Як волокно впливає на регулювання ваги

Дієти з високим вмістом клітковини пов’язані з нижчою масою тіла, але не всі клітковини однаково ефективно посилюють ситість і зменшують споживання їжі.

ДЖОАННА СЛАВІН, ЕБІ КЛОСТЕРБЮЕР,

Споживання вуглеводів та харчових волокон захищає від ожиріння (Славін, 2005). Однак вивчення взаємозв'язку між споживанням харчових волокон та масою тіла є складним через боротьбу з визначенням харчових волокон та узгодженням рекомендованих рівнів споживання.

регулювання

У 2002 р. Довідкові споживання дієти (DRI) опублікували визначення клітковини (DRI, 2002). Харчові волокна складаються з неперетравних вуглеводів та лігніну, які є власними та неушкодженими у рослинах. Функціональне волокно описує виділені неперетравлювані вуглеводи, які мають сприятливий фізіологічний ефект на людину. Загальна кількість клітковини - це сума харчової клітковини та функціональної клітковини. Неперетравлювані засоби не перетравлюються і не всмоктуються в тонкому кишечнику людини. Клітковини можуть ферментуватися в товстій кишці або можуть проходити через шлунково-кишковий тракт неферментованими.

Недостатньо даних для визначення Орієнтовної середньої потреби (EAR), а отже, для розрахунку Рекомендованого дієтичного нормування (RDA) для загальної кількості клітковини, тому натомість було розроблено Адекватне споживання (AI). ШІ для клітковини базується на середньому рівні споживання клітковини, який спостерігається для досягнення найнижчого ризику ішемічної хвороби серця (ІХС): 14 г харчових волокон/1000 ккал споживання. Допустимий верхній рівень споживання (UL) не був встановлений для харчових волокон або функціональних волокон. Етикетки “Факти харчування” використовують 25 г/день харчових волокон для дієти на 2000 ккал/день або 30 г/день для дієти з 2500 ккал/день як цілі для споживання американцями.

Спочатку вважалося, що розчинність клітковини визначає фізіологічні властивості, причому розчинна клітковина пов’язана із зниженням рівня холестерину, а нерозчинна клітковина пов’язана з ефектом розслаблення. Комітет з дієтичного довідкового прийому (DRI) рекомендував розробляти нові дескриптори волокон, такі як в'язкість та ферментація, які можуть більш точно описувати фізіологічні ефекти. Виробникам все ще дозволяється перераховувати загальну кількість харчових волокон, розчинних клітковин та нерозчинних клітковин на панелі "Факти харчування". ІРН рекомендують щоденне споживання харчових волокон у кількості 14 г/1000 ккал або 25 г для дорослих жінок та 38 г для дорослих чоловіків. Ця сума базується на епідеміологічних дослідженнях, що показують захист від серцево-судинних захворювань.

У Сполучених Штатах споживання харчових волокон менше рекомендованого, звичайний прийом становить у середньому лише 15 г/день (DRIs, 2002). У багатьох популярних американських продуктах харчування мало клітковини, порції часто вживаних зерен, фруктів та овочів забезпечують лише 1-3 г харчових волокон (табл. 1). Бобові та хліб із зерновими продуктами з високим вмістом клітковини постачають більше харчових волокон, але споживаються рідко. Волокна також можна визначити за їх хімічними або ботанічними компонентами (табл. 2). Ці дескриптори стають менш корисними, оскільки ізольовані волокна хімічно змінюються для поліпшення функціональних властивостей. Знаючи, що джерело клітковини - це стійкий крохмаль, наприклад, нічого не говорить про його фізіологічні властивості.

Що показують епідеміологічні дослідження
Високе споживання вуглеводів пов’язано з меншою масою тіла. Саріс (2003) повідомив про зворотну залежність між споживанням вуглеводів та індексом маси тіла (ІМТ) у 8 з 9 досліджень. "Гіпотеза клітковини" передбачає вживання нерафінованої їжі з високим вмістом клітковини та вуглеводів, яка захищає від захворювань - у тому числі діабету, раку, серцевих захворювань та ожиріння - поширених у промислово розвинутих країнах. Однак ця дієта одночасно містить багато клітковини і мало жирів, що ускладнює виділення причини цих сприятливих наслідків. В епідеміологічних дослідженнях звичайне споживання харчових волокон, розчинної клітковини та нерозчинної клітковини може бути виміряне, а потім пов’язане з масою тіла.

