obezitatea este o problemă în creștere, cu multe riscuri asociate pentru sănătate și costuri asociate.1,2 în perioada 1971-2000, prevalența obezității în SUA a crescut de la 14,5% la 30,9 %.3 în SUA, mai mult de 37% dintre adulți și aproape 17% dintre tineri au fost obezi în 2009-10.4 în prezent, peste 1,1 miliarde de adulți din întreaga lume sunt supraponderali, iar dintre aceștia, 312 milioane sunt obezi.5 Analiza datelor din SUA longitudinale (studiul CARDIA)6 și în secțiune transversală (NHANES) 7 studii pentru a determina distribuția de creștere în greutate în timp, a constatat că media din SUA adul
obezitatea este o problemă tot mai mare, cu multe riscuri asociate pentru sănătate și costurile asociate.1,2 în perioada 1971-2000, prevalența obezității în SUA a crescut de la 14,5% la 30,9 %.3 în SUA, mai mult de 37% dintre adulți și aproape 17% dintre tineri au fost obezi în 2009-10.4 în prezent, peste 1,1 miliarde de adulți din întreaga lume sunt supraponderali, iar dintre aceștia, 312 milioane sunt obezi.5 Analiza datelor din studiile longitudinale americane (studiul CARDIA)6 și transversale (NHANES)7 pentru a determina distribuția creșterii în greutate în timp, a constatat că adultul mediu din SUA câștigă 0,5-1 kg/an.8 Acest articol va examina conceptul de echilibru energetic și relevanța acestuia în combaterea epidemiei de obezitate. conceptul de echilibru energetic se bazează pe principiul termodinamic fundamental că energia nu poate fi distrusă și poate fi câștigată, pierdută sau stocată de un organism. Echilibrul energetic este definit ca starea obținută atunci când aportul de energie este egal cu cheltuielile de energie. Acest concept poate fi folosit pentru a demonstra modul în care greutatea corporală se va schimba în timp ca răspuns la modificările consumului și cheltuielilor de energie. Când corpul este în echilibru energetic, greutatea corporală este stabilă.9,10 oamenii consumă energie prin consumul de alimente și băuturi și consumă energie prin rata metabolică de repaus (RMR)—efectul termic (TEF) al alimentelor și al activității fizice. RMR este consumul de energie necesar pentru menținerea funcțiilor normale ale corpului și a homeostaziei. RMR este proporțional cu masa corporală, în special masa fără grăsimi. TEF se referă la energia necesară pentru a absorbi, digera și metaboliza alimentele consumate și reprezintă de obicei 8-10% din cheltuielile zilnice de energie. Energia consumată din cauza activității fizice (EEact) reprezintă energia consumată în plus față de RMR și TEF, inclusiv exercițiul voluntar, tremurul, controlul postural și mișcarea voluntară. Se calculează prin înmulțirea cheltuielilor de energie ale unei activități cu timpul petrecut în realizarea acesteia și este cea mai variabilă componentă a cheltuielilor de energie.10 cu cât individul este mai sedentar, cu atât efectul activității fizice este mai mic. Acest lucru poate fi de până la 100 de calorii pe zi, în timp ce sportivii de elită pot consuma 3.000 de calorii pe zi de activitate fizică. Scăderea cheltuielilor cu energia care apare odată cu înaintarea în vârstă este în principal rezultatul scăderii masei corporale slabe, ceea ce reduce TEF și EEact.
perturbările echilibrului energetic determină modificări ale masei corporale, deși intervalul de timp în care se întâmplă acest lucru variază între indivizi și poate explica răspunsul interindividual mare la intervențiile de pierdere în greutate. Un sold energetic pozitiv, în care consumul de energie depășește cheltuielile determină creșterea în greutate, 60-80% din creșterea în greutate rezultată fiind atribuită grăsimii corporale.11 în balanța energetică negativă, atunci când energia
Figura 1: creșterea continuă în greutate a populației conform conceptului de echilibru Energetic14
Figura 2: Relația dintre echilibrul energetic și nivelul activității Fizice10 
cheltuielile depășesc aportul, pierderea rezultată în masa corporală este, de asemenea, contabilizată de 60-80% grăsime corporală.
se presupune în mod obișnuit că aportul de energie și cheltuielile de energie pot fi modificate independent, prin modificări ale aportului alimentar și ale activității fizice, pentru a atinge echilibrul energetic. Cu toate acestea, aportul și cheltuielile de energie sunt interdependente și reglementate la mai multe niveluri. Aceasta implică un sistem complex de control fiziologic, care implică semnale neuronale și hormonale aferente care ajung la hipotalamus, cu proiecții eferente rezultate ale sistemului nervos autonom inervând mușchii, viscerele și țesutul adipos.12 ca urmare a acestui control fiziologic, componentele consumului și cheltuielilor de energie nu pot fi modificate fără modificări compensatorii în cealaltă. Componentele echilibrului energetic se influențează reciproc și servesc la menținerea unei mase corporale constante. De exemplu, atunci când aportul de calorii este redus, organismul răspunde atât stimulând foamea, cât și reducând RMR, astfel încât să se consume mai puțină energie.13 în mod similar, o creștere a EEact ar putea duce la creșterea foametei sau la reducerea activității fizice în alte momente ale zilei.9 în ceea ce privește balanța energetică, compensația ca răspuns la balanța energetică pozitivă pare să fie mai slabă decât compensația ca răspuns la balanța energetică negativă.
În ciuda acestui sistem de control intern, majoritatea adulților se îngrașă în timp. Consumul de energie în exces nu duce la creșterea continuă în greutate, deoarece creșterea în greutate este însoțită de o creștere a cheltuielilor de energie care duce la o stare constantă de echilibru energetic la această greutate corporală nouă, ușor mai mare. Cu toate acestea, este probabil ca această cerință crescută de energie să conducă în cele din urmă la un aport crescut de energie, creând un efect cu clichet, prin care un echilibru energetic pozitiv mic și consistent are ca rezultat o creștere treptată în greutate în timp (a se vedea Figura 1).14
dovezile sugerează că este mai dificil să se mențină echilibrul energetic în mediul modern decât era în trecut. Cu toate acestea, creșterea în greutate care a avut loc în ultimele decenii este mai mică decât cea prezisă de modificările consumului și cheltuielilor de energie. Folosind estimările privind creșterea aportului alimentar și scăderea activității fizice din 1971 până în 2000, s – a calculat că adulții americani au experimentat un grad de echilibru energetic pozitiv suficient pentru a duce la o creștere de 30 până la 80 de ori a creșterii în greutate în acea perioadă. Prin urmare, este evident că procesele fiziologice au provocat adaptări care servesc la menținerea echilibrului energetic.10
teoretic, echilibrul energetic poate fi atins la niveluri scăzute sau ridicate ale cheltuielilor cu energia. Cu toate acestea, s-a emis ipoteza că echilibrul energetic poate fi mai ușor de realizat la niveluri ridicate de cheltuieli de energie, cunoscute sub numele de randament ridicat de energie.10 în anii 1950, studiile transversale au constatat că aportul de energie era mai bine adaptat la cheltuielile cu energia atunci când oamenii erau activi fizic.15 în plus, studiile efectuate la șobolani au constatat că relația dintre consumul de alimente și consumul de energie a fost doar liniară în anumite limite.16 la șobolani, potrivirea consumului de energie și a cheltuielilor a fost inexactă la niveluri scăzute sau ridicate de activitate fizică. Aceeași observație a fost făcută în studiile umane: consumul de alimente nu a scăzut atunci când cererea de energie a scăzut. Pe baza acestor observații, s-a propus existența unui prag minim al activității fizice sau al debitului de energie. Peste acest prag, denumit zona reglementată, consumul de energie este ridicat pentru a satisface cheltuielile mari de energie. Drept urmare, ajustările adaptive ale aportului de energie și ale cheltuielilor pentru atingerea echilibrului pot fi foarte sensibile în această zonă. La un debit redus de energie, ‘zona nereglementată’, consumul de energie și cheltuielile sunt doar slab sensibile unul la celălalt. Zona nereglementată este dificil de susținut pentru majoritatea oamenilor, iar rezultatul este creșterea în greutate, care readuce sistemul la un randament ridicat de energie (vezi Figura 2).10,15 în ultimul secol, tranzițiile energetice ale stilurilor de viață umane occidentale au scăzut, împingând majoritatea oamenilor în zona nereglementată. Creșterea activității fizice pentru persoanele care se află în zona nereglementată ar trebui să conducă la pierderea în greutate, deoarece compensarea din aportul alimentar nu este probabil să fie completă.17,18
rolul activității fizice în echilibrul energetic
strategiile de combatere a obezității trebuie să vizeze atât aportul de energie, cât și cheltuielile, care includ aportul alimentar și activitatea fizică. Un raport recent a concluzionat că metabolismul în repaus nu joacă un rol semnificativ în creșterea în greutate și că activitatea fizică este un factor mai important.19 unii autori au atribuit creșterea în greutate a populației americane exclusiv consumului crescut de alimente, argumentând că activitatea fizică în timpul liber a rămas stabilă de-a lungul deceniilor în care ratele de obezitate au crescut.20
Tabelul 1: Rezumatul studiilor privind activitatea fizică și creșterea în greutate
| numele studiului | designul studiului | rezultat | referință |
| dezvoltarea riscului arterei coronare la adulții tineri (CARDIA) studiu | studiu prospectiv, longitudinal, 3554 bărbați, 20 de ani | bărbații cu pa ridicat au câștigat cu 2,6 mai puține kg (0,15 unități IMC/an vs 0,20 cu pa scăzut), iar femeile cu pa ridicat au câștigat cu 6,1 mai puține kg (0,17 unități IMC/an vs 0,30) cu pa scăzut | Hankinson și colab., 20106 |
| studiu finlandez de cohortă gemenească | studiu de cohortă, 146 de perechi gemene, 30 de ani | în 42 de perechi gemene cu PA discordant, creșterea medie în greutate a fost cu 5,4 kg mai mică la activ comparativ cu gemenii inactivi(p=0,003) | Waller și colab., 200824 |
| Centrul de aerobic studiu Longitudinal | studiu de cohortă bazat pe Clinică, 2.501 bărbați sănătoși, 5 ani | PA zilnic a fost invers legat de creșterea în greutate. O trecere de la un PA scăzut la un pa moderat sau ridicat a fost necesară pentru pierderea în greutate în timp. Bărbații cu inițial cel mai mic PA au avut el Cel mai mare beneficiu din creșterea activității |
Di Pietro și colab., 200444 |
| prim studiu | studiu Longitudinal cohorta, bărbați în vârstă de 50-59 ani, 5 ani | IMC, a fost invers asociat cu PA petrecut în Noțiuni de bază pentru a lucra și practica de activități recreative highintensity. Bărbații care mergeau în mod regulat sau mergeau cu bicicleta la muncă aveau un IMC mediu cu 0,3 kg/m2 mai mic decât cei care nu consumau energie pentru a ajunge la muncă | Wagner și colab., 200145 |
| NHANES-i studiu epidemiologic de urmărire | studiu de cohortă, 3.515 bărbați și 5.810 femei în vârstă de 25-74 ani.10 ani | pa de agrement a fost invers legată de greutatea corporală. Riscul relativ estimat de creștere majoră în greutate pentru cei cu sondaj pa scăzut comparativ cu cei cu PA ridicat a fost de 3,1 la bărbați și 3,8 la femei | Williamson și colab., 19937 |
| proiectul lucrătorului sănătos | studiu de cohortă 1.639 bărbați 1913 angajați de sex feminin 2 ani | creșterea exercițiilor fizice, fie mersul pe jos, fie activitatea de intensitate ridicată, a prezis scăderi ale greutății corporale la femei și bărbați (1,76 lb și, respectiv, 1,39 lb, pentru fiecare creștere a sesiunii pe săptămână) | French et al., 199422 |
| studiu de cohortă Doetinchem | 4.944 participanți la studiul Doetinchem, 5 ani | cei care au crescut PA au avut un câștig mai mic în greutate corporală (-280 g). Aceste efecte au fost susținute (deși nu semnificativ) timp de 5 ani | May și colab., 201023 |
| EPIC-panaceu | analiza secțiunii transversale, 125.629 bărbați și 280.190 femei, 8 ani | o diferență de o categorie în indicele PA a fost asociată invers cu o diferență de 0,18 kg/ m2 în IMC mediu la bărbați și 0,31 kg/m2 la femei | Besson și colab., 200921 |
IMC = indicele de masă corporală; EPIC-PANACEA = anchetă prospectivă Europeană în domeniul cancerului și nutriției–activitate fizică, nutriție, alcool, încetarea fumatului, mâncare în afara casei și obezitate; NHANES = sondaj național de examinare a sănătății și nutriției; PA = activitate fizică.studiul epidemiologic prospectiv al infarctului miocardic (PRIME) este un studiu prospectiv realizat într-o cohortă de bărbați în vârstă de 50 până la 59 de ani, pentru a evalua contribuția factorilor de risc și genetici la dezvoltarea bolii coronariene..cu toate acestea, această interpretare respinge declinul atât al stilului de viață, cât și al activității fizice profesionale care a avut loc în ultimul secol.10 această scădere continuă a cheltuielilor zilnice cu energia pentru activitatea fizică a creat o situație ‘permisivă’ în care orice aport caloric în exces poate favoriza creșterea în greutate (adică zona nereglementată). Creșterea în greutate la indivizi menținerea unui nivel mai mare de activitate fizică cheltuielile cu energia sunt mai mici decât în rândul persoanelor sedentare, susținând ideea că nivelurile mai ridicate de flux energetic protejează împotriva dezechilibrului energetic pozitiv. Mai multe studii au demonstrat că un nivel ridicat de activitate fizică este asociat cu o creștere mai mică în greutate în timp, în timp ce nivelurile mai scăzute ale activității fizice sunt asociate cu o creștere mai mare în greutate în timp (vezi Tabelul 1).6,7,21-24 urbanizarea, industrializarea și utilizarea transportului mecanizat au dus la o scădere generală a activității fizice. În timp ce timpul liber activitatea fizică a rămas destul de constantă din 1988,25 activitatea fizică în ceea ce privește stilul de viață a scăzut semnificativ. Un studiu al unei comunități Amish de ordin vechi a constatat că numărul mediu de pași pe zi făcuți de bărbați în comunitate a fost de 18.425 față de 14.196 pentru femei.26 În schimb, în Colorado, masculul Mediu face 6733 pași pe zi,iar femela medie face 6384 pași pe zi, 27 o diferență în consumul zilnic de energie de 400-600 kcal pe zi. S-a estimat că în ultimii 50 de ani în SUA, cheltuielile zilnice de energie legate de ocupație au scăzut cu peste 100 de calorii, deoarece stilurile de viață sedentare moderne necesită mult mai puține cheltuieli de energie decât în trecut. Pe măsură ce activitatea fizică a scăzut, greutățile corporale au crescut, ceea ce este însoțit de o creștere corespunzătoare a cheltuielilor cu energia. De fapt, s-a sugerat că a deveni obez este modul organismului de a crește cheltuielile cu energia pentru a atinge echilibrul energetic într-un stil de viață din ce în ce mai sedentar.10
Figura 3: echilibrul cumulativ mediu de grăsime pentru bărbați în timpul regimurilor Active și Sedentare29
în ceea ce privește înțelegerea noastră a echilibrului energetic, persoanele cu niveluri scăzute de activitate fizică prezintă un risc mai mare de echilibru energetic pozitiv și obezitate în comparație cu cele cu niveluri mai ridicate de activitate fizică. Cei cu un nivel scăzut de activitate fizică au probleme în atingerea echilibrului energetic, deoarece trebuie să-și restricționeze alimentele pentru a se potrivi cu aportul lor de energie la un nivel scăzut al cheltuielilor cu energia. Aceste ipoteze sunt susținute de date care arată că, la niveluri scăzute de activitate fizică, aportul de energie nu se schimbă rapid și precis pentru a reflecta modificările cheltuielilor, rezultând o tendință de creștere în greutate.28 într-un studiu efectuat pe șase bărbați cu greutate normală într-un calorimetru cu cameră întreagă, reducând nivelul activității fizice de la 1,8 la 1.4 x RMR nu a indus o reducere compensatorie a apetitului sau a foamei, rezultând un echilibru energetic pozitiv și o creștere în greutate, văzută ca un câștig net în grăsime (vezi Figura 3).29 autorii au concluzionat că variația nivelului de activitate în intervalul sedentar are un efect semnificativ asupra echilibrului energetic.
Mai puține studii au investigat prevenirea primară a creșterii în greutate în funcție de creșterea activității fizice, spre deosebire de pierderea în greutate sau creșterea secundară în greutate după reducerea în greutate. Spre deosebire de studiile care arată o creștere a aportului alimentar pentru a menține echilibrul energetic cu adăugarea de exerciții fizice, un studiu a sugerat că adăugarea unor cantități mici de activitate la stilul de viață zilnic reduce creșterea în greutate pe care mulți oameni din SUA o experimentează an de an.30
pe scurt, există beneficii clare asociate cu creșterea activității fizice în rândul sedentarilor. O greutate sănătoasă este cel mai bine menținută cu un nivel relativ ridicat de activitate fizică și un aport ridicat de energie. Acest lucru nu înseamnă că trebuie uitată necesitatea de a controla aportul alimentar. Strategiile care vizează creșterea cheltuielilor cu energia în timp ce controlează aportul alimentar ar trebui să constituie baza intervențiilor de combatere a obezității, mai degrabă decât să se concentreze exclusiv pe restricționarea alimentelor. Strategii de combatere a epidemiei de obezitate dovezile discutate mai sus sugerează că strategiile de reducere a epidemiei de obezitate ar trebui să vizeze împingerea populației în zona reglementată a echilibrului energetic, iar acest lucru se poate realiza printr-o creștere a activității fizice. Intervențiile și recomandările care nu iau în considerare atât aportul de energie, cât și cheltuielile tind să nu aibă succes în combaterea obezității pe termen lung.31 Cu toate acestea, majoritatea intervențiilor actuale de pierdere în greutate pun accentul mai degrabă pe restricționarea alimentelor decât pe echilibrul energetic. Regimurile care implică restricții alimentare tind să provoace scăderi compensatorii ale consumului de energie32 și o creștere a foametei.33 Un studiu al Registrului Național de control al greutății a constatat că persoanele care mențin pierderea în greutate pe termen lung (definite ca pierderea medie în greutate de 30 kg pentru o medie de 5.5 ani) se angajează în niveluri ridicate de activitate fizică regulată.34
strategiile de prevenire a creșterii în greutate sunt mai susceptibile de a avea succes pe termen lung în comparație cu strategiile de promovare a pierderii în greutate, deoarece sistemele fiziologice implicate în sistemul de echilibru energetic răspund mai puternic la echilibrul energetic negativ decât la prevenirea echilibrului energetic pozitiv.32 intervenții de pierdere în greutate declanșează mecanisme compensatorii pentru menținerea echilibrului energetic. Deoarece pierderea masei corporale are ca rezultat o scădere a RMR, o pierdere în greutate de 10% poate duce la o reducere a necesarului de calorii de 170-250 kcal pe zi, iar o pierdere în greutate de 20% necesită o reducere de 325-480 kcal pe zi.14 În plus, sunt necesare doar mici modificări de comportament pentru a preveni creșterea în greutate, în timp ce schimbări mari sunt necesare pentru a produce o pierdere în greutate susținută.
avem mult mai mult succes în producerea pierderii în greutate decât în menținerea acesteia pe termen lung.35 pierderea în greutate poate fi realizată prin modificări temporare fie în dietă, fie în activitatea fizică, dar menținerea pe termen lung a pierderii în greutate necesită modificări permanente atât în dietă, cât și în activitatea fizică. Deoarece oamenii sunt mai buni la a face schimbări temporare decât cele permanente, majoritatea oamenilor care ating obiectivele de scădere în greutate își recapătă greutatea pierdută în timp. într-o analiză a rezultatelor pe termen lung ale dietelor care restricționează caloriile, s-a constatat că o treime până la două treimi dintre cei care țin dietă își recapătă mai multă greutate decât au pierdut în dieta lor.36 prin urmare, este clar că paradigmele actuale de control al greutății nu au succes și ar putea fi dezvoltate strategii mai bune, cu o mai bună înțelegere a proceselor fiziologice care stau la baza echilibrului energetic.
schimbarea echilibrului energetic necesară pentru a preveni creșterea primară în greutate este relativ mică: o abordare de modelare matematică a fost aplicată modelelor populației din SUA și a concluzionat că epidemia de obezitate ar putea fi explicată printr-un dezechilibru energetic mediu zilnic între aport și cheltuieli de aproximativ 10 kcal.37 Hill a estimat că creșterea medie în greutate a populației de 0.5 până la 1 kg pe an în ultimele două decenii pot fi contabilizate printr-un sold energetic pozitiv de 15 kcal pe zi.8 la percentila 90 de creștere în greutate, aceasta a fost de 50 kcal pe zi. Pe baza presupunerii că excesul de energie este stocat cu o eficiență de 50%, s-a sugerat că prin reducerea echilibrului energetic pozitiv cu 100 kcal/zi printr-o combinație de reduceri ale aportului de energie și creșteri ale activității fizice, creșterea în greutate la 90% din populația adultă ar putea fi prevenită. Această abordare a fost aplicată copiilor din SUA și s-a ajuns la concluzia că modificările comportamentale consistente, în medie de 110 până la 165 kcal pe zi, pot fi suficiente pentru a contrabalansa decalajul energetic.38
intervențiile de sănătate publică pot beneficia de schimbarea echilibrului energetic prin utilizarea unui obiectiv comportamental cuantificabil specific. Cu toate acestea, schimbarea oricărui comportament este dificilă și utilizarea unei abordări cu schimbări mici este utilă pentru promovarea îmbunătățirilor incrementale care construiesc autoeficacitatea