top of page

Dynamiczna natura bilansu energetycznego: klucz do zrozumienia redukcji masy ciała.

Utrata masy ciała jest złożonym procesem, który często wywołuje wiele adaptacyjnych reakcji metabolicznych w organizmie. Podstawowym elementem tego procesu jest bilans energetyczny, który określa różnicę między spożytymi a wydatkowanymi kaloriami.


Bilans energetyczny można określić jako różnicę między liczbą kalorii spożywanych w pożywieniu a energią wydatkowaną na utrzymanie funkcji metabolicznych. Jest to kluczowy czynnik wpływający na zmienność masy ciała u ludzi. Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki, energia nie może zostać wytworzona ani zniszczona, tylko przekształcona z jednej formy w drugą. Z tego wynika, że zmiany w bilansie energetycznym są decydujące dla procesu utraty masy ciała.


Skuteczna utrata masy ciała często wymaga tworzenia deficytu kalorycznego, czyli wydatkowania więcej kalorii niż spożywa się z pożywieniem. Można to osiągnąć poprzez zwiększenie aktywności fizycznej lub ograniczenie spożycia kalorii. Jednakże, proces ten nie jest liniowy, ponieważ organizm może odpowiedzieć na deficyt kaloryczny poprzez różnorodne adaptacje metaboliczne.


Adaptacje metaboliczne są zbiorem zmian fizjologicznych, które organizm podejmuje w odpowiedzi na deficyt energetyczny. Te zmiany mogą obejmować adaptacyjną termogenezę, zmiany w wydajności mitochondriów oraz zmiany w poziomie krążących hormonów. Badania wykazują, że intensywność tych zmian może zależeć od czasu trwania diety, wielkości deficytu energetycznego oraz składu ciała jednostki.


Chociaż istnieje ograniczona ilość badań na temat wpływu interwencji żywieniowych na adaptacje metaboliczne w odpowiedzi na utratę masy ciała, istnieją pewne sugestie co do możliwych rozwiązań. Wprowadzenie różnych typów diet odchudzających jest popularne, ale skuteczność może być różna w zależności od cech osoby chcącej się odchudzać. Warto eksplorować strategie żywieniowe, które mogą minimalizować negatywne skutki adaptacji metabolicznych i sprzyjać utracie masy ciała. Temat adaptacyjnych zmian metabolicznych w odpowiedzi na ograniczenie energii pozostaje nadal zagadką, a badacze starają się zgłębić mechanizmy i ewolucyjne implikacje tych adaptacji. 


Jedną z hipotez, która próbuje wyjaśnić te adaptacje, jest tzw. "hipoteza oszczędnego genu". Według tej koncepcji, nasza przeszłość ewolucyjna sprzyjała jednostkom zdolnym do przetrwania długich okresów głodu, co doprowadziło do dziedziczenia cech genetycznych, które obecnie mogą predysponować do otyłości w środowisku "obfitości". Mimo że ta teoria jest zbyt uproszczona i nie uwzględnia wielu czynników, można ją wykorzystać do zrozumienia adaptacji metabolicznych i ich ewolucyjnych podstaw.


Inną teorią, która ma na celu wyjaśnienie tych zjawisk, jest istnienie "podwzgórzowego ośrodka żywienia", częściej określanego jako „adipostat”, który kontroluje spożycie pokarmu na podstawie wydzielanych hormonów i innych czynników związanych z poziomem rezerw energii w organizmie, określając tzw "set-point". Ta hipoteza jest szeroko akceptowana w nauce, choć nie wszystkie jej aspekty zostały w pełni wyjaśnione, zwłaszcza w kontekście chorób takich jak otyłość. Ponadto, istnieją badania sugerujące istnienie "protein-stat", która reguluje spożycie pokarmu na podstawie potrzeb beztłuszczowej masy ciała. 


Analiza składowych całkowitych wydatków energetycznych (CPM) odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu procesów metabolicznych związanych z utratą masy ciała. Złożoność tego zagadnienia wymaga uwzględnienia różnorodnych czynników determinujących całkowite dzienne wydatki energetyczne danej osoby.


