| Einführung |
In Lehrbüchern, Leitlinien zur öffentlichen Gesundheit und Materialien zur Patientenaufklärung wird Adipositas typischerweise als eine Störung des Energiehaushalts betrachtet. Nach der konventionellen Sichtweise des Energiebilanzmodells (EBM) führt übermäßiges Essen zu übermäßiger Adipositas. Die diätetische Behandlung konzentriert sich auf die Reduzierung der Energieaufnahme, um gespeichertes Körperfett zu reduzieren.
Eine alternative Sichtweise, das Kohlenhydrat-Insulin-Modell (ICM), postuliert einen entgegengesetzten Weg: dass erhöhte Adipositas zu übermäßigem Essen führt.
Stattdessen zielt die diätetische Behandlung darauf ab, die Speicherung von Körperfett vor allem durch hormonelle Mechanismen zu reduzieren, die sich direkt auf das Fettgewebe auswirken und so zu einer negativen Energiebilanz führen.
Ziel dieser Überprüfung ist es , die Merkmale beider Modelle zu vergleichen, die Stärken der wissenschaftlichen Erkenntnisse zu bewerten und Verbesserungen in der Formulierung des EBM zu spezifizieren, um einen konstruktiven Paradigmenkonflikt zu fördern.
| Das neue Energiebilanzmodell: Fokus auf die Nahrungsaufnahme |
Beide Fettleibigkeitsmodelle haben ein gemeinsames Merkmal: die vermutlich homöostatische Regulierung eines kritischen physiologischen Parameters zur Förderung einer optimalen Funktion. Bei MBE ist das Körpergewicht ( oder Körperfett ) die regulierte Variable, eine Möglichkeit mit einiger evolutionärer Unterstützung: Während in Zeiten der Nahrungsmittelknappheit ausreichend Körperfett zum Überleben notwendig ist, könnte überschüssiges Fett das Risiko von Raubtieren erhöhen.
Das neue MBE schlägt vor, dass das Gehirn die Nahrungsaufnahme steuert, um das Körpergewicht durch endokrine, metabolische und Nervensystemsignale zu regulieren, die als Reaktion auf den dynamischen Energiebedarf des Körpers sowie auf Umwelteinflüsse reagieren. Dieses Kontrollsystem konzentriert sich auf Belohnung, Appetit und sensorische Verarbeitung, einschließlich Bedeutung, Verlangen und Motivation, die hauptsächlich unterhalb unseres Bewusstseins ablaufen.
Fettleibigkeit ist das Ergebnis der zunehmenden Verfügbarkeit und Vermarktung einer Vielzahl hochverarbeiteter, kostengünstiger, praktischer und energiereicher Lebensmittel mit hohem Portions-, Fett- und Zuckergehalt sowie geringem Protein- und Ballaststoffgehalt. Diese Belastungen führen zu übermäßigem Essen und überschüssige Energie lagert sich im Körperfett ab.
| Das Kohlenhydrat-Insulin-Modell: ein Sonderfall des Stoffwechselparadigmas |
Das MCI stellt ein gegensätzliches Paradigma dar, dessen Ursprünge im frühen 20. Jahrhundert liegen. Betrachten Sie als regulierten Parameter die Versorgung mit Stoffwechselbrennstoffen im Blut . Während ausreichend Körperfett das Überleben während einer Hungersnot unterstützen kann, ist der Zugang zu Stoffwechselbrennstoffen für das unmittelbare Überleben notwendig, da alle Gewebe und insbesondere das Gehirn von einer kontinuierlichen Versorgung mit Brennstoffen abhängig sind.
Dieses Modell geht davon aus, dass eine Diät mit hoher glykämischer Belastung und großen Mengen an schnell verdaulichen Kohlenhydraten (z. B. freier Zucker, verarbeitetes Getreide, die meisten stärkehaltigen Gemüsesorten) hormonelle Reaktionen hervorruft, die die Fettmobilisierung (Lipolyse) hemmen und die Fettablagerung im Fettgewebe fördern
Der Verzehr einer Mahlzeit mit hoher glykämischer Last führt zu einem hohen Verhältnis von Insulin zu Glucagon und GIP zu GLP-1-Sekretion. Dieses stark anabole Hormonprofil verschiebt die Substratverteilung in Richtung des Depots, wodurch weniger Energie für metabolisch aktives Gewebe, einschließlich des Gehirns, verfügbar bleibt, insbesondere in der späten postprandialen Phase. Das Gehirn reagiert auf diesen Stoffwechselzustand, indem es Signalwege aktiviert, die den Hunger und andere Appetitreaktionen kontrollieren, um die Energieaufnahme zu fördern.
Wenn eine Person dem Drang zum Essen durch eine Einschränkung der Nahrungsaufnahme widersteht, werden Stoffwechselbrennstoffe durch einen verringerten Energieverbrauch gespart, der sich in Müdigkeit (die zu sitzendem Verhalten führt), verringerter Thermogenese durch Nicht-Trainingsaktivität, erhöhter Muskeleffizienz und anderen Mechanismen äußert.
| Hinweise zu den beiden Modellen |
Der natürliche Verlauf von Fettleibigkeit, der sich in der Regel über Jahre oder Jahrzehnte entwickelt, ist mit einer übermäßigen Speicherung von 1 bis 2 Gramm verbunden. Die Fettmenge pro Tag ist im Durchschnitt zu gering, um sie in kurzfristigen (d. h. ≤ 2 Wochen) metabolischen Ernährungsstudien zu messen. Während dieser Effekt in längerfristigen Beobachtungsstudien und Studien beobachtet werden konnte, kann der kausale Rückschluss aus diesen Daten durch die schlechte Einhaltung der Testdiäten und durch Störfaktoren eingeschränkt sein.
Darüber hinaus haben sich nur wenige Studien auf die Kindheit konzentriert, ein dynamisches Stadium der Entwicklung von Fettleibigkeit. Obwohl Tierversuche die Mechanismen aufklären können, bleibt ihre Übertragung auf den Menschen problematisch. Aus diesen Gründen kann die umfangreiche Literatur zur Pathogenese von Fettleibigkeit selektiv zitiert werden, um gegensätzliche Argumente vorzubringen, da jede Seite dieser Debatte die andere herausgefordert hat.
> Tierversuche
Obwohl sich Nagetiere und Menschen nicht dazu entwickelt haben, sich auf die gleiche Weise zu ernähren, wurde in dieser Debatte auch die experimentelle Tierforschung berücksichtigt.
Durch eine direkte Untersuchung der Kausalrichtung können methodische Probleme vermieden werden. Während die hormonellen Reaktionen auf Makronährstoffe aufgrund der evolutionären Divergenz zwischen den Arten unterschiedlich sein können, sind die biologischen Mechanismen, die die Fettspeicherung beeinflussen, in hohem Maße konserviert, was die potenzielle Übertragung von Nagetierstudien auf den Menschen erhöht.
Bei MBE treibt die Ernährung die Fettablagerung voran, indem sie die Nahrungsaufnahme erhöht. Daher sollten die Auswirkungen auf die Körperzusammensetzung identisch sein, wenn Tiere, die sich fettleibig ernähren, zusammen mit ihren Wurfgeschwistern gefüttert werden, die eine isokalorische Kontrolldiät erhalten, um eine gleichmäßige Energieaufnahme sicherzustellen.
Untersuchungen zum glykämischen Index (GI) bieten eine weitere Möglichkeit, artspezifische Unterschiede im Makronährstoffstoffwechsel zu umgehen. In einer Forschungsreihe, an der mehrere Nagetierstämme und -arten beteiligt waren, wurden die Auswirkungen des GI untersucht, indem der Stärketyp ersetzt und Makronährstoffe, gesättigte Fettsäuren, Zucker und Mikronährstoffe kontrolliert wurden.
Obwohl sie weniger Kalorien zu sich nahmen, hatten diese Tiere mehr Körperfett auf Kosten von magerem Körpergewebe. Obwohl mehrere Mechanismen (z. B. das Darmmikrobiom) diese Effekte vermitteln können, widersprechen sie einer grundlegenden Prämisse von MBE, dass die Nahrungszusammensetzung keine kalorienunabhängigen Auswirkungen auf die Fettablagerung hat.
Studien zur Insulinwirkung sind eine weitere Referenz. Bei MCI fördert eine erhöhte Insulinsekretion die Fettspeicherung durch direkte periphere Mechanismen. MBE, das sich auf die zentralen Wirkungen von Hormonen konzentriert, scheint angesichts der magersüchtigen Wirkung von Insulin im Gehirn das Gegenteil vorherzusagen. Diese Adipositasstudien, die eine chronische Insulinverabreichung und genetische Modelle einer verringerten Insulinsekretion umfassen, unterstützen MCI.
> Gehirn und Genetik
Während sich das Nervensystem so entwickelt hat, dass es die Energieaufnahme steuert, kontrolliert das Gehirn auch praktisch alle Aspekte des Stoffwechsels, einschließlich des Glukosestoffwechsels. Es ist klar, dass genetische Faktoren das Risiko von Fettleibigkeit beim Menschen beeinflussen, wobei die BMI-Heritabilität basierend auf der Sequenzierung des gesamten Genoms auf 30 % geschätzt wird.
Daher deuten genetische Studien auf Signalwege hin, die zu Fettleibigkeit führen und innerhalb und außerhalb des Gehirns ablaufen. In vielen Fällen scheinen diese mit dem MCI übereinzustimmen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Genexpressionsdaten angesichts der Rolle des Gehirns bei der Steuerung der Nahrungsaufnahme und des Energiestoffwechsels sowie der Kommunikation über neuronale, metabolische und hormonelle Signale keinen eindeutigen Unterschied zwischen den beiden Modellen machen.
> Epidemiologie
Auf der Grundlage von Beobachtungsstudien gibt das MBE an, dass es keine Belege dafür gibt, dass die Kohlenhydrataufnahme die Unterschiede zwischen den Ländern im Körpergewicht erklärt, diese ökologischen Vergleiche sind jedoch für diese Variable von geringem Wert. Länder mit einem hohen Kohlenhydratkonsum sind beispielsweise tendenziell arm, da ein erheblicher Teil der Bevölkerung unter- und unterernährt ist und Subsistenzlandwirtschaft betreibt.
Darüber hinaus ignorieren die Autoren dieses Modells eine lange und reiche Geschichte von Beobachtungen, die die Entstehung häufiger chronischer Erkrankungen, einschließlich Fettleibigkeit, mit bevölkerungsweiten Ernährungsumstellungen in Verbindung bringen, zu denen typischerweise ein erhöhter Konsum von hochraffiniertem Getreide, Zucker und Getränken gehört. zuckerhaltig
Prospektive Kohortenstudien bieten eine bessere Möglichkeit zur Kontrolle von Störfaktoren, insbesondere des sozioökonomischen Status, obwohl verbleibende Störfaktoren bestehen bleiben können. Darüber hinaus sind das Körpergewicht und andere Messgrößen der Adipositas besonders anfällig für eine umgekehrte Kausalität (die Tendenz von Menschen, ihre Ernährung als Folge und nicht als Ursache von Gewichtszunahme oder Fettleibigkeit zu ändern).
Während sowohl das MBE als auch das MCI darin übereinstimmen, dass epidemiologische Daten auf eine Vielzahl möglicher ernährungsbedingter Ursachen für eine übermäßige Kalorienaufnahme schließen lassen, werfen andere Autoren neue Fragen zu diesem Konzept auf, zumindest in Bezug auf das aktuelle Stadium der Epidemie. Fettleibigkeit in den USA
Laut landesweit repräsentativen Umfragen stagniert die Energieaufnahme oder ist rückläufig, und die körperliche Aktivität hat moderat zugenommen, auch wenn die Adipositasraten weiterhin steigen. Diese Trends erfordern die Berücksichtigung alternativer ursächlicher Erklärungen, einschließlich solcher im Zusammenhang mit Stoffwechselstörungen.
> Klinische Studien
Eine kürzlich vom MBE zitierte Metaanalyse ergab keinen Unterschied im langfristigen Gewichtsverlust zwischen makronährstofforientierten Diäten. Während andere Metaanalysen, die kohlenhydratarme mit kohlenhydratreichen Diäten vergleichen, einen erheblichen, wenn auch bescheidenen Vorteil für erstere nahelegen. Dennoch tendiert die Interpretation von Beweisen dazu, Wirksamkeit mit Verhaltensumsetzung zu verwechseln.
Die MBE-Autoren erkannten die Notwendigkeit von Versuchen mit einer Dauer von mindestens mehreren Monaten und stellten fest, dass selbst kleine Unterschiede im Energieverbrauch und im Makronährstoffgleichgewicht theoretisch zu erheblichen Unterschieden im Körpergewicht und in der Zusammensetzung führen können, wenn Diäten über längere Zeiträume aufrechterhalten werden.
> Drogen
Eine dominierende Rolle von Insulin in der Adipozytenphysiologie, einschließlich Lipogenese und Lipolyse, ist seit Jahrzehnten bekannt. Bei Patienten mit Diabetes führen Insulin und Medikamente, die die Insulinsekretion steigern oder auf den Stoffwechsel des Fettgewebes einwirken, zu einer Gewichtszunahme.
Einige dieser Effekte können auf andere mit MBE kompatible Mechanismen zurückzuführen sein, wie z. B. die Verringerung der Glykosurie. Der durch Medikamente, die die Sekretion reduzieren, induzierte Gewichtsverlust lässt jedoch darauf schließen, dass die bei Nagetieren beobachtete Wirkung von Insulin auf die Fettspeicherung auch beim Menschen auftritt.
Das MBE betrachtet die Wirksamkeit von GLP-1-Rezeptor-Agonisten bei Fettleibigkeit als Beweis gegen MIC, da dieses Inkretin die durch Glukose stimulierte Insulinsekretion akut verstärkt. GLP-1 hat jedoch andere relevante biologische Wirkungen, einschließlich der Verringerung der Magenentleerungsrate (was die glykämische Reaktion verringert).
Um die Beweise im Zusammenhang mit den beiden Modellen zusammenzufassen: Tierdaten zeigen, dass eine übermäßige Fettablagerung offensichtlich von der Energieaufnahme getrennt werden kann, was einer grundlegenden Prämisse von MBE widerspricht. In Tiermodellen, die nicht nur die Ernährung, sondern auch Gehirnbahnen berücksichtigen, von denen angenommen wird, dass sie die Nahrungsaufnahme vermitteln, kann es ohne erhöhte Nahrungsaufnahme zu Fettleibigkeit kommen.
Humandaten weisen jedoch erhebliche methodische Einschränkungen auf, die bisher einen endgültigen Test der beiden Modelle verhindert haben. Um die Wissenschaft voranzubringen, sind Studien von ausreichender Dauer und komplementären Designs erforderlich.
> Klinische Übersetzung und öffentliche Akzeptanz
Beide Seiten dieser Debatte sind sich einig, dass grundlegende Veränderungen im Lebensmittelumfeld die Adipositas-Pandemie vorangetrieben haben. Der Fokus des neuen EBM auf ein so breites Spektrum an Ernährungsfaktoren bietet wenig innovative praktische Erkenntnisse.
Besonders besorgniserregend ist, dass keine kausalen Zusammenhänge mit der chronischen Gewichtszunahme für Ernährungsfaktoren nachgewiesen wurden, die im EBM behandelt werden, mit Ausnahme derjenigen, die auch mit dem MCI zusammenhängende Pfade betreffen (Zucker, der reich an Glukose und Fruktose ist; Ballaststoffe, die den GI von Kohlenhydraten senken). zusammen eingenommen werden; und Protein, das den GI der zusammen eingenommenen Kohlenhydrate senkt und die Glucagonsekretion stimuliert).
Zu den verbleibenden MBE-spezifischen Ernährungszielen gehören: Energiedichte (akute Änderungen der Energiedichte wirken sich auf die kurzfristige Aufnahme aus), Nahrungsfett (Schwerpunkt auf Fettreduzierung in der Ernährung) und Lebensmittelverarbeitung (Ernährung „hochverarbeitet“ versus „unverarbeitet“) Diät).
> Verwirrter Kampf der Paradigmen
Die Aufrechterhaltung des Kontrasts zwischen diesen konkurrierenden Modellen ist entscheidend für die Klärung des Denkens, die Festlegung einer Forschungsagenda und die Identifizierung wirksamer Mittel zur Prävention und Behandlung.
Die MBE-Autoren behaupten, dass das MCI grundlegende Grundsätze aufgegeben habe und sich dabei auf frühere „adipozentrische“ Formulierungen beziehe, die behaupteten, nur die Wirkung von Insulin im Fettgewebe zu berücksichtigen. Diese Charakterisierung stammt jedoch nicht von den Befürwortern des ICM und stellt eine falsche Unterscheidung dar. Die Kontrolle der Fettgewebebiologie durch vielfältige hormonelle, autonome und andere Einflüsse ist seit Jahrzehnten bekannt.
Auch wenn die Herkunft des MCI kritisiert wird, weist das MBE erhebliche Mängel auf, darunter:
- Fehlen expliziter überprüfbarer Hypothesen. Wie werden wichtige Schritte entlang des Kausalpfades hinterfragt? Welche Studien werden den vorgeschlagenen Kausalweg (übermäßiges Essen führt zu chronischer Gewichtszunahme) von der kontrastierenden MCI-Hypothese unterscheiden?
- Während Gegner der MBE argumentieren, dass sie Physik mit Pathophysiologie verwechseln, behaupten die Autoren, dass sie physiologische Mechanismen beinhaltet, die der Energieaufteilung zugrunde liegen, so dass sich allgemeine Energieungleichgewichte unabhängig von der Fettzusammensetzung in erster Linie als Fettungleichgewichte widerspiegeln. die Diät.
- Fehlen von Mechanismen, die Schlüsselkomponenten des Modells einbeziehen. Wie erklärt der neue MBE die schnelle Gewichtszunahme auf Bevölkerungsebene und die großen Schwankungen innerhalb der einzelnen Personen im Laufe der Zeit?
- Missachtung bekannter Stoffwechselmechanismen.
- Schwierigkeiten, den natürlichen Verlauf der Fettleibigkeit zu erklären.
- Vertrauen in Annahmen, die nicht zwischen Modellen unterscheiden.
| Schlussfolgerungen |
Bei hartnäckigen Problemen der öffentlichen Gesundheit besteht der Zweck wissenschaftlicher Modelle darin, die Gestaltung informativer Forschung zu leiten und durch die Aufklärung ursächlicher Mechanismen wirksame Ansätze zur Prävention oder Behandlung vorzuschlagen. Das neue MEE tut weder das eine noch das andere. Zukünftige Formulierungen sollten mindestens:
1- Spezifizieren Sie mechanistisch orientierte und überprüfbare Vorhersagen, die den Kausalweg untersuchen.
2- Erklären Sie, warum Stoffwechselreaktionen den Anstieg des BMI auf Bevölkerungsebene rechtfertigen.
3- Zeigen Sie, wie die kalorienunabhängigen Auswirkungen der Ernährung, die durch klinische Forschung vorgeschlagen und durch Tiermodelle nachgewiesen wurden, in dieses Modell integriert werden können.
Ein konstruktiver Paradigmenkonflikt kann durch die Erkenntnis erleichtert werden, dass Beweise für ein Modell in bestimmten experimentellen Umgebungen das andere Modell nicht in allen Umgebungen ungültig machen und dass die Pathogenese von Fettleibigkeit beim Menschen Elemente von beiden umfassen kann.
Abschließend betonen wir, dass dieser Ideenkonflikt Maßnahmen im Bereich der öffentlichen Gesundheit nicht verzögern sollte. Raffiniertes Getreide und zugesetzter Zucker machen in den USA und Europa etwa ein Drittel der Energieaufnahme aus.
Beide Modelle weisen darauf hin, dass diese hochverarbeiteten Kohlenhydrate , wenn auch aus unterschiedlichen Gründen, die Hauptursache für die Gewichtszunahme sind. Unabhängig davon, wie sich diese Debatte entwickelt, besteht inzwischen Einigkeit darüber, dass diese Produkte bei der Vorbeugung und Behandlung von Fettleibigkeit durch minimal verarbeitete Kohlenhydrate oder gesunde Fette ersetzt werden müssen.
