fedme er et voksende problem med mange tilknyttede sundhedsrisici og dermed forbundne omkostninger.1,2 i løbet af 1971 til 2000 steg forekomsten af fedme i USA fra 14,5% til 30,9 %.3 i USA var mere end 37% af de voksne og næsten 17% af de unge overvægtige i 2009-10, 4 i øjeblikket er over 1, 1 milliarder voksne over hele verden overvægtige, og af disse er 312 millioner overvægtige.5 analyse af data fra US Longitudinal (CARDIA study)6 og tværsnits (NHANES) 7 undersøgelser for at bestemme fordelingen af vægtøgning over tid fandt, at den gennemsnitlige amerikanske Adul
fedme er et voksende problem med mange tilknyttede sundhedsrisici og tilknyttede omkostninger.1,2 i løbet af 1971 til 2000 steg forekomsten af fedme i USA fra 14,5% til 30,9 %.3 i USA var mere end 37% af de voksne og næsten 17% af de unge overvægtige i 2009-10, 4 i øjeblikket er over 1, 1 milliarder voksne over hele verden overvægtige, og af disse er 312 millioner overvægtige.5 analyse af data fra US Longitudinal (CARDIA-undersøgelse)6 og tværsnit (NHANES) 7 undersøgelser for at bestemme fordelingen af vægtøgning over tid, fandt, at den gennemsnitlige amerikanske voksen vinder 0,5-1 kg/år.8 Denne artikel vil undersøge begrebet energibalance og dets relevans i bekæmpelsen af fedmeepidemien. begrebet energibalance er baseret på det grundlæggende termodynamiske princip, at energi ikke kan ødelægges og kun kan opnås, tabes eller opbevares af en organisme. Energibalance defineres som den tilstand, der opnås, når energiindtaget er lig med energiforbruget. Dette koncept kan bruges til at demonstrere, hvordan kropsvægt vil ændre sig over tid som reaktion på ændringer i energiindtag og-udgifter. Når kroppen er i energibalance, er kropsvægten stabil.9,10 mennesker indtager energi gennem indtagelse af mad og drikke og bruger energi gennem den hvilende metaboliske hastighed (RMR)—den termiske effekt (TEF) af mad og fysisk aktivitet. RMR er de energiforbrug, der kræves for at opretholde normale kropsfunktioner og homeostase. RMR er proportional med kropsmasse, især fedtfri masse. TEF henviser til den energi, der kræves for at absorbere, fordøje og metabolisere den forbrugte mad og tegner sig typisk for 8-10% af det daglige energiforbrug. Den energi, der bruges på grund af fysisk aktivitet (EEact), tegner sig for energi, der bruges ud over RMR og TEF, herunder frivillig træning, rysten, postural kontrol og frivillig bevægelse. Det beregnes ved at multiplicere energiforbruget for en aktivitet med den tid, der bruges til at udføre den, og er den mest variable komponent i energiforbruget.10 jo mere stillesiddende individet er, jo lavere er effekten af fysisk aktivitet. Dette kan være så lavt som 100 kalorier om dagen, mens elite atleter kan bruge 3.000 kalorier om dagen af fysisk aktivitet. Faldet i energiforbrug, der opstår med stigende alder, er hovedsageligt resultatet af faldende magert kropsmasse, hvilket reducerer TEF og EEact.
forstyrrelser i energibalancen forårsager ændringer i kropsmasse, selvom tidsrammen, som dette sker, varierer mellem individer og kan forklare det store interindividuelle svar på vægttabsinterventioner. En positiv energibalance, hvor energiindtag overstiger udgifterne, forårsager vægtøgning, hvor 60-80% af den resulterende vægtøgning kan henføres til kropsfedt.11 i negativ energibalance, når energi
Figur 1: fortsat vægtøgning i befolkningen i henhold til begrebet Energibalance14
figur 2: forholdet mellem energibalance og fysisk Aktivitetsniveau10 
udgifter overstiger indtag, det resulterende tab i kropsmasse er også tegnede sig for 60-80% kropsfedt.