Pierwszym z tych składników jest podstawowa przemiana materii (PPM), która stanowi zwykle największy udział w CPM, sięgając średnio 70%. PPM zależy od wielu zmiennych, w tym płci, wzrostu, wieku, aktywności fizycznej i innych czynników. Chociaż PPM wydaje się być względnie stabilne przez całe życie jednostki, niewielkie zmiany w tkankach aktywnych metabolicznie mogą wpływać na jego wartość. Drugim istotnym składnikiem CPM są trzy czynniki: termogeneza aktywności fizycznej (EAT), non-EAT (NEAT) i efekt termiczny pożywienia (TEF).


Efekt termiczny pożywienia odnosi się do energii zużywanej podczas trawienia pokarmu i stanowi około 10% CPM. Różne składniki pokarmowe i inne czynniki mogą wpływać na ten efekt, przy czym większe posiłki oraz wyższa zawartość węglowodanów i białek mogą mieć większy wpływ na TEF.


Termogeneza aktywności fizycznej odnosi się do energii wydatkowanej na potrzeby zaprogramowanych jednostek treningowych. Wartość ta ma niewielki wpływ na CPM (5–10%) i pozostaje w większości niezmieniona, chyba że masa ciała danej osoby zostanie znacznie zmniejszona lub zwiększona.


NEAT definiuje się jako energię zużywaną na czynności niezwiązane z ćwiczeniami, takie jak chodzenie i inne codzienne zajęcia. Ten składnik ma duży i zmienny wpływ na CPM, a jego poziom może ulec obniżeniu w okresach ograniczenia energii, co może przyczynić się do stagnacji lub nawet powrotu masy ciała. 


Warto zauważyć, że składniki CPM podlegają znacznej zmienności międzyosobniczej i wewnątrzosobniczej, a największe różnice są obserwowane w NEAT. W zależności od trybu życia NEAT może stanowić od 15% do nawet 50% CPM.


Zrozumienie składników całkowitych przemian metabolicznych jest kluczowe dla skutecznego zarządzania masą ciała i opracowania spersonalizowanych strategii żywieniowych i aktywności fizycznej. Jednakże w odpowiedzi na deficyt energii zachodzą liczne zmiany fizjologiczne i endokrynologiczne, które mogą wpływać na reakcję behawioralną jednostki dotyczącą apetytu, sytości i spożycia pokarmu, co może zrównoważyć różnicę pomiędzy zalecanym deficytem energetycznym a rzeczywistym spożyciem kalorii.


W dyscyplinach sportowych, w których masa ciała lub estetyczny wygląd są istotne dla osiągnięcia sukcesu, często obserwuje się skrajne próby redukcji masy ciała. Badania oraz opisy przypadków wskazują na wiele zmian endokrynologicznych i hormonalnych u sportowców stosujących takie praktyki. Te zmiany w profilu hormonalnym często są związane ze wzrostem sygnałów oreksygenicznych i zmniejszeniem szlaków anoreksogennych, co może sprzyjać przyjmowaniu pokarmu i przywracaniu homeostazy energetycznej.


Wpływ hormonów, takich jak leptyna, hormony tarczycy, insulina i grelina, na regulację masy ciała i przyjmowanie pokarmu jest dobrze udokumentowany. - Leptyna, hormon tłuszczu, odgrywa kluczową rolę w regulacji apetytu i sytości. Jej poziom zmienia się w zależności od zapasów tkanki tłuszczowej, co może wpływać na późniejsze przyjmowanie pokarmu. - Hormony tarczycy, szczególnie T3, są istotne dla wydatków energetycznych jednostki, a ich poziom może ulec zmniejszeniu w wyniku długotrwałej utraty masy ciała. - Insulina, znana ze swojej roli w regulacji poziomu glukozy we krwi, działa również jako silny hormon anoreksogenny, sygnalizując dostępność energii i wpływając na spożycie pokarmu.- Grelina, hormon wydzielany przez żołądek, jest sygnałem oreksygenicznym, którego poziom wzrasta po utracie masy ciała, co może zwiększać apetyt i promować przyjmowanie pokarmu.


W dodatku do wcześniej omówionych hormonów, wiele innych czynników hormonalnych odgrywa istotną rolę w regulacji apetytu i uczucia sytości, co może wpływać na reakcję metaboliczną organizmu na utratę masy ciała. Na przykład, polipeptyd hamujący działanie żołądka (GIP) oraz amylina są dwoma hormonami, które zostały zidentyfikowane jako istotne dla kontroli apetytu w kontekście utraty masy ciała. Peptyd YY (PYY) i cholecystokinina (CCK) to kolejne peptydy żołądkowo-jelitowe, które wykazują działanie anoreksygenne w odniesieniu do apetytu, a ich poziomy mogą ulegać zmianom w odpowiedzi na różne czynniki, takie jak wielkość i skład posiłków.

