DEFICYT KALORYCZNY A PRZEWIDYWANA UTARTA MASY CIAŁA

Każda osoba studiująca dietetykę lub mająca do czynienia z żywieniem spotkała się z hipotezą, według której dzienny deficyt energetyczny na poziomie 500 kcal będzie skutkował tygodniową redukcją masy ciała wynoszącą 0,5 kg. Na ile to założenie jest wiarygodne i czy dysponujemy narzędziami, które potrafią w dokładniejszy sposób przewidzieć skutki ograniczenia podaży kalorycznej?

DYNAMICZNA KONCEPCJA BILANSU ENERGETYCZNEGO

W celu utrzymania masy ciała warunkiem koniecznym jest zapewnienie organizmowi równowagi bilansu energetycznego. Oznacza to, że wydatkowana energia (całkowita ilość spalonych przez organizm kilokalorii) równoważona jest przez odpowiednią podaż energii wraz z dietą (całkowita ilość skonsumowanych kilokalorii). Jednakże jeżeli naszym celem jest zmiana bilansu energetycznego, w celu zwiększenia czy też zredukowania masy ciała, jego statyczna koncepcja nie ma dłużej zastosowania, ponieważ masa ciała ulega zmianom.

Prościej rzez ujmując, bilans energetyczny jest procesem dynamicznym i zmiana jednego z czynników wpływających na podaż energii będzie miała wpływ na wydatkowaną energię w ciągu dnia, nawet bez intencjonalnych działań z naszej strony wpływających na ten parametr. Warto także dodać, że wiele czynników po każdej stronie równania współoddziałuje między sobą, w konsekwencji zmieniając ostateczną wypadkową bilansu, czyli masę ciała. Dla przykładu na całkowitą wydatkową energię przez organizm będą miały wpływ: całkowita podaż energii, udział makroskładników w diecie czy też gęstość energetyczna diety. Wymienione czynniki żywieniowe mogą również wywierać efekt na termiczny efekt pożywienia oraz rodzaj substratu energetycznego wykorzystywanego podczas aktywności fizycznej. Z drugiej strony rodzaj, czas trwania oraz intensywność wysiłku fizycznego może modyfikować ilość spożywanej energii. Na przykład bardzo intensywny trening może oddziaływać na gospodarkę hormonalną związaną z regulacją apetytu, co w ostateczności może prowadzić do zmniejszenia ilości spożywanej energii. Oczywiście czynnikami zakłócającymi ocenę bilansu energetycznego wśród sportowców mogą być inne, poza sportowe aktywności fizycznego (np. chodzenie jako środek transportu) czy też ilość czasu spędzonego w pozycji siedzącej lub stojącej. Niektórzy sportowcy pozostają bardzo aktywni poza okresem treningowym, inni natomiast ograniczają swoją aktywność poza sportową do absolutnego minimum.

W 1958 roku Wishnofsky wywnioskował, że kiedy osoby spożywają dietę niskokaloryczną oraz wysokobiałkową w celu zmniejszenia masy ciała, 1 funt (454 g) redukcji masy ciała równy był deficytowi energetycznemu wynoszącemu około 3500 kcal. Kalkulacja ta była oparta na ocenie energii zgromadzonej w 1 funcie tkanki tłuszczowej organizmu oraz analizie kontrolowanych badań, dostępnych w tamtym czasie, oceniających ubytek masy ciała wśród otyłych uczestników. Wiele osób współpracujących z osobami chcącymi zredukować masę ciała popełnia błąd próbując objaśnić koncepcję bilansu energetycznego sportowcom oraz aktywnym fizycznie osobom. Zakładają oni, że zmiana jednej ze stron bilansu energetycznego o wartość 3500 kcal będzie zawsze skutkowała ubytkiem lub przyrostem 1 funta masy ciała, nie biorąc jednocześnie pod uwagę pozostałych czynników mogących mieć wpływ na ilość przyjmowanej bądź wydatkowanej energii. Idealnym obrazem błędnego pojmowanie koncepcji bilansu energetycznego jest przykład zaproponowany przez Swinburna oraz Ravussina, którzy zademonstrowali w jaki sposób uległa by zmianie masa ciała 75 kg mężczyzny na przestrzeni 40 lat w przypadku gdyby dzienna podaż energii została zwiększona o 100 kcal. Według statycznej teorii bilansu energetycznego w trakcie czterdziestoletniego okresu nadwyżka kilokalorii wyniosłaby ~1,5 miliona, a masa ciała wzrosłaby o ~190 kg. Jak łatwo się domyślić jest to hipotetyczne założenie nie mające szans zostać zrealizowane w rzeczywistości. Kalkulacja oparta o koncepcję statycznego bilansu energetycznego nie uwzględnia zwiększonego wydatkowania energii, które nastąpiłoby wraz z przyrostem masy ciała. Wraz z dodatkowymi kilogramami, spoczynkowa przemiana materii oraz ilość wydatkowanej energii również ulega przyrostowi, ponieważ zwiększa się kosz energetyczny związany z utrzymaniem oraz przemieszczaniem większego ciała. To co tak naprawdę mogło by się wydarzyć to po krótkim okresie dodatniego bilansu energetycznego masa ciała uległa by zwiększeniu, skutkiem tego byłoby zwiększenie ilości wydatkowanej energii by ostatecznie bilans energetyczny uległ wyrównaniu. Oznacza to, że w rzeczywistości osoba ta osiągnęłaby pułap bilansu energetycznego i unormowała masę ciała na wyższym poziomie, którego realny przyrost mógłby wynieść ~2,7 kg. Nie mniej jednak w celu utrzymania wyższej masy ciała konieczne byłoby, aby osobnik ten utrzymywał teoretyczną nadwyżkę kaloryczną każdego dnia. Oczywiście rzeczywisty przyrost masy ciała jest uzależniony od wielu indywidualnych czynników, nadwyżki kalorycznej, kompozycji diety, składu ciała, rodzaju wykonywanych ćwiczeń oraz całkowitej wydatkowanej energii.

