Mänsklig metabolisk flexibilitet: dess roll i energireglering och fetma

Fetma beskrivs vanligtvis som en konsekvens av överdrivet kaloriintag. Konventionellt är de fysiologiska variabler som har varit av stort intresse födointag och energiförbrukning. Trots årtionden av forskning om faktorer som påverkar intag och utgifter, har hittills ingen övertygande teori spridits för att förklara varför vissa människor är mer mottagliga för viktökning än andra. Utredarna anser att ett mått på en individs metaboliska flexibilitet mot en fet morfologi är väsentlig och utgör ett nytt tillvägagångssätt för att förstå etiologin, hanteringen och behandlingen av fetma. Payne och Dugdale utvecklade en enkel modell för energibalans, baserad på att dela upp människokroppen i fyra fack, nämligen "snabb" mager vävnad (protein), "långsam" mager vävnad (protein), strukturellt fett och vävnadsfett. I princip anses dessa fungera som fyra separata fack som är sammankopplade med varandra. Kroppsvikten är alltså helt enkelt summan av de fyra vikterna, och ämnesomsättningen är summan av de separata fackhastigheterna. Eventuellt energiunderskott i "balanseringsfacket" tillgodoses genom att dra ut vävnader från de närliggande fett- och magra (muskel) avdelningarna i en proportion som är bestämd för varje individ. Den observerade mänskliga variationen i både benägenheten att gå upp i vikt eller att gå ner i vikt effektivt på en kaloriöverskottsdiet eller en begränsad diet ges alltså genom att använda modellen utvecklad av Payne och Dugdale för energibalans. P-kvoten beräknas utifrån antagandet att kroppsprotein är 16 % kväve och har ett metaboliserbart energivärde på 16,7 kJ/g. P-kvoten kan alltså beräknas som: P-kvot= kväveutsöndring i urin x 6,25 x 16,7 / total energiförbrukning. Den regulatoriska kontrollen av energifördelningen mellan protein och fett är mycket varierande mellan individer, men konstant inom samma ämne. Det är denna variation i vävnadsfördelningen mellan magert (protein) och fett som är central för regleringen av kroppsvikt. Detta innebär att det för en given individ finns en fast uppdelning av energi mellan mager (protein) och fettvävnad när överskott av kalorier konsumeras. Med hjälp av resultaten från den klassiska studien av mänsklig halvsvält av Keys et al, beräknade Dugdale och Payne det individuella mönstret för vävnadsmobilisering (P-förhållande) hos dessa försökspersoner. P-kvoten varierade från 0,03 till 0,60. På basis av dessa data klassificerade de individer i "metaboliskt magra" och "metaboliskt fett". Ett P-förhållande på 0,03 betyder att cirka 3 % av energiförlusten från denna patients kroppsvävnader härrörde från proteinkatabolism och 97 % från fett. Vid överskott av kaloriförbrukning kommer alltså 3% av kalorierna att deponeras som protein och 97% som fett ("metaboliskt fett"). På liknande sätt kommer en patient med en P-kvot på 0,60 att lägga in 60 % kalorier som protein och endast 40 % som fett ("metaboliskt magert"). Denna stratifiering av "metabolisk typ" är ett nytt tillvägagångssätt inom fetmaforskning, behandling och dess hantering. Den nuvarande metoden för bestämning av P-kvot bygger på att försökspersoner genomgår total svält/fasta, t.ex. fullständig matrestriktion, ad libitum vattenintag. Detta är ett mycket opraktiskt tillvägagångssätt. Utredarens förslag är att utveckla en mer bekväm och praktisk metodik för att bestämma P-kvoten. En individs basala ämnesomsättningshastighet efter 10 timmars fasta över natten kommer att närma sig nämnaren för P-förhållandet. Henry et al rapporterade ett kvantitativt samband mellan kväveförlust i fastande urin (FUNL) och obligatorisk kväveförlust i urin (OUNL), förhållandet FUNL: OUNL förblev nära 1,5. OUNL kan mätas i urin när en patient får en proteinfri diet. Med dessa två mått kan P-kvoten för en individ uppskattas. OUNL är det protein som går förlorat i urinen när man får en diet utan eller utan protein och fastande urinförlust är det kväve som går förlorat under svält/fasta (FUNL). Utredarens föreslagna studie kommer att vara den första realtidsstudien som kommer att använda den obligatoriska kväveförlusten i urinen och BMR för att kvantifiera humant P-förhållande.