Podobnie, peptyd glukagonopodobny 1 (GLP-1), który jest wydzielany w jelicie cienkim w odpowiedzi na spożycie pokarmu, odgrywa istotną rolę w regulacji apetytu. Badania wykazały, że poziomy GLP-1 mogą zmieniać się w odpowiedzi na utratę masy ciała, co może wpływać na dalsze przyjmowanie pokarmu.


Badania interwencyjne dotyczące utraty masy ciała często donoszą o zmianach w poziomach krążących hormonów, zarówno tych o działaniu anoreksyjnym, jak i oreksyjnym. Wiele z tych zmian może odzwierciedlać wysiłki organizmu w przywróceniu homeostazy energetycznej po utracie masy ciała. Integracyjny model hormonalnej regulacji apetytu, jak również mechanizmy sprzężenia zwrotnego, odgrywające rolę w bilansie energetycznym, są istotnymi elementami tego zrozumienia. Jednakże należy również uwzględnić aspekty psychologiczne, behawioralne i środowiskowe w kontekście utraty masy ciała, aby osiągnąć długotrwałe efekty.


Strategie żywieniowe mające na celu zmniejszenie adaptacji metabolicznej do utraty masy ciała


Aby skutecznie ograniczyć negatywne skutki adaptacji metabolicznej podczas utraty masy ciała, należy skoncentrować się na głównych problemach, takich jak zwiększony głód i zmniejszone zużycie energetyczne. Koncepcja "luki energetycznej", pomaga zrozumieć, dlaczego głód i zmniejszone zużycie energetyczne są kluczowymi czynnikami wpływającymi na projektowanie skutecznych interwencji żywieniowych. Obniżenie głodu i zwiększenie wydatku energetycznego potencjalnie zawęża różnicę między tym, co jest spożywane, a tym, co jest wydatkowane, zmniejszając w ten sposób względną wielkość deficytu energetycznego, zapewniając ogólnie mniejszą adaptację metaboliczną przy jednoczesnej utracie masy ciała. 


Wysokie spożycie białka, błonnika i protokoły przerywanego ograniczania energii (IER) (cykliczne okresy jedzenia i przerw) stanowią strategie żywieniowe, które mogą mieć bezpośredni lub pośredni wpływ na trwałą i efektywną utratę masy ciała. Spożycie białka może wpływać na uczucie sytości i metabolizm, co może zmniejszyć głód i zwiększyć wydatki energetyczne organizmu. Dodatkowo, błonnik, który jest składnikiem niektórych pokarmów, może także pomóc w kontrolowaniu apetytu poprzez wydłużanie uczucia sytości i stabilizację poziomu glukozy we krwi.


Protokoły przerywanej diety, które obejmują cykliczne okresy jedzenia i przerw, mogą pomóc w regulacji hormonów związanych z apetytem i metabolizmem, co może przyczynić się do skuteczniejszej utraty masy ciała. Badania sugerują, że takie interwencje mogą być skuteczniejsze niż tradycyjne diety o stałej kaloryczności, chociaż aktualny stan wiedzy nie pozwala ustanowić wiarygonego konsensusu na tym polu badań. 


Zwiększenie aktywności fizycznej w celu utrzymania utraty masy ciała wywołanej dietą jest kluczowym elementem ograniczenia reakcji kompensacyjnych organizmu. Regularna aktywność fizyczna może pomóc w utrzymaniu tempa metabolizmu oraz zwiększyć wydatki energetyczne, co może zapobiec nadmiernemu wzrostowi apetytu i zmniejszonemu zużyciu energii.


Skuteczne strategie żywieniowe mające na celu zmniejszenie adaptacji metabolicznej podczas utraty masy ciała powinny uwzględniać zwiększenie spożycia białka i błonnika oraz możliwe stosowanie protokołów przerywanego ograniczania energii. Dodatkowo, regularna aktywność fizyczna jest kluczowa dla utrzymania utraty masy ciała i zapobieżenia negatywnym reakcjom kompensacyjnym organizmu. 