det antages almindeligvis, at energiindtag og energiforbrug kan ændres uafhængigt gennem ændringer i fødeindtagelse og fysisk aktivitet for at opnå energibalance. Energiinput og-udgifter er imidlertid indbyrdes afhængige og reguleret på flere niveauer. Dette involverer et komplekst fysiologisk kontrolsystem, som involverer afferente neurale og hormonelle signaler, der når hypothalamus, med resulterende efferente fremspring af det autonome nervesystem, der inderverer musklerne, indvolde, og fedtvæv.12 som et resultat af denne fysiologiske kontrol kan komponenter i energiindtag og-udgifter ikke ændres uden kompenserende ændringer i den anden. Komponenterne i energibalancen påvirker hinanden og tjener til at opretholde en konstant kropsmasse. For eksempel, når kalorieindtaget reduceres, reagerer kroppen ved både at stimulere sult og reducere RMR, så der bruges mindre energi.13 tilsvarende kan en stigning i EEact resultere i øget sult eller nedsat fysisk aktivitet på andre tidspunkter i løbet af dagen.9 i energibalance synes kompensationen som reaktion på positiv energibalance at være svagere end kompensationen som reaktion på negativ energibalance.
På trods af dette interne kontrolsystem går størstedelen af voksne over tid. Forbrug af overskydende energi resulterer ikke i kontinuerlig vægtøgning, da vægtforøgelsen ledsages af en stigning i energiforbruget, der fører til en stabil tilstand af energibalance ved denne nye, lidt højere kropsvægt. Det er dog sandsynligt, at dette øgede energibehov i sidste ende fører til øget energiindtag, hvilket skaber en ‘ratchet-effekt’, hvorved en lille, konsekvent positiv energibalance resulterer i en gradvis vægtøgning over tid (se figur 1).14
bevis tyder på, at det er sværere at opretholde energibalancen i det moderne miljø end det var tidligere. Den vægtøgning, der faktisk er sket i de sidste årtier, er imidlertid mindre end den, der forudsiges af ændringer i energiindtag og-udgifter. Ved hjælp af estimater af stigninger i fødeindtagelse og fysisk aktivitet falder fra 1971 til 2000 er det beregnet, at amerikanske voksne har oplevet en grad af positiv energibalance, der er tilstrækkelig til at resultere i en 30 til 80 gange stigning i vægtøgning i denne periode. Det er derfor tydeligt, at fysiologiske processer har forårsaget tilpasninger, der tjener til at opretholde energibalancen.10
teoretisk kan energibalance opnås ved lave eller høje niveauer af energiforbrug. Det er imidlertid blevet antaget, at energibalance kan være lettere at opnå ved høje niveauer af energiforbrug, kendt som høj energi gennemstrømning.10 i 1950 ‘ erne viste tværsnitsundersøgelser, at energiindtag var bedre tilpasset energiforbruget, når folk var fysisk aktive.15 desuden viste undersøgelser hos rotter, at forholdet mellem fødeindtagelse og energiforbrug kun var lineært inden for visse grænser.16 hos rotter var matchningen af energiindtag og-udgifter unøjagtig ved lave eller høje niveauer af fysisk aktivitet. Den samme observation blev foretaget i menneskelige studier: fødeindtaget faldt ikke, da energibehovet faldt. På baggrund af disse observationer er det blevet foreslået, at der kan eksistere en minimumstærskel for enten fysisk aktivitet eller energigennemstrømning. Over denne tærskel, kaldet det ‘regulerede område’, øges energiindtaget for at dække høje energiforbrug. Som følge heraf kan adaptive tilpasninger af energiindtag og-udgifter for at opnå balance være meget følsomme i dette område. Ved lav energigennemstrømning er det uregulerede område, energiindtag og-udgifter kun svagt følsomme over for hinanden. Det uregulerede område er svært for de fleste at opretholde, og resultatet er vægtforøgelse, som returnerer systemet til en høj energi gennemstrømning (se figur 2).10,15 i løbet af det sidste århundrede er energien gennem de vestlige menneskers livsstil faldet, hvilket skubber flertallet af mennesker ind i det uregulerede område. Øget fysisk aktivitet for personer, der er i det uregulerede område, bør føre til vægttab, da kompensationen fra fødeindtagelse sandsynligvis ikke er fuldstændig.17,18
