do dokładnego pomiaru kwasów tłuszczowych i poziomów hormonów we krwi-nie zostały wynalezione do późnych 1950s.
Przez mid-1960s było jasne, że insulina była głównym hormonem regulującym akumulacji tłuszczu, ale do tego czasu otyłość została skutecznie uznane za zaburzenia odżywiania, które mają być traktowane przez indukowanie lub przymusu otyłych podmiotów do jedzenia mniej kalorii. Gdy badania powiązały ilość cholesterolu we krwi z ryzykiem chorób serca, a dietetycy za cel obrali tłuszcze nasycone jako podstawowe zło dietetyczne, władze zaczęły zalecać diety niskotłuszczowe i wysokowęglowodanowe. Pomysł, że węglowodany mogą powodować otyłość (lub cukrzyca lub choroby serca) został swept aside.
Still, kilka lekarzy pracujących objęła hipotezę węglowodanów / insuliny i napisał książki diety twierdząc, że grube ludzie mogą schudnąć jedzenia tyle, ile chcieli, tak długo, jak unikali węglowodanów. Ponieważ najbardziej wpływowi eksperci wierzyli, że ludzie dostali tłuszczu na początek właśnie dlatego, że jedli tyle, ile chcieli, te książki diety były postrzegane jako przekręty. Najbardziej znany z tych autorów, Robert C. Atkins, nie pomóc sprawie, utrzymując, że nasycone tłuszcze mogą być spożywane do serca rozkoszy – Newburg homara, podwójne cheeseburgery – tak długo, jak węglowodany były unikane – sugestia, że wielu uważane za równoznaczne z medical malpractice.
Rigorous Experiments
W ciągu ostatnich 20 lat zgromadzono znaczące dowody sugerujące, że te diety lekarze mogą mieć rację, że hipoteza hormonalna jest realne wyjaśnienie, dlaczego dostajemy tłuszczu i że oporność na insulinę, napędzany być może przez cukry w diecie, jest podstawowym defektem nie tylko w cukrzycy typu 2, ale w choroby serca, a nawet raka. To sprawia, że rygorystyczne badania roli węglowodanów i insuliny są niezwykle ważne. Ponieważ ostatecznym celem jest zidentyfikowanie środowiskowych czynników wywołujących otyłość, eksperymenty powinny być ukierunkowane na wyjaśnienie procesów, które prowadzą do gromadzenia się nadmiaru tłuszczu. Jednak rozwój otyłości może trwać dziesiątki lat, więc przyrost tkanki tłuszczowej z miesiąca na miesiąc może być zbyt mały, by go wykryć. Dlatego pierwszym krokiem, który podejmą naukowcy finansowani przez NuSI, będzie przetestowanie konkurencyjnych hipotez dotyczących utraty wagi, która może nastąpić stosunkowo szybko. Te pierwsze wyniki pomogą następnie określić, jakie przyszłe eksperymenty są potrzebne do dalszego wyjaśnienia mechanizmów w pracy i która z tych hipotez jest poprawna.
Kluczowy początkowy eksperyment zostanie przeprowadzony wspólnie przez naukowców z Columbia University, National Institutes of Health, Florida Hospital-Sanford-Burnham Translational Research Institute w Orlando oraz Pennington Biomedical Research Center w Baton Rouge, La. W tym pilotażowym badaniu, 16 uczestników z nadwagą i otyłością będzie przebywać przez cały czas trwania eksperymentu w pomieszczeniach badawczych, aby zapewnić dokładną ocenę spożycia kalorii i wydatku energetycznego. W pierwszym etapie, uczestnicy będą karmieni dietą podobną do diety przeciętnego Amerykanina – 50 procent węglowodanów (15 procent cukru), 35 procent tłuszczu i 15 procent białka. Naukowcy będą ostrożnie manipulować spożywanymi kaloriami, dopóki nie okaże się, że uczestnicy ani nie przybierają na wadze, ani nie tracą tłuszczu. Innymi słowy, kalorie, które przyjmują, będą odpowiadać kaloriom, które wydają, mierzonym w urządzeniu zwanym komorą metaboliczną. Na etapie drugim, przedmioty będą karmione dietą dokładnie takiej samej liczby kalorii były one spożywane-rozłożone na tej samej liczbie posiłków i przekąsek-ale skład zmieni się dramatycznie.
Całkowita zawartość węglowodanów nowej diety będzie niezwykle niski-na porządku 5 procent, co przekłada się tylko na węglowodany, które występują naturalnie w mięso, ryby, ptactwo, jaja, ser, tłuszcz zwierzęcy i olej roślinny, wraz z porcjami zielonych warzyw liściastych. Zawartość białka w tej diecie będzie pasować, że z diety tematy zjadł początkowo-15 procent kalorii. Reszta-80 procent kalorii będzie składać się z tłuszczu z tych prawdziwych źródeł żywności. Pomysł nie jest, aby sprawdzić, czy ta dieta jest zdrowa lub zrównoważony na całe życie, ale do korzystania z niego, aby obniżyć poziom insuliny przez największą kwotę w najkrótszym czasie.
Meanful eksperymentów naukowych idealnie ustawić sytuację, w której konkurujących hipotez dokonać różnych przewidywań na temat tego, co się stanie. W tym przypadku, jeśli akumulacja tłuszczu jest przede wszystkim napędzany przez nierównowagę energetyczną, te tematy powinny ani stracić, ani zyskać na wadze, ponieważ będą one jeść dokładnie tyle kalorii, jak są one wydalania. Taki wynik wspierałby konwencjonalną mądrość, że kaloria jest kalorią, niezależnie od tego, czy pochodzi z tłuszczu, węglowodanów czy białka. Jeśli, z drugiej strony, skład makroskładników wpływa na akumulację tłuszczu, a następnie te tematy powinny stracić zarówno wagi i tłuszczu na reżimie ograniczonej węglowodanów i ich wydatek energetyczny powinien wzrosnąć, wspierając ideę, że kaloria węglowodanów jest bardziej tuczące niż jeden z białka lub tłuszczu, prawdopodobnie z powodu wpływu na insulin.
Jedną wadą tego rygorystycznego podejścia naukowego jest to, że nie może być pospiesznie bez podejmowania niedopuszczalnych kompromisów. Nawet to badanie pilotażowe zajmie lepszą część roku. Bardziej ambitne badania kontynuacyjne potrwają prawdopodobnie kolejne trzy lata. Jak zebrać więcej funduszy, mamy nadzieję, aby wspierać więcej testów-w tym bliższe spojrzenie na rolę, że poszczególne cukry i makroskładniki mają na inne zaburzenia, takie jak cukrzyca, rak i warunki neurologiczne. Żaden z tych eksperymentów będzie łatwe, ale są one doable.
Jeden ostateczny cel jest zapewnienie ogółu społeczeństwa, że cokolwiek dieta porady otrzymuje do utraty wagi, ogólnego stanu zdrowia i zapobiegania otyłości-jest oparta na rygorystycznej nauki, a nie uprzedzeń lub ślepej konsensusu. Otyłość i cukrzyca typu 2 są nie tylko poważne obciążenia dla dotkniętych jednostek, ale są przytłaczające nasz system opieki zdrowotnej i prawdopodobnie naszej gospodarki, jak również. Rozpaczliwie potrzebujemy tego rodzaju jednoznacznych dowodów, które eksperymenty NuSi mają na celu wygenerowanie, jeśli mamy zamiar zwalczać i zapobiegać tym zaburzeniom.
.