Tempo utraty masy ciała jest kwestią istotną ze względu na potencjalne konsekwencje metaboliczne i zdrowotne. Niektóre badania sugerują, że umiarkowane do powolnego tempo utraty masy ciała może skutkować większymi stratami tkanki tłuszczowej i mniejszymi spadkami masy mięśniowej oraz podstawowej przemiany materii (PPM) w porównaniu z szybszym tempem utraty masy ciała. W przypadku sportowców, szybka utrata masy ciała może prowadzić do niekorzystnych zmian w składzie ciała.


Białko odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu masy mięśniowej i ogólnego zdrowia podczas ograniczania spożycia kalorii. Utrata masy mięśniowej podczas diety jest często związana z większym uczuciem głodu i apetytem, co może utrudnić utrzymanie utraty masy ciała. Spożycie odpowiedniej ilości białka może przeciwdziałać tym skutkom poprzez zwiększenie uczucia sytości oraz poprawę utrzymania masy mięśniowej.


Badania sugerują, że zwiększenie spożycia białka może pomóc w utrzymaniu lub zwiększeniu masy mięśniowej podczas utraty masy ciała. Badania przeprowadzone na osobach otyłych i z nadwagą wykazały, że spożywanie większej ilości białka przyczyniło się do mniejszej utraty masy ciała w postaci tkanki mięśniowej.


Zalecane dzienne spożycie białka wsród osób z nadwagą i otyłością podczas diety redukcyjnej wynosi zwykle od 1,2 do 1,5 gram na kilogram masy ciała. Jednakże, osoby prowadzące aktywny tryb życia, zwłaszcza sportowcy, mogą potrzebować większej ilości białka, nawet do 2 gram na kilogram masy ciała, aby zaspokoić ich zwiększone zapotrzebowanie na białko w celu utrzymania masy mięśniowej i poprawy wydajności.Badano także spożycie białka na poziomie 3,4–4,4g/kg m.c. i nie stwierdzono żadnych szkodliwych skutków zdrowotnych ani poprawy składu ciała.

Spożywanie dużej ilości białka może jednak być trudne w praktyce. W przypadku problemów z przestrzeganiem zaleceń dotyczących spożycia białka, suplementacja białkiem może być skuteczną alternatywą. 


Zwiększenie spożycia białka powyżej zalecanych wartości może być korzystne podczas diety, szczególnie w kontekście utrzymania masy mięśniowej i redukcji tkanki tłuszczowej. W połączeniu z regularną aktywnością fizyczną, odpowiednie spożycie białka może pomóc w osiągnięciu i utrzymaniu zdrowej masy ciała. 

Węglowodany i tłuszcze odgrywają również istotną rolę w diecie, zwłaszcza podczas utraty masy ciała. Skład makroskładników odżywczych, w tym stosunek węglowodanów do tłuszczów, może wpływać na odzyskiwanie masy ciała po diecie oraz na kontrolę apetytu i uczucie sytości.


Wiele badań sugeruje, że diety o wysokim indeksie glikemicznym (IG) mogą prowadzić do wzrostu apetytu i nadmiernego spożycia kalorii, co z kolei sprzyja odzyskiwaniu masy ciała. Diety o niskim indeksie glikemicznym mogą być korzystniejsze dla utrzymania utraty masy ciała, ale wyniki badań są mieszane.


Badania porównujące diety niskowęglowodanowe (LC) i niskotłuszczowe (LF) wskazują na większą utratę masy ciała w grupach LC we wczesnych fazach diety. Diety LC mogą prowadzić do większej utraty glikogenu i wody, co pomaga w początkowej utracie masy ciała. Jednakże, w dłuższej perspektywie, różnice w utracie masy ciała między dietami LC a LF mogą być mniej istotne.


Badania sugerują również, że rozkład makroskładników może mieć niewielkie znaczenie w utrzymaniu utraty masy ciała i zapobieganiu odzyskiwaniu masy ciała. Istnieją również dowody na to, że zmiany w spontanicznej aktywności fizycznej mogą mieć wpływ na całkowite zapotrzebowanie energetyczne i utratę masy ciała.

Dla osób aktywnych fizycznie, szczególnie sportowców, odpowiednie zbilansowanie spożycia węglowodanów i tłuszczów może być kluczowe dla utrzymania wydajności i energii podczas treningów.


Choć skład makroskładników odżywczych może mieć wpływ na proces utraty masy ciała i odzyskiwanie masy ciała, nie ma jednoznacznych dowodów na to, że jeden rodzaj diety jest lepszy od drugiego. 