fysisk aktivitets rolle i energibalance
strategier til bekæmpelse af fedme skal målrette både energiinput og udgifter, som inkluderer fødeindtagelse og fysisk aktivitet. En nylig rapport konkluderede, at hvilemetabolisme ikke spiller en væsentlig rolle i vægtøgning, og at fysisk aktivitet er en vigtigere faktor.19 nogle forfattere har udelukkende tilskrevet vægtforøgelsen i den amerikanske befolkning til det øgede indtag af mad og argumenteret for, at fysisk aktivitet i fritiden har været stabil gennem de årtier, hvor fedme steg.20
tabel 1: Sammendrag af studier af fysisk aktivitet og Vægtforøgelsesstudie
| Studienavn | resultat | Reference | |
| koronararterie Risikoudvikling hos unge voksne (CARDIA) studie | prospektiv, langsgående undersøgelse, 3.554 mænd, 20 år | mænd med høj pa fik 2,6 færre kg (0,15 BMI-enheder/år vs 0,20 med lav pa) og kvinder med høj pa fik 6,1 færre kg (0,17 BMI-enheder/år vs 0,30) med lav pa | Hankinson et al., 20106 |
| finsk Tvillingkohortestudie | kohortestudie, 146 tvillingpar, 30 år | i 42 tvillingpar med uoverensstemmende PA var den gennemsnitlige vægtforøgelse fra 5,4 kg mindre i den aktive sammenlignet med inaktive tvillinger(p=0,003) | væg et al., 200824 |
| aerobic Center Longitudinal Study | Klinikbaseret kohortestudie, 2.501 raske mænd, 5 år | daglig PA var omvendt relateret til vægtøgning. Et skift fra et lavt PA til et moderat eller højt PA var nødvendigt for vægttab over tid. Mænd med oprindeligt den laveste PA havde han største gavn af stigende aktivitet |
Di Pietro et al., 200444 |
| PRIME-undersøgelse | Longitudinal kohortestudie, mænd i alderen 50-59 år, 5 år | BMI, var omvendt forbundet med PA brugt på at komme på arbejde og øve fritidsaktiviteter med højintensitet. Mænd, der regelmæssigt gik eller cyklede til arbejde, havde en gennemsnitlig BMI 0,3 kg/m2 lavere end dem, der ikke brugte energi på at komme på arbejde., 200145 | |
| NHANES-i epidemiologisk opfølgningsundersøgelse | kohortestudie, 3.515 mænd og 5.810 kvinder i alderen 25-74 år.10 år | rekreativ PA var omvendt relateret til kropsvægt. Den estimerede relative risiko for større vægtøgning for dem med lav PA-undersøgelse sammenlignet med dem med høj PA var 3,1 hos mænd og 3,8 hos kvinder., 19937 | |
| sund arbejdstager projekt | kohortestudie 1.639 mandlige 1913 kvindelige medarbejdere 2 år | øget motion, enten gå eller højintensitetsaktivitet, forudsagte fald i kropsvægt hos kvinder og mænd (henholdsvis 1,76 lb og 1,39 lb for hver session stigning pr.uge) | French et al., 199422 |
| Doetinchem-kohortestudie | 4.944 deltagere i Doetinchem-undersøgelsen, 5 år | de, der øgede PA, havde mindre gevinst i kropsvægt (-280 g). Disse virkninger blev opretholdt (dog ikke signifikant) i 5 år | Maj et al., 201023 |
| EPIC-PANACEA | tværsnitsanalyse, 125.629 mænd og 280.190 kvinder, 8 år | en forskel i en kategori i PA-indekset var omvendt forbundet med en forskel på 0,18 kg / m2 i gennemsnitlig BMI hos mænd og 0,31 kg/m2 hos kvinder | Besson et al., 200921 |
BMI = kropsmasseindeks; EPIC-PANACEA = europæisk prospektiv undersøgelse af kræft og ernæring–fysisk aktivitet, ernæring, alkohol, rygestop, Spise ude af hjemmet og fedme; NHANES = National Undersøgelse af sundhed og ernæring; PA = fysisk aktivitet.