Багатопрофільне дослідження, в якому взяли участь понад 5000 осіб, показало, що ожиріння пов’язане із збільшенням споживання енергії та зменшенням споживання багатих клітковиною продуктів харчування, таких як фрукти та овочі (Lissner et al., 1998). Подовжнє дослідження показало, що споживання клітковини було обернено пов'язане з ІМТ на всіх рівнях споживання жиру - навіть після коригування факторів способу життя та інших факторів, що збивають з життя серед молодих людей (Ludwig et al., 1999).

У майбутньому дослідженні здоров’я медсестер жінки, які споживали більше клітковини, постійно важили менше, ніж жінки, які споживали менше клітковини (Liu et al., 2003). Крім того, жінки з найвищим квінтилем споживання харчових волокон мали на 49% нижчий ризик великого збільшення ваги. Маскарінець та ін. (2006) повідомили, що рослинна їжа та харчові волокна найбільш захищають від надмірної маси тіла у великій етнічно різноманітній популяції. Ховарт та ін. (2005) досліджували зв'язок змінних харчового складу з ІМТ серед дорослих людей у ​​США у віці від 20 до 59 років у Постійному огляді споживання їжі приватними особами (CSFII) 1994-1996. Для жінок дієта з низьким вмістом клітковини з високим вмістом жиру була пов’язана з найбільшим збільшенням ризику надмірної ваги або ожиріння порівняно з дієтою з високим вмістом клітковини та жиру. Девіс та співавт. (2006) порівняв 52 жінки із нормальною вагою до 52 жінок із надмірною вагою/ожирінням та виявив, що у осіб із нормальною вагою споживання клітковини та фруктів було вищим, ніж у людей із ожирінням.

Інтервенційні дослідження
Було проведено багато досліджень втручання, щоб визначити, чи сприяє споживання клітковини клітковині при втраті ваги; результати були суперечливими. Загалом, інтервенційні дослідження призначені для моніторингу змін ваги тіла, коли суб’єктам (як із надмірною вагою, так і з худорбою) дають дієти з низьким або високим вмістом клітковини. Біркветведт та ін. (2000) виявили, що додавання харчових волокон до низькокалорійної дієти значно покращує втрату ваги. Група з добавкою клітковини втратила 8,0 кг, тоді як група плацебо втратила лише 5,8 кг. Коли жінки в постменопаузі вживали дієти з високим вмістом клітковини в рамках дослідження дієт з дуже низьким вмістом жиру та втрати ваги, жінки з більшим споживанням клітковини втрачали значно більше ваги (Mueller-Cunningham et al., 2003). 12-тижневе, рандомізоване, контрольоване дослідження, проведене за участю 34 осіб, показало, що дієта з високим вмістом вуглеводів, яка споживається за бажанням (без обмеження енергії або зміни споживання енергії), спричиняє значні втрати маси тіла та жиру у літніх чоловіків та жінок (Hays et al., 2004).

Вживання клітковини та енергії
Хітон (1973) припустив, що клітковина діє як фізіологічна перешкода для споживання енергії принаймні за допомогою трьох механізмів: 1) клітковина витісняє доступні калорії та поживні речовини з раціону; 2) клітковина збільшує жування, що обмежує споживання, сприяючи виділенню слини та шлункового соку, що призводить до розширення шлунка та посилення ситості; і 3) клітковина знижує ефективність всмоктування тонкої кишки.

Внутрішні, гормональні та товсті ефекти харчових волокон зменшують споживання їжі, сприяючи насиченню та/або ситості (рис. 1). Приклади цих засобів контролю включають зменшення спорожнення шлунка та/або уповільнене засвоєння енергії та поживних речовин. Сигналізація кишкового гормону також відіграє значну роль у насиченні. Крім того, харчові волокна можуть також впливати на окислення та накопичення жиру.

Ховарт та його колеги (2001) підсумували вплив харчових волокон на голод, ситість, споживання енергії та масу тіла. Більшість досліджень з контрольованим споживанням енергії повідомляють про збільшення насичення після їжі та зменшення подальшого голоду при збільшенні харчових волокон. З урахуванням споживання енергії ad libitum, середній ефект збільшення харчових волокон у всіх дослідженнях показав, що додаткові 14 г клітковини на добу призвели до 10% зменшення споживання енергії та втрати ваги більше ніж 1,9 кг протягом приблизно 3,8 місяців. втручання. Ці ефекти були ще більш вражаючими у людей з ожирінням. Підвищений вміст харчових волокон - або з їжі з високим вмістом клітковини, або з добавок до клітковини - спричинив подібний вплив на регулювання ваги. Крім того, було видно сприятливий вплив харчових волокон на регулювання ваги як для розчинних, так і для нерозчинних харчових волокон. Ця група дійшла висновку, що збільшення популяції середнього споживання харчових волокон з нинішнього середнього значення приблизно 15 г/день до 25-30 г/день було б корисним і може допомогти зменшити поширеність ожиріння.

Доза клітковини є важливим фактором. Mattes (2007) порівняв контрольний бар для сніданків із баром для сніданків, що містить альгінат та камедь гуару (0,6 г клітковини проти 4,5 г клітковини) у людей із ожирінням. Значних ефектів лікування або кумулятивних ефектів ситості у батончиків, що містять більше клітковини, не виявлено. Олігофруктоза (16 г/добу), прийнята у 2 дози, збільшувала насичення під час сніданку (Cani та ін., 2006). Загальне споживання енергії було на 5% нижчим під час лікування олігофруктозою. Більш високі дози альфа-циклодекстрину (циклічний олігосахарид) призводили до більшого насичення, ніж контроль, але зменшували смакові якості та збільшували шлунково-кишкові скарги (Buckley et al., 2006). Загалом, дослідження, які повідомляють про значний вплив на ситість, зазвичай використовують більші дози клітковини.

Традиційно їжа з високим вмістом клітковини - це тверда їжа. Однак деякі новіші функціональні волокна, такі як стійкі крохмалі та олігосахариди, можна легко додавати до напоїв і можуть не змінювати в'язкість. Опубліковано небагато досліджень щодо ситної дії напоїв, доповнених цими розчинними, не в'язкими волокнами. Мурхед та ін. (2006) порівнював тестові обіди з 200 г цілої моркви, морквяної суміші або поживних речовин моркви. Ціла морква та моркована суміш призвели до значно вищого насичення. Споживання їжі за умови останньої частини дня зменшувалось у такому порядку: поживні речовини моркви, морква в суміші, ціла морква. Дослідники дійшли висновку, що як вміст клітковини, так і структура їжі є важливими чинниками ситості. Подібне дослідження було проведено з використанням яблук, яблучного пюре та яблучного соку (з додаванням клітковини) як попереднього завантаження перед їжею. Хоча три їжі містили однакові калорії та клітковину, під час споживання цілого яблука обідні їли значно менше обіду порівняно з яблучним пюре, яблучним соком або без попереднього завантаження. Знову ж таки, це говорить про те, що додавання клітковини до напою не обов’язково сприяє посиленню ситості - і що тверда їжа може бути ситнішою, ніж рідина (Flood and Rolls, 2007).

Багато досліджень підтверджують, що збільшення споживання харчових волокон сприяє ситості та зменшує почуття голоду, а отже, допомагає забезпечити відчуття ситості (Slavin and Green, 2007). Насичення визначається як задоволення апетиту, яке розвивається під час прийому їжі і, зрештою, призводить до припинення прийому їжі. Насиченість відноситься до стану, при якому подальше вживання їжі затримується і виникає як наслідок з’їденого. Продукти, багаті клітковиною, мають великий обсяг і низьку енергетичну щільність, і повинні сприяти ситості та ситості. Rolls (2000) припустив, що люди можуть споживати постійну вагу їжі. Якщо це правда, то постійна вага низькоенергетичної їжі (тобто з високим вмістом клітковини) може сприяти зменшенню маси тіла шляхом витіснення енергії або калорій з продуктів з більшою щільністю енергії, таких як продукти з високим вмістом жиру. Об'ємні та в'язкі властивості харчових волокон головним чином відповідають за вплив на насичення та ситість (Burton-Freeman, 2000).

Дослідження того, як різні типи клітковини впливають на апетит, енергію та споживання їжі, були непослідовними. Результати різняться залежно від типу клітковини та від того, чи додається вона як ізольована добавка клітковини, чи вона природно зустрічається у їжі. Короткотермінові дослідження, що оцінюють споживання енергії після того, як пацієнтів годують стравами, що містять клітковину, припускають, що велика кількість загальної кількості клітковини є найбільш успішною для зменшення подальшого споживання енергії. Волокна з більшою в’язкістю виявляються найбільш успішними у сприянні ситості, тоді як нові, розчинні волокна, мають мінімальний вплив на насичення, навіть якщо їх споживати у дуже великих дозах (Slavin and Green, 2007). Потрібні більш тривалі дослідження, які вивчають, як внутрішні, так і функціональні волокна впливають на ситість, проте є безліч доказів того, що збільшення споживання їжі з високим вмістом клітковини - особливо в’язких волокон - може зменшити почуття голоду, викликаючи ситість і ситість. У таблиці 3 перелічено волокна, які, як було встановлено, зменшують споживання енергії.