Błonnik pokarmowy odgrywa ważną rolę w diecie i może mieć korzystny wpływ na kontrolę masy ciała oraz uczucie sytości. Pomimo pewnych kontrowersji, zaleca się zwiększenie spożycia błonnika ze względu na jego liczne korzyści zdrowotne.

Badania epidemiologiczne sugerują, że wyższe spożycie błonnika wiąże się z lepszą kontrolą masy ciała, większym uczuciem sytości oraz ogólnie mniejszym spożyciem pokarmu. Żywność bogata w błonnik często ma wysoki wskaźnik sytości i niską gęstość energetyczną, co może pomagać w kontrolowaniu apetytu. Spożycie błonnika może wpływać na szybkość opróżniania żołądka oraz stężenia anoreksyjnych peptydów żołądkowo-jelitowych, co przyczynia się do zwiększonego uczucia sytości po posiłku. Dodatkowo, błonnik może modulować mikrobiom jelitowy, co ma potencjalnie pozytywny wpływ na regulację przyjmowania pokarmu i zdrowie ogólne.


Chociaż istnieją pewne ograniczenia w badaniach nad wpływem błonnika na uczucie sytości, zwiększenie spożycia błonnika może być skuteczną strategią w ramach diety mającej na celu kontrolowanie masy ciała. 


Aktualne wytyczne dietetyczne sugerują stosowanie ciągłego ograniczania energetycznego (CER) jako skutecznego narzędzia w utracie masy ciała. Jednakże istnieją również inne podejścia, takie jak przerywane ograniczenia energetyczne (IER), które obejmują okresowe przerwy w diecie. Jednym z takich podejść są "reefedy", które polega na zwiększeniu spożycia kalorii i węglowodanów do poziomiu utrzymania lub uwzględniając niewielki surplus. Stosowany przez określone dni, najcześciej 1-2 dni.

Istnieje kilka hipotez wyjaśniających, dlaczego okresowe zwiększenie spożycia węglowodanów może być korzystne dla utraty masy ciała i utrzymania masy beztłuszczowej (FFM). 

  1. Ostre uzupełnienie węglowodanów może pomóc w zmniejszeniu degradacji białek mięśniowych i zwiększeniu syntezy białek mięśniowych.

  2. Węglowodany mogą mieć wpływ na wydzielanie hormonu leptyny, który reguluje uczucie sytości i może pomóc w kontrolowaniu apetytu.

  3. Sportowcy mogą odnieść korzyści z reffedów ze względu na wpływ węglowodanów na wyniki sportowe.

Diet breaks polegają na krótkotrwałym zwiększeniu spożycia kalorii w trakcie diety odchudzającej. Jednakże różnią się one od refeedów przede wszystkim długością czasu, w którym utrzymywane są warunki bilansu energetycznego, zazwyczaj od 1 do 2 tygodni. Istnieje przekonanie, że metaboliczne adaptacje na utratę masy ciała utrzymują się nawet po latach od początkowego odchudzania, dlatego diet breaki są stosowane w założeniu, że reakcje kompensacyjne na utratę masy ciała wymagają dłuższych okresów w warunkach równowagi energetycznej, aby częściowo lub całkowicie powrócić do wartości wyjściowych.


Jednak dowody na skuteczność przerw dietetycznych są mieszane. Na przykład w badaniu MATADOR, 51 otyłych pacjentów stosowało albo ciągłą ograniczoną dietę kaloryczną (Continuous Energy Restriction - CER), albo przerywane ograniczenia kaloryczne (Intermittent Energy Restriction - IER) przez 30 tygodni. Wyniki wskazały na większą utratę masy ciała wśród pacjentów stosujących IER w porównaniu z grupą stosującą CER, co potwierdziły również inne badania. Jednakże niektóre badania nie wykazały różnicy między protokołami przerw w diecie a tradycyjnym ograniczeniem kalorii po określonym czasie.


Badania nad "reefedami" i "diet breakami" wykazują mieszane wyniki. Niektóre badania sugerują, że IER może prowadzić do większej utraty masy ciała w porównaniu z CER, podczas gdy inne nie wykazują istotnej różnicy między tymi protokołami. Istnieje również potrzeba dalszych badań w celu lepszego zrozumienia skuteczności różnych strategii dietetycznych w utracie masy ciała i utrzymaniu zdrowia metabolicznego.

Comments


bottom of page