Den prospektive epidemiologiske undersøgelse af myokardieinfarkt (PRIME)-undersøgelse er en prospektiv undersøgelse udført i en kohorte på 50 Til 59-årige mænd for at evaluere bidraget fra risiko og genetiske faktorer til udviklingen af koronar hjertesygdom..
denne fortolkning afviser imidlertid faldet i både livsstil og erhvervsmæssig fysisk aktivitet, der er sket i løbet af det sidste århundrede.10 dette fortsatte fald i de daglige energiudgifter til fysisk aktivitet har skabt en ‘eftergivende’ situation, hvor ethvert overskydende kalorieindtag sandsynligvis vil fremme vægtøgning (dvs.det uregulerede område). Vægtøgning hos personer, der opretholder et større niveau af fysisk aktivitet energiforbrug er mindre end blandt stillesiddende individer, hvilket understøtter ideen om, at højere niveauer af energistrøm er beskyttende mod positiv energiubalance. Flere undersøgelser har vist, at et højt niveau af fysisk aktivitet er forbundet med mindre vægtøgning over tid, mens lavere niveauer af fysisk aktivitet er forbundet med højere vægtøgning over tid (Se tabel 1).6,7,21-24 urbanisering, industrialisering og brug af mekaniseret transport har ført til et generelt fald i fysisk aktivitet. Mens fritid fysisk aktivitet har været temmelig konstant siden 1988,25 fysisk aktivitet i form af livsstil er faldet betydeligt. En undersøgelse af et Old Order Amish-samfund viste, at det gennemsnitlige antal skridt om dagen taget af mænd i samfundet var 18.425 mod 14.196 for kvinder.26 derimod tager den gennemsnitlige mand i Colorado 6733 trin om dagen,og den gennemsnitlige kvinde tager 6384 trin om dagen, 27 en forskel i det daglige energiforbrug på 400-600 kcal pr. Det er blevet anslået, at de daglige besættelsesrelaterede energiforbrug i de sidste 50 år i USA er faldet med mere end 100 kalorier, da moderne stillesiddende livsstil kræver meget mindre energiforbrug end tidligere. Da fysisk aktivitet er faldet, er kropsvægten steget, hvilket ledsages af en tilsvarende stigning i energiforbruget. Faktisk er det blevet foreslået, at det at blive overvægtig er kroppens måde at øge energiforbruget på for at opnå energibalance i en stadig mere stillesiddende livsstil.10
figur 3: gennemsnitlig kumulativ fedtbalance for mænd Under aktive og stillesiddende Regimer29
med hensyn til vores forståelse af energibalance har personer med lave niveauer af fysisk aktivitet større risiko for positiv energibalance og fedme sammenlignet med dem med højere niveauer af fysisk aktivitet. Dem med et lavt niveau af fysisk aktivitet har problemer med at opnå energibalance, fordi de er nødt til at begrænse deres mad for at matche deres energiindtag til et lavt energiforbrug. Disse hypoteser understøttes af data, der viser, at energiindtaget ved lave niveauer af fysisk aktivitet ikke ændrer sig hurtigt og præcist for at afspejle ændringerne i udgifterne, hvilket resulterer i en tendens til at gå op i vægt.28 i en undersøgelse af seks normalvægtige mænd i et kalorimeter i hele rummet, hvilket reducerer niveauet af fysisk aktivitet fra 1,8 til 1.4 gange RMR inducerede ikke en kompenserende reduktion i appetit eller sult, hvilket resulterede i positiv energibalance og vægtøgning, set som en nettogevinst i fedt (se figur 3).29 forfatterne konkluderede, at varierende aktivitetsniveau inden for det stillesiddende område har en signifikant effekt på energibalancen.
færre undersøgelser har undersøgt den primære forebyggelse af vægtøgning som en funktion af stigende fysisk aktivitet i modsætning til enten vægttab eller sekundær vægtøgning efter vægttab. I modsætning til undersøgelser, der viser en stigning i fødeindtagelse for at opretholde energibalancen med tilføjelse af motion, har en undersøgelse antydet, at tilføjelse af små mængder aktivitet til den daglige livsstil reducerer den vægtøgning, som mange mennesker i USA oplever år efter år.30
Sammenfattende er der klare fordele forbundet med øget fysisk aktivitet blandt stillesiddende. En sund vægt opretholdes bedst med et relativt højt niveau af fysisk aktivitet og et højt energiindtag. Dette betyder ikke, at behovet for at kontrollere fødeindtagelse skal glemmes. Strategier, der sigter mod at øge energiforbruget, mens man kontrollerer fødeindtagelse, bør danne grundlag for interventioner til bekæmpelse af fedme snarere end udelukkende at fokusere på fødevarebegrænsning. Strategier til bekæmpelse af fedmeepidemien de ovenfor diskuterede beviser tyder på, at strategier til reduktion af fedmeepidemien skal sigte mod at skubbe befolkningen ind i det regulerede område med energibalance, og dette kan opnås gennem en stigning i fysisk aktivitet. Interventioner og anbefalinger, der ikke tager højde for både energiindtag og udgifter, har tendens til at være mislykkede i bekæmpelsen af fedme på lang sigt.31 Imidlertid lægger størstedelen af de nuværende vægttabsinterventioner vægt på fødevarebegrænsning snarere end energibalance. Regimer, der involverer fødevarebegrænsninger, har tendens til at forårsage kompenserende fald i energiudgiften32 og en stigning i sult.33 En undersøgelse af Det Nationale Vægtkontrolregister viste, at vellykkede langsigtede vægttabsholdere (defineret som gennemsnitligt vægttab på 30 kg i gennemsnit 5.5 år) engagere sig i høje niveauer af regelmæssig fysisk aktivitet.34
strategier til forebyggelse af vægtøgning er mere tilbøjelige til at få succes på lang sigt sammenlignet med strategier til fremme af vægttab, fordi de fysiologiske systemer, der er involveret i energibalancesystemet, reagerer stærkere på negativ energibalance end på forebyggelse af positiv energibalance.32 vægttabsinterventioner udløser kompenserende mekanismer til at opretholde energibalancen. Da tab af kropsmasse resulterer i et fald i RMR, kan et vægttab på 10% resultere i en reduktion i kaloriebehovet på 170-250 kcal pr.dag, og et vægttab på 20% kræver en reduktion på 325-480 kcal pr.14 desuden kræves kun små ændringer i adfærd for at forhindre vægtøgning, mens store ændringer er nødvendige for at producere vedvarende vægttab.
Vi har meget mere succes med at producere vægttab end at opretholde det på lang sigt.35 vægttab kan opnås gennem midlertidige ændringer i enten kost eller fysisk aktivitet, men langsigtet vægttab vedligeholdelse kræver permanente ændringer i både kost og fysisk aktivitet. Da folk er bedre til at foretage midlertidige ændringer end permanente, genvinder de fleste mennesker, der opnår vægttabsmål, den tabte vægt over tid. i en gennemgang af de langsigtede resultater af kaloriebegrænsende kostvaner blev det konstateret, at en tredjedel til to tredjedele af dieters genvinder mere vægt, end de tabte på deres kostvaner.36 det er derfor klart, at de nuværende paradigmer for vægtkontrol ikke lykkes, og bedre strategier kan udvikles med en bedre forståelse af de fysiologiske processer, der ligger til grund for energibalancen.
