Flessibilità metabolica umana: il suo ruolo nella regolazione energetica e nell'obesità

L'obesità è comunemente descritta come una conseguenza dell'eccesso di apporto calorico. Convenzionalmente, le variabili fisiologiche che sono state di grande interesse sono l'assunzione di cibo e il dispendio energetico. Nonostante decenni di ricerche sui fattori che influenzano l'assunzione e la spesa, fino ad oggi non è stata promulgata alcuna teoria convincente per spiegare perché alcuni esseri umani sono più suscettibili all'aumento di peso rispetto ad altri. I ricercatori ritengono che una misura della flessibilità metabolica di un individuo nei confronti di una morfologia obesa sia essenziale e costituisca un nuovo approccio per comprendere l'eziologia, la gestione e il trattamento dell'obesità. Payne e Dugdale hanno sviluppato un semplice modello di bilancio energetico, basato sulla divisione del corpo umano in quattro compartimenti, vale a dire tessuto magro "veloce" (proteine), tessuto magro "lento" (proteine), grasso strutturale e tessuto adiposo. Teoricamente, si ritiene che questi agiscano come quattro compartimenti separati che si interconnettono tra loro. Il peso corporeo è quindi semplicemente la somma dei quattro pesi e il tasso metabolico è la somma dei tassi dei compartimenti separati. Qualsiasi deficit energetico nel "compartimento di equilibrio" viene soddisfatto prelevando i tessuti dai compartimenti vicini di grasso e magro (muscolo) in una proporzione fissata per ogni individuo. La variabilità umana osservata sia nella suscettibilità ad aumentare di peso che a perdere peso in modo efficiente con un surplus calorico o una dieta ristretta è quindi fornita utilizzando il modello sviluppato da Payne e Dugdale per il bilancio energetico. Il P-ratio è calcolato assumendo che le proteine ​​corporee contengano il 16% di azoto e abbiano un valore energetico metabolizzabile di 16,7 kJ/g. Quindi il P-ratio può essere calcolato come: P-ratio = escrezione urinaria di azoto x 6,25 x 16,7 / dispendio energetico totale. Il controllo regolatorio della ripartizione energetica tra proteine ​​e grassi è molto variabile tra gli individui, ma costante all'interno dello stesso soggetto. È questa variabilità nella ripartizione dei tessuti tra magro (proteine) e grasso che è fondamentale per la regolazione del peso corporeo. Ciò implica che per un dato individuo esiste una ripartizione fissa di energia tra tessuto magro (proteine) e grasso quando vengono consumate calorie in eccesso. Utilizzando i risultati dello studio classico sulla semi-fame umana di Keys et al, Dugdale e Payne hanno calcolato il modello individuale di mobilizzazione dei tessuti (rapporto P) in questi soggetti. Il rapporto P variava da 0,03 a 0,60. Sulla base di questi dati, hanno classificato gli individui in "metabolicamente magri" e "metabolicamente grassi". Un rapporto P di 0,03 significa che circa il 3% della perdita di energia dai tessuti corporei di questo soggetto è stata derivata dal catabolismo proteico e il 97% dai grassi. Pertanto, durante il consumo eccessivo di calorie, il 3% delle calorie sarà depositato come proteine ​​e il 97% come grasso ("metabolicamente grasso"). Allo stesso modo un soggetto con un P-ratio di 0,60 depositerà il 60% di calorie sotto forma di proteine ​​e solo il 40% sotto forma di grassi ("metabolicamente magro"). Questa stratificazione di "tipo metabolico" è un nuovo approccio nella ricerca, nel trattamento e nella gestione dell'obesità. L'attuale metodo per la determinazione del P-ratio si basa su soggetti sottoposti a fame/digiuno totale, ad es. completa restrizione alimentare, assunzione di acqua ad libitum. Questo è un approccio altamente poco pratico. La proposta del ricercatore è di sviluppare una metodologia più conveniente e pratica per determinare il P-ratio. Il tasso metabolico basale di un individuo dopo un digiuno notturno di 10 ore si avvicinerà al denominatore del rapporto P. Henry et al hanno riportato una relazione quantitativa tra una perdita di azoto urinario a digiuno (FUNL) e una perdita di azoto urinario obbligatoria (OUNL), il rapporto FUNL:OUNL è rimasto vicino a 1,5. L'OUNL può essere misurato nelle urine quando un soggetto è alimentato con una dieta priva di proteine. Con queste due misure è possibile stimare il P-ratio di un individuo. OUNL è la proteina persa nelle urine quando viene alimentata con una dieta a zero o non proteica e la perdita urinaria a digiuno è l'azoto perso durante la fame/digiuno (FUNL). Lo studio proposto dall'investigatore sarà il primo studio in tempo reale che utilizzerà la perdita obbligatoria di azoto urinario e il BMR per quantificare il rapporto P umano.