Elastyczność metaboliczna człowieka: jej rola w regulacji energii i otyłości

Otyłość jest powszechnie opisywana jako konsekwencja nadmiernego spożycia kalorii. Konwencjonalnie zmiennymi fizjologicznymi, które cieszą się dużym zainteresowaniem, są spożycie pokarmu i wydatek energetyczny. Pomimo dziesięcioleci badań nad czynnikami wpływającymi na spożycie i wydatki, do tej pory nie ogłoszono żadnej przekonującej teorii wyjaśniającej, dlaczego niektórzy ludzie są bardziej podatni na przybieranie na wadze niż inni. Badacze uważają, że miara elastyczności metabolicznej danej osoby w kierunku morfologii otyłości jest niezbędna i stanowi nowe podejście do zrozumienia etiologii, zarządzania i leczenia otyłości. Payne i Dugdale opracowali prosty model bilansu energetycznego, oparty na podziale ludzkiego ciała na cztery przedziały, a mianowicie „szybką” tkankę beztłuszczową (białko), „wolną” tkankę beztłuszczową (białko), tłuszcz strukturalny i tkankę tłuszczową. Pojęciowo uważa się, że działają one jako cztery oddzielne przedziały, które łączą się ze sobą. Masa ciała jest zatem po prostu sumą czterech mas, a tempo metabolizmu jest sumą wskaźników poszczególnych przedziałów. Jakikolwiek deficyt energii w „przedziale równoważącym” jest zaspokajany poprzez pobieranie tkanek z sąsiednich przedziałów tłuszczowych i chudych (mięśniowych) w proporcji, która jest ustalona dla każdej osoby. Obserwowana u ludzi zmienność zarówno podatności na przybieranie na wadze, jak i skuteczne odchudzanie na diecie z nadwyżką kaloryczną lub dietą restrykcyjną jest zatem możliwa dzięki zastosowaniu modelu opracowanego przez Payne'a i Dugdale'a dla bilansu energetycznego. Współczynnik P jest obliczany przy założeniu, że białko ustrojowe zawiera 16% azotu i ma wartość energetyczną podlegającą metabolizmowi na poziomie 16,7 kJ/g. Zatem współczynnik P można obliczyć jako: współczynnik P = wydalanie azotu z moczem x 6,25 x 16,7 / całkowity wydatek energetyczny. Regulacyjna kontrola podziału energii między białka i tłuszcze jest wysoce zmienna u poszczególnych osób, ale stała w obrębie tego samego podmiotu. To właśnie ta zmienność podziału tkanki między chudą (białko) a tłuszczową ma kluczowe znaczenie dla regulacji masy ciała. Oznacza to, że dla danej osoby istnieje ustalony podział energii między chudą (białko) i tkankę tłuszczową, gdy spożywa się nadmiar kalorii. Korzystając z wyników klasycznego badania ludzkiego półgłodzenia przeprowadzonego przez Keysa i wsp., Dugdale i Payne obliczyli indywidualny wzorzec mobilizacji tkanek (współczynnik P) u tych osób. Współczynnik P mieścił się w zakresie od 0,03 do 0,60. Na podstawie tych danych sklasyfikowali osoby na „chudych metabolicznie” i „tłustych metabolicznie”. Współczynnik P wynoszący 0,03 oznacza, że ​​około 3% utraty energii z tkanek tego pacjenta pochodziło z katabolizmu białek, a 97% z tłuszczu. Tak więc podczas nadmiernego spożycia kalorii 3% kalorii zostanie odłożonych w postaci białka, a 97% w postaci tłuszczu („tłuszcz metaboliczny”). Podobnie osoba ze współczynnikiem P równym 0,60 odłoży 60% kalorii w postaci białka i tylko 40% w postaci tłuszczu („chude metabolicznie”). To rozwarstwienie „typu metabolicznego” jest nowym podejściem w badaniach nad otyłością, leczeniu i zarządzaniu nią. Obecna metoda określania współczynnika P opiera się na osobach poddanych całkowitej głodówce/postowi, np. całkowite ograniczenie pokarmu, przyjmowanie wody ad libitum. Jest to wysoce niepraktyczne podejście. Propozycja badacza polega na opracowaniu wygodniejszej i bardziej praktycznej metodologii określania współczynnika P. Podstawowa przemiana materii danej osoby po 10-godzinnym nocnym poście będzie zbliżona do mianownika współczynnika P. Henry i wsp. stwierdzili ilościową zależność między utratą azotu z moczem na czczo (FUNL) a obowiązkową utratą azotu z moczem (OUNL), stosunek FUNL: OUNL pozostawał bliski 1,5. OUNL można zmierzyć w moczu, gdy pacjent jest karmiony dietą bezbiałkową. Za pomocą tych dwóch miar można oszacować współczynnik P danej osoby. OUNL to białko tracone z moczem podczas karmienia na diecie zerowej lub bezbiałkowej, a utrata moczu na czczo to azot tracony podczas głodu/postu (FUNL). Proponowane przez badacza badanie będzie pierwszym badaniem w czasie rzeczywistym, które wykorzysta obowiązkową utratę azotu z moczem i BMR do ilościowego określenia stosunku P u ludzi.