ændringen i energibalance, der kræves for at forhindre primær vægtøgning, er relativt lille: en matematisk modelleringsmetode blev anvendt på amerikanske befolkningsmodeller og konkluderede, at fedmeepidemien kunne forklares med en gennemsnitlig daglig energiubalance mellem indtag og udgifter på omkring 10 kcal.37 Hill anslog, at den gennemsnitlige vægtforøgelse af befolkningen på 0.5 til 1 kg om året i løbet af de sidste to årtier kan tegnede sig for en positiv energibalance på 15 kcal pr.8 Ved den 90. percentil af vægtforøgelse var dette 50 kcal pr. Baseret på antagelsen om, at overskydende energi opbevares med 50% effektivitet, blev det antydet, at ved at reducere den positive energibalance med 100 kcal/d ved en kombination af reduktioner i energiindtag og stigninger i fysisk aktivitet, kunne vægtøgning hos 90% af den voksne befolkning forhindres. Denne tilgang er blevet anvendt på amerikanske børn, og det blev konkluderet, at konsekvente adfærdsændringer i gennemsnit 110 til 165 kcal pr.38
folkesundhedsinterventioner kan drage fordel af at ændre energibalancen ved hjælp af et specifikt kvantificerbart adfærdsmål. Det er imidlertid vanskeligt at ændre enhver adfærd, og det er nyttigt at bruge en tilgang til små ændringer til at fremme trinvise forbedringer, der bygger selveffektivitet undervejs. Prospektive undersøgelser har vist, at små ændringer i kost og livsstil kan producere vedvarende virkninger på kropsvægt.39 en taskforce bestående af medlemmer af American Society for Nutrition, Institute of Food Technologists og International Food Information Council konkluderede, at en tilgang til små ændringer, der sigter mod at hjælpe folk med at foretage bevidste små ændringer i deres livsstil, kunne være nyttig til at tackle fedme.40
baseret på begrebet små ændringer tilgange, går America on the Move-programmet til at gå 2.000 flere trin hver dag og spise 100 kcal mindre hver dag (www.americaonthemove.org). Det er blevet påvist, at tilvejebringelse af elektroniske skridttællere (skridttællere) kan øge overholdelsen af et sådant regime.41 interventionen har vist sig at reducere vægtøgning hos familier med overvægtige børn,19,42, og dens kortsigtede effekt er blevet påvist i en undersøgelse af 116 overvægtige voksne.43 sådanne tilgange kan give resultater uden de følelser af byrde og begrænsning, der er forbundet med strengere indgreb.
konklusion
det globale fedmeproblem er opstået som følge af små ubalancer i energiindtag og udgifter, der er akkumuleret over tid. Manglende nuværende interventioner for at opnå meningsfulde, langsigtede resultater i bekæmpelse af fedme kan afspejle en manglende forståelse af de fysiologiske processer, der ligger til grund for energibalancen. Nye tilgange, der overvejer, hvordan energibalancesystemet fungerer, bør erstatte det eksisterende fokus på udbredt fødevarebegrænsning og vægttab. Der er behov for at uddanne offentligheden om begrebet energibalance og hjælpe dem med at udvikle de kognitive færdigheder, der kræves for at imødegå tendensen til overspisning og stillesiddende adfærd. Begrebet regulerede og uregulerede områder med energibalance kan forklare fedmeepidemien blandt den stadig mere stillesiddende befolkning.
imidlertid kan relativt små ændringer i energiindtag og-udgifter standse vægtøgning hos de fleste mennesker. Ved at øge fysisk aktivitet i befolkningen vil flere mennesker flytte til det regulerede område af energibalance og som følge heraf have større kontrol over deres kropsvægt. Kun ved at tackle forebyggelsen af vægtøgning kan fedmeepidemien vendes