Чи спричинило харчове середовище епідемію ожиріння?

Кевін Д. Холл

Національний інститут діабету, хвороб травлення та нирок, Національний інститут охорони здоров'я, 12A South Drive, кімната 4007, Бетесда, MD 20892-5621, телефон: 301-402-8248, факс: 301-402-0535

Анотація

Кілька передбачуваних пояснень епідемії ожиріння стосуються змін харчового середовища. Теоретично, окремі дієтичні макроелементи є головним винуватцем ожиріння серед населення, але ці пояснення малоймовірні. Навпаки, ожиріння, ймовірно, було наслідком зміни кількості калорій та якості продовольчого запасу в поєднанні з індустріальною системою харчування, яка виробляла та реалізовувала зручні, високооброблені продукти харчування з дешевих сільськогосподарських ресурсів. Такі продукти часто містять велику кількість солі, цукру, жиру та ароматичних добавок і розроблені з надприродними апетитними властивостями, що сприяють збільшенню споживання. Повсюдний доступ до зручної та недорогої їжі також змінив нормативну харчову поведінку: більша кількість людей закушувала, їла в ресторанах і витрачала менше часу на приготування їжі вдома. Хоча такі зміни в харчовому середовищі дають ймовірне пояснення епідемії ожиріння, остаточній науковій демонстрації заважає труднощі експериментального виділення та маніпулювання важливими змінними на рівні населення.

Вступ

Розміри тіла дуже успадковуються, і генетика відіграє істотну роль у визначенні чутливості до ожиріння. Однак за останні кілька десятиліть наші гени помітно не змінились, що означає, що зміни навколишнього середовища, мабуть, спричинили поточну епідемію ожиріння. Тут я описую передбачувані пояснення ожиріння, які зосереджуються на аспектах харчового середовища, включаючи дієтичний склад макроелементів, вміст енергії та загальну якість харчових продуктів.

Це білок?

«Модель білкових важелів» ожиріння постулює, що організм прагне споживати цільовий рівень дієтичного білка, а зниження білкової частки раціону призводить до компенсаційного збільшення загального споживання енергії, що призводить до ожиріння (1). Логічним наслідком моделі використання білкового важеля є те, що надання експериментальним суб’єктам дієти з низьким вмістом білка повинно збільшити споживання енергії за бажанням для досягнення цільового рівня білка. Одне дослідження, проведене засновниками моделі білкових важелів, виявило значне короткочасне збільшення споживання енергії за винятком, коли дієту з низьким вмістом білка порівнювали з дієтою з помірним вмістом білка (2). Однак два великі та триваліші дослідження не змогли відтворити цей ефект (3, 4). Подальшим доказом моделі білкових важелів є те, що вміст білка в продуктах харчування не суттєво зменшився під час зростання поширеності ожиріння в США (рис. 1А та 1В). Таким чином, модель використання білкового ожиріння, здається, не дає задовільного пояснення епідемії ожиріння.

А) Пропорції макроелементів у продовольчому забезпеченні США, визначені Продовольчим та сільськогосподарським балансом ООН (FAO) (http://www.fao.org/faostat/en/#data/FBS). Б) Загальний вміст енергії на душу населення та внесок вуглеводів, жирів та білків у продовольчі товари в США, визначені ФАО. В) Поступове збільшення постачання продовольчої енергії з 1973 р., Розраховане на основі даних ФАО, Міністерство сільського господарства США (USDA) про наявність продуктів харчування (https://www.ers.usda.gov/data-products/food-availability-per- capita-data-system/food-availability-documentation /) та USDA з урахуванням втрат (https://www.ers.usda.gov/data-products/food-availability-per-capita-data-system/ документація про наявність продуктів харчування з урахуванням втрат /), а також розрахункові зміни споживання енергії, що відповідають приросту ваги населення США (12).

Це жир?

Дієтична модель жиру при ожирінні постулює, що збільшення споживання жиру призводить до збільшення загального споживання енергії, оскільки, порівняно з вуглеводами та білками, які мають менше половини калорій на грам і, як правило, пов'язані з водою в їжі, жир має високу енергетичну щільність, тобто менше насичує і призводить до меншого приросту витрат енергії після їжі (5, 6). Приховане експериментальне збільшення жирового жиру призводить до вищого споживання енергії за бажанням, позитивного енергетичного балансу та накопичення жиру в організмі (5, 6). Дієтичний жир суттєво не сприяє власному окисленню. Отже, збільшення споживання жиру призводить до ефективного накопичення жиру в організмі, який відносно не протистоїть, поки жирова тканина в достатній мірі не розширюється, так що щоденний ліполіз збільшується, щоб підвищити циркулюючі жирні кислоти та збалансувати окислення жиру з споживанням жиру (7). Зменшення вмісту жиру в їжі призводить до нижчого споживання енергії “лібітум”, а експериментальне перегодовування дієтичного жиру призводить до більшого збільшення жиру в організмі порівняно з перегодовуванням ізокалорійними вуглеводами (5, 6). Крім того, харчовий жир у продовольчому забезпеченні збільшився в абсолютних показниках під час розвитку епідемії ожиріння (Рисунок 1B).

Хоча наведені вище експериментальні спостереження сприяють дієтичній моделі жиру, повсюдна порада дотримуватися дієт з низьким вмістом жиру протягом 1980-х і 1990-х років, як видається, не сповільнювала розвиток епідемії ожиріння в США. Крім того, призначення дієт з низьким вмістом жиру не призводить до більшої втрати ваги порівняно з іншими дієтами (8).

Це вуглеводи?

«Вуглеводно-інсулінова модель» ожиріння стверджує, що дієтичні вуглеводи особливо відгодовуються завдяки своїй схильності підвищувати секрецію інсуліну і тим самим спрямовувати жир до накопичення в жировій тканині та подалі від окислення метаболічно активними тканинами. Ці зміни в розподілі енергії передбачаються для зменшення енергетичних витрат та збільшення голоду, що призводить до розвитку ожиріння (9). Однак експериментальні випробування вуглеводно-інсулінової моделі з використанням ізокалорійних дієт, що сильно відрізняються за вмістом вуглеводів та жирів, не змогли підтримати ключові прогнози моделі щодо зміни витрат енергії та жиру в організмі (9, 10). Тим не менш, можливо, що підвищений вміст вуглеводів у продовольчому забезпеченні (рис. 1Б), і особливо рафіновані вуглеводи, сприяли епідемії ожиріння, збільшуючи загальне споживання калорій.

Це калорії?

Експериментальні дослідження на людях продемонстрували, що збільшення загальної кількості їжі, доступної для споживання, призводить до збільшення споживання енергії ad libitum (11). За останні кілька десятиліть доступність продуктів харчування на душу населення в США зросла приблизно в два-три рази більше, ніж потрібно для повного пояснення спостережуваного приросту ваги населення (рис. 1С), а надлишок їжі призвів до поступового збільшення на 50% на душу населення харчові відходи (12). У глобальному масштабі збільшення доступності енергії на душу населення позитивно корелює зі збільшенням приросту ваги в різних країнах, і величина приросту більш ніж достатня для того, щоб врахувати збільшення ваги у 80% країн (13). Таким чином, підвищена доступність енергії у постачанні продуктів харчування, ймовірно, є важливим фактором епідемії ожиріння.

Це якість їжі?

Зосередження уваги виключно на підвищеній калорійності продовольства маскує складність одночасних змін, що відбулися в системі харчування під час зростання поширеності ожиріння серед населення (14). Збільшення доступності енергії з їжі було зумовлене економічними та політичними впливами на максимізацію сільськогосподарського виробництва дешевих сировинних ресурсів (наприклад, кукурудзи та сої) до дедалі індустріальнішої системи харчування, яка виробляла та інтенсивно продавала недорогі, зручні та високоопрацьовані продукти харчування з „доданою вартістю”. Такі продукти містять відносно велику кількість солі, цукру, жиру та ароматичних добавок і розроблені з надприродними апетитними властивостями, що сприяє збільшенню споживання (15). Повсюдний і постійний доступ до їжі також впливав на нормальну поведінку в їжі, так що більше людей перекушують між їжею, їдять у ресторанах і витрачають менше часу на приготування їжі вдома (15). Ці фактори, ймовірно, збільшили споживання калорій і тим самим спричинили ожиріння.

Висновок

Важко уявити остаточну наукову демонстрацію причини епідемії ожиріння, оскільки зміни середовища населення важко ізолювати та експериментально маніпулювати. Простіше виключити прості пояснення ожиріння, такі як ті, що базуються на окремих дієтичних макроелементах. Більш правдоподібні пояснення посилаються на складні зміни в загальному харчовому середовищі та пов'язані з цим зміни в нормальній харчовій поведінці. Крім того, злиття численних взаємопов’язаних змін навколишнього середовища, крім харчового середовища, таких як зниження професійної фізичної активності, ймовірно, зіграло важливу модераторську роль у розвитку епідемії ожиріння. Розв’язання відносного внеску цих змінних середовища є складною проблемою, але здається очевидним, що харчове середовище, ймовірно, є головним рушієм епідемії ожиріння.

Подяка

Це дослідження було підтримане Внутрішньою програмою досліджень НІЗ, Національним інститутом діабету та травних та ниркових захворювань.