40279_2015_401_Fig1_HTML

 

INTERWENCJA DIETETYCZNA A PRZEWIDYWANA UTRATA MASY CIAŁA

Zaproponowany przez Wishnofsky’iego koncepcja statycznego bilansu energetycznego jest szeroko rozpowszechniona w literaturze i często rekomendowana sportowcom jako narzędzie służące do określenia ubytku masy ciała. Wiemy jednak obecnie, że redukcja masy ciała jest procesem dynamicznym i ulega zmianom w czasie przy utrzymaniu tego samego negatywnego bilansu energetycznego. Deficyt kaloryczny niezbędny do redukcji masy ciała jest mniejszy na początku interwencji dietetycznej (np. <7700 kcal/kg), co związane jest ze zmianą poziomu glikogenu, białek czy też bilansu wodnego. Zjawisko to w swojej pracy zaobserwował Heymsfield i in., w której mężczyznom oraz kobietom z nadwagą (BMI ~28kg/m2), prowadzącym siedzący tryb życia, ograniczona podaż kalorii o 25%. W trakcie pierwszych czterech tygodni deficyt kaloryczny wystarczający deficyt kaloryczny w celu redukcji masy ciała wynosił ~2200 kcal/0,9 kg. Wraz z przedłużającym się okresem stosowania diety, deficyt energetyczny niezbędny do dalszego redukowania masy ciała uległ podwyższeniu i przez 6 miesięcy, zgodnie z założeniem Wishnofsky’iego, wynosił 3500 kcal/0,9 kg. Oznacza to, że stopień i tempo ubytku masy ciała podyktowane jest wieloma czynnikami, włączając w to intensywność restrykcji energetycznej, kompozycję diety, całkowitą ilość wydatkowanej energii w ciągu dnia oraz początkowy skład ciała.

W celu precyzyjniejszego przewidywania zmian masy ciała wskutek wprowadzonych ograniczeń energetycznych należy wziąć pod uwagę dynamiczne zmiany zachodzące w trakcie zaburzenia bilansu energetycznego. W celu ułatwienia rozwiązania tego problemu, naukowcy opracowali matematyczny model symulujący jak zmiany dotyczące deficytu energetycznego oddziałują na adaptację dotyczącą selektywnego wykorzystywania substratów energetycznych oraz ilość całkowicie wydatkowanej energii, po to aby lepiej przewidzieć zmiany masy ciała oraz jego skład. (1) Jeden z modeli został opracowany przez Hall i in. dla Narodowego Instytut Zdrowia (NIH), a drugi (2) przez Thomasa i in. pracującego dla Biomedycznego Ośrodka Badań w Pennington.

  1. http://bwsimulator.niddk.nih.gov
  2. http://www.pbrc.edu/research-and-faculty/calculators/weight-loss-predictor/

Modele te uwzględniają zmiany zachodzące po obu stronach bilansu energetycznego, tj. zmiany RMR, ilość tłuszczowej oraz beztłuszczowej masy ciała, dobrowolną oraz spontaniczną aktywność fizyczną, termiczny efekt jedzenia czy też koszt energetyczny związany z syntezą białek oraz tłuszczu. Korzystając z modelu Thomasa przewidującego zmiany masy ciała oraz dane pochodzące z badania CALORIE I przeprowadzonego wśród osób z nadwagą, badacze wykazali że ich model przewidział ubytek masy ciała w zakresie 2,2 kg rzeczywiście zanotowanej redukcji, natomiast według koncepcji Wishnofsky’iego błąd oszacowania wynosił aż 11 kg. Jednakże należy mieć na uwadze, że powyższe modele zostały opracowane w oparciu o dane pochodzące z badań, w których proces redukcji masy ciała dotyczył osób otyłych oraz z nadwagą. Oznacza to, że wykorzystanie tych modeli w odniesieniu do sportowców oraz osób ponadprzeciętnie aktywnych fizycznie powinno być stosowane z rozwagą. Niemniej jednak modele te mogą być pomocnym narzędziem w celu oszacowania realnego czasu redukcji masy ciała.

Poniższa tabela demonstruje różnice w czasie potrzebne do osiągnięcia założonej masy ciała na przykładzie wioślarza z nadwagą (20 lat, 110 kg, 196 cm, 16,5% tkanki tłuszczowej, BMI=28,7 kg/m2). Pożądany ubytek masy ciała wynosi 5,45 kg w ciągu 40 dni, co oznacza docelową masę ciała wynoszącą 104,5 kg. Obecnie trening wykonywany jest 6 razy w tygodniu po 1-2 godziny, na który składają się zajęcia wioślarskie na wodzie lub wewnątrz obiektu oraz trening siłowy (realizowany 2 razy w tygodniu).

tabela

 

Na podstawie http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26553496

udostępnij na:

Zostaw odpowiedź

udostępnij na: