Tyjemy od hormonów, a nie od kalorii. Kalorie nie istnieją

Tyjemy od hormonów, a nie od kalorii. Kalorie nie istnieją

Istnieje pewien argument, który pojawia się w dyskusjach o odżywianiu z regularnością pozwalającą podejrzewać, że również on podlega jakiemuś prawu przyrody. Powiada się mianowicie, że człowiek nie tyje od nadmiaru kalorii, ponieważ organizm ludzki nie jest układem zamkniętym, wobec czego zasad termodynamiki nie można do niego stosować. W zamian tyje „od hormonów”, które to procesy gromadzenia tłuszczu zapasowego regulują i które przez „złą dietę” mogą być pobudzane.

Argument ten zawiera prawdziwą przesłankę i błędny wniosek. Człowiek rzeczywiście nie jest układem zamkniętym. Je, oddycha, wydala, oddaje ciepło i wykonuje pracę. Trudno byłoby znaleźć bardziej codzienne świadectwa jego otwartości. Nie wynika z tego jednak, że uzyskał zwolnienie z praw fizyki. Termodynamika opisuje również układy otwarte. Uwzględnia wówczas energię przenoszoną wraz z materią, a także wymianę ciepła i wykonywanie pracy. Otwartość układu wymaga rozszerzenia rachunku o odpowiednie przepływy [1]. Nie jest to jeszcze satysfakcjonujące wyjaśnienie, a jedynie próba usunięcia nieporozumienia, które uniemożliwia rozpoczęcie wyjaśniania.

Kaloria również bywa w tych sporach traktowana osobliwie. Mówi się o niej czasem tak, jakby była składnikiem pokarmowym, którego istnienie można zakwestionować, albo doktryną, do której wyznawania można deklaratywnie się nie przyznawać. Tymczasem kilokaloria jest po prostu jednostką energii. A jednostka nie jest mechanizmem. Nie tyjemy „od kilokalorii” w takim sensie, w jakim chorujemy od określonego drobnoustroju. Jednostki miary niczego nie powodują. Nie pocimy się w upale od stopni Celsjusza i nie spadamy z wysokości z powodu metrów. Nie wynika stąd jednak, że temperatura i wysokość są pozbawione znaczenia.

Kiedy mówimy o nadmiarze kalorii, mamy na myśli nadwyżkę energii dostarczanej organizmowi względem jego rzeczywistych wydatków energetycznych w danym czasie. Słowo „rzeczywistych” jest tutaj istotne. Wynik internetowego kalkulatora nie jest zobowiązaniem, które organizm podpisał i którego odtąd musi przestrzegać.

W uproszczonym zapisie żywieniowym zmiana zapasów energii organizmu odpowiada różnicy między energią dostarczoną a energią wydatkowaną. Jeśli posługujemy się energią brutto pokarmu, musimy dodatkowo uwzględnić energię opuszczającą organizm między innymi z kałem i moczem. Ważne, aby nie pomijać tych strat ani nie odejmować ich dwukrotnie [2, 3].

Człowiek nie jest piecem, silnikiem spalinowym, nie jest też bombą kalorymetryczną. W urządzeniu służącym do oznaczania ciepła spalania próbkę pokarmu spala się w warunkach, które niewiele przypominają warunki, w których trawi się, wchłania i metabolizuje składniki pokarmowe, a część ich energii wydala. Nauka o żywieniu od dawna rozróżnia te rzeczy. Współczynniki Atwatera uwzględniają poprawki dotyczące strawności oraz strat energii, w tym strat związanych z wydalaniem produktów przemiany białka. Dają wartości przybliżone, a rzeczywista dostępność energii zależy również od właściwości żywności czy sprawności trawienia i wchłaniania [3]. Dostrzeganie tego, że wartość energetyczna czy nawet odżywcza nie opisuje z idealną dokładnością losów każdego kęsa u każdego człowieka, jest rozsądne. Wyciągnięcie stąd wniosku, że energia przestała mieć znaczenie, jest już czymś innym.

Niedokładność mapy nie dowodzi nieistnienia terenu

Co więcej, badacze nie poprzestają na spalaniu żywności i czytaniu etykiet. Mierzą metabolizm żywych ludzi. Kalorymetria bezpośrednia pozwala mierzyć oddawanie ciepła, przy uwzględnieniu warunków pomiaru i zmian jego magazynowania w ciele. Metoda podwójnie znakowanej wody umożliwia szacowanie wydatków w codziennych warunkach życia. Każda z metod ma jednak swoje założenia i ograniczenia [4].

Otwartość organizmu nie jest tu przeszkodą odkrytą przez internetowego polemistę. Jest właściwością uwzględnioną w konstrukcji pomiaru. Uznanie, że człowiek gromadzi energię, ponieważ więcej jej otrzymuje, niż wydatkuje, nie wyjaśnia, dlaczego tyje, a jedynie opisuje konieczną zależność dotyczącą całkowitych zapasów energii. Nie mówi jeszcze, dlaczego zmienił się apetyt, dlaczego zmalała aktywność i wydatki energetyczne i dlaczego po utracie masy ciała utrzymanie efektów stało się trudniejsze. Można znać prawidłowy bilans i nadal nie rozumieć przyczyn, które do niego doprowadziły.

Tu krytycy uproszczonego myślenia o kaloriach mają rację

Hormony mogą wpływać na apetyt, wydatek energetyczny i sposób wykorzystania substratów. Nie tworzą przez to energii z niczego. Mogą zmieniać wielkości obecne w bilansie oraz podział energii między tkanki. I tu ich kompetencja się kończy. Przeciwstawienie „kalorii” i „hormonów” jest zatem błędnie ujętym problemem. Przypomina spór o to, czy ruch samochodu zależy od obecności paliwa, czy od kierowcy.  Fakt, że auto prowadzi kierowca, nie kwestionuje roli benzyny. Jeśli ktoś uważa, że równanie energetyczne zastępuje fizjologię, psychologię i badanie środowiska, przypisuje mu zadanie, którego równanie nie potrafi wykonać. Współczesne modele regulacji masy ciała uwzględniają rolę sygnałów hormonalnych i metabolicznych, które zachodzą w znacznej części poza świadomą kontrolą człowieka [5].

Nie ma jednak potrzeby, aby w obronie fizjologii wypowiadać wojnę fizyce

W badaniu Levine’a i współpracowników szesnastu osobom bez otyłości przez osiem tygodni podawano codziennie około tysiąca kilokalorii ponad ich wyjściowe potrzeby związane z utrzymaniem masy ciała. Przyrost tłuszczu był bardzo zróżnicowany. Różnice wiązały się ze zmianami wydatków na NEAT; ta składowa odpowiadała za około dwie trzecie wzrostu całkowitego wydatku energetycznego [6].

Czy doświadczenie wykazało, że kalorie nie działają? Wykazało, że organizmy różnie reagują na zwiększenie podaży energii. Dodatkowe tysiąc kilokalorii względem zapotrzebowania sprzed interwencji nie musi oznaczać tysiąca kilokalorii rzeczywistej nadwyżki każdego kolejnego dnia. Jeśli wydatek wzrasta, nadwyżka maleje. Jest to zmiana bilansu, a nie jego obalenie.

Prawo fizyczne mówi nam, jakie ograniczenia obowiązują. Fizjologia pomaga ustalić, co dzieje się w ich obrębie. Ostatecznie w twierdzeniu „nie tyjemy od kalorii” można odnaleźć dwie zupełnie różne myśli.

Pierwsza głosi, że samo odwołanie do nadwyżki energetycznej nie wyjaśnia wszystkich przyczyn otyłości i nie daje jeszcze skutecznej metody leczenia. I ta jest słuszna.

Druga głosi, że organizm jako układ otwarty nie podlega termodynamice. I ta jest błędna.

Nie musimy wybierać między uznaniem elementarnych praw fizyki a szacunkiem dla złożonej natury człowieka. Można więc odrzucić lekceważące „po prostu mniej jedz”, zachowując wiedzę o bilansie energetycznym. Można badać hormony, leki, geny i środowisko, nie oczekując, że któryś z tych czynników zniesie prawa przyrody. Człowiek jest istotą niezwykle złożoną. Ta złożoność wymaga złożonych wyjaśnień. I to paradoksalnie jest proste do zrozumienia.

Bibliografia

[1] Yan CY. Introduction to Engineering Thermodynamics. 2022. Rozdział 5.2: Mass and energy conservation equations in a control volume. https://pressbooks.bccampus.ca/thermo1/chapter/5-2-steady-flow-and-transient-flow/

[2] Hall KD, Heymsfield SB, Kemnitz JW, Klein S, Schoeller DA, Speakman JR. Energy balance and its components: implications for body weight regulation. American Journal of Clinical Nutrition. 2012;95(4):989–994. DOI: 10.3945/ajcn.112.036350. PMID: 22434603.

[3] Food and Agriculture Organization of the United Nations. Food energy — methods of analysis and conversion factors. FAO Food and Nutrition Paper 77. Rome: FAO; 2003. Rozdział 3: Calculation of the energy content of foods — energy conversion factors. https://www.fao.org/4/Y5022E/y5022e04.htm

[4] Lam YY, Ravussin E. Analysis of energy metabolism in humans: A review of methodologies. Molecular Metabolism. 2016;5(11):1057–1071. DOI: 10.1016/j.molmet.2016.09.005. PMID: 27818932.

[5] Hall KD, Farooqi IS, Friedman JM, et al. The energy balance model of obesity: beyond calories in, calories out. American Journal of Clinical Nutrition. 2022;115(5):1243–1254. DOI: 10.1093/ajcn/nqac031. PMID: 35134825.

[6] Levine JA, Eberhardt NL, Jensen MD. Role of nonexercise activity thermogenesis in resistance to fat gain in humans. Science. 1999;283(5399):212–214. DOI: 10.1126/science.283.5399.212. PMID: 9880251.