Menselijke metabolische flexibiliteit: zijn rol in energieregulatie en obesitas

Obesitas wordt vaak beschreven als een gevolg van een te hoge calorie-inname. Conventioneel zijn de fysiologische variabelen die van groot belang zijn geweest, de voedselinname en het energieverbruik. Ondanks tientallen jaren van onderzoek naar factoren die van invloed zijn op inname en uitgaven, is er tot op heden geen overtuigende theorie bekend gemaakt om uit te leggen waarom bepaalde mensen vatbaarder zijn voor gewichtstoename dan andere. De onderzoekers zijn van mening dat een maat voor de metabole flexibiliteit van een individu ten opzichte van een zwaarlijvige morfologie essentieel is en een nieuwe benadering vormt voor het begrijpen van de etiologie, het beheer en de behandeling van zwaarlijvigheid. Payne en Dugdale ontwikkelden een eenvoudig model van energiebalans, gebaseerd op het verdelen van het menselijk lichaam in vier compartimenten, namelijk "snel" mager weefsel (eiwit), "langzaam" mager weefsel (eiwit), structureel vet en weefselvet. Deze worden verondersteld te fungeren als vier afzonderlijke compartimenten die met elkaar verbonden zijn. Het lichaamsgewicht is dus simpelweg de som van de vier gewichten, en de stofwisselingssnelheid is de som van de afzonderlijke compartimentsnelheden. Elk energietekort in het "evenwichtscompartiment" wordt opgevangen door weefsels te onttrekken aan de naburige vet- en magere (spier)compartimenten in een verhouding die voor elk individu is vastgesteld. De waargenomen menselijke variabiliteit in zowel de gevoeligheid om aan te komen als om efficiënt af te vallen met een calorieoverschot of een beperkt dieet, wordt dus verschaft door het model te gebruiken dat is ontwikkeld door Payne en Dugdale voor energiebalans. P-ratio wordt berekend in de veronderstelling dat lichaamseiwit voor 16% uit stikstof bestaat en een metaboliseerbare energiewaarde heeft van 16,7 kJ/g. De P-ratio kan dus worden berekend als: P-ratio = stikstofuitscheiding via de urine x 6,25 x 16,7 / totaal energieverbruik. De regelgevende controle van de energieverdeling tussen eiwit en vet is zeer variabel tussen individuen, maar constant binnen hetzelfde onderwerp. Het is deze variabiliteit in weefselverdeling tussen mager (eiwit) en vet die centraal staat in de regulering van het lichaamsgewicht. Dit houdt in dat er voor een bepaald individu een vaste verdeling van energie is tussen mager (eiwit) en vetweefsel wanneer overtollige calorieën worden geconsumeerd. Gebruikmakend van de resultaten van de klassieke studie van menselijke semi-uithongering door Keys et al, berekenden Dugdale en Payne het individuele patroon van weefselmobilisatie (P-ratio) bij deze proefpersonen. De P-ratio varieerde van 0,03 tot 0,60. Op basis van deze gegevens classificeerden ze individuen in "metabolisch mager" en "metabolisch vet". Een P-ratio van 0,03 betekent dat ongeveer 3% van het energieverlies van de lichaamsweefsels van deze persoon afkomstig was van eiwitkatabolisme en 97% van vet. Dus tijdens overmatige calorieconsumptie zal 3% van de calorieën worden afgezet als eiwit en 97% als vet ("metabolisch vet"). Evenzo zal een proefpersoon met een P-ratio van 0,60 60% calorieën als eiwit en slechts 40% als vet afzetten ("metabolisch mager"). Deze gelaagdheid van "metabolisch type" is een nieuwe benadering in onderzoek, behandeling en beheer van obesitas. De huidige methode voor het bepalen van de P-ratio is gebaseerd op proefpersonen die totale uithongering/vasten ondergaan, b.v. volledige voedselbeperking, ad libitum wateropname. Dit is een zeer onpraktische benadering. Het voorstel van de onderzoeker is om een ​​handigere en praktischere methode te ontwikkelen om de P-ratio te bepalen. De basale stofwisselingssnelheid van een persoon na 10 uur 's nachts vasten zal de noemer van de P-ratio benaderen. Henry et al rapporteerden een kwantitatieve relatie tussen nuchter urinestikstofverlies (FUNL) en verplicht urinair stikstofverlies (OUNL), de verhouding FUNL:OUNL bleef dicht bij 1,5. OUNL kan in de urine worden gemeten wanneer een proefpersoon een eiwitvrij dieet krijgt. Met deze twee maten kan de P-ratio van een individu worden geschat. OUNL is het eiwit dat verloren gaat in de urine wanneer het een nul- of niet-eiwitdieet krijgt en nuchter urineverlies is het stikstofverlies tijdens uithongering/vasten (FUNL). De door de onderzoeker voorgestelde studie zal de eerste real-time studie zijn die gebruik zal maken van het verplichte urinestikstofverlies en de BMR om de menselijke P-ratio te kwantificeren.