Гормони кишечника та ситість
Органи шлунково-кишкового тракту відіграють важливу роль у зондуванні та сигналізації регуляції енергетичного гомеостазу. Кишечник використовує нервові та ендокринні шляхи для зв’язку та контролю енергетичного балансу. Кишкові пептиди відіграють важливу роль у регуляції споживання їжі та енергетичного гомеостазу (Murphy et al., 2006). Багато гормонів пов'язано зі зниженням апетиту та споживання їжі, тоді як відомо, що лише один "грелін" стимулює апетит. Взаємозв'язок між гормонами кишечника та насиченням дуже складний. Наприклад, вивільнення гормону кишечника та його ефективність значною мірою залежать від маси тіла, статі, статусу рецептора, кількості споживаної їжі (тобто 100 калорій проти 1000 калорій) та типу споживання їжі (тобто клітковини, жиру, вуглеводів, білків). В даний час вивчається специфічна роль окремих кишкових гормонів, хоча очевидно, що складні взаємодії між цими пептидами відіграють роль у регуляції апетиту.

Небагато гормонів кишечника було виміряно з урахуванням питання клітковини. Груендель та ін. (2006) повідомили, що ацильований грелін був знижений з додаванням волокна ріжкового дерева до рідкої їжі. Однак волокна ріжкового дерева також містять багато поліфенольних сполук, які можуть бути причиною зміни рівня греліну. Erdmann та ін. (2006) повідомили про різницю у відповіді на грелін між нормальними та ожиріними суб'єктами. Арабіноксилан, розчинна клітковина, годували 11 осіб із нормальним метаболізмом глюкози (Mohling et al., 2005). Реакція на глюкозу суттєво не відрізнялася у суб'єктів; однак, плазмовий грелін був вищим через дві години після клітковини, ніж після контрольної їжі.

Волокно і майбутнє
Помірне збільшення споживання фруктів, овочів, бобових та цільнозернових та зернових продуктів, що містять цілісні волокна, наблизило б більшість дорослих жителів Північної Америки до досягнення рекомендацій щодо харчових волокон у 14 г/1000 ккал. Крім того, більший рівень споживання клітковини, який забезпечується продуктами харчування, швидше за все, буде менш калорійним і матиме менше жиру та цукру. Потрібно докласти всіх зусиль, щоб підтримувати вміст клітковини в оброблених харчових продуктах і підвищувати вміст клітковини в продуктах з низьким вмістом клітковини. Однак слід підкреслити, що джерела харчових волокон не однаково ефективно зменшують споживання їжі та покращують ситість. Ізольовані або функціональні волокна слід випробовувати на людях, перш ніж висувати твердження про фізіологічну ефективність для підтримки ваги.

Джоан Славін, професійний член IFT, є професором кафедри харчової науки та харчування, Університет Міннесоти, 1334 Eckles Ave, St. Paul, MN 55108 ([email protected]). Еббі Клостербюер ([електронна пошта захищена]) та Холлі Вілліс ([електронна пошта захищена]) - наукові співробітники кафедри харчової науки та харчування університету Міннесоти.

Ця стаття заснована на статті, представленій на щорічній зустрічі IFT & Food Expo 2007, Чикаго, штат Іллінойс, 28 липня-1 серпня.

Список літератури

Birketvedt, G.S., Aaseth, J., Florholmen, J.R., and Ryttig, K. 2000. Довготривалий ефект добавки клітковини та зменшення споживання енергії на масу тіла та ліпіди в крові у осіб із надмірною вагою. Acta. Медика. 43: 129-132.

Buckley, J.D., Thorp, A.A., Murphy, K.J., and Howe, P.R. 2006. Дозозалежне інгібування постпрандіальної глікемічної відповіді на стандартну вуглеводну їжу після включення альфа-циклодекстрину. Енн Nutr. Метаб. 50: 108-114.

Бертон-Фрімен, Б. 2000. Харчові волокна та регулювання енергії. J. Nutr. 130: 272S-275S.

Cani, P.D., Joly, E., Horsmans, Y., and Delzenne, N.M. 2006. Олігофруктоза сприяє насиченню здорової людини: пілотне дослідження. Євро. J. Clin. Nutr. 60: 567-572.

Девіс, Дж. Н., Ходжес, В. А., і Гілхем, М. Б. 2006. Дорослі з нормальною вагою споживають більше клітковини та фруктів, ніж їхні колеги із надмірною вагою/ожирінням, які відповідають віку та зросту. J. Am. Дієта. Доц. 106: 833-840.

Erdmann, J., Leibl, M., Wagenpfeil, S., Lippl, F., and Schusdziarra, V. 2006. Грелінова реакція на білкові та вуглеводні страви щодо споживання їжі та рівня гліцерину у людей із ожирінням. Регулятивні пептиди 135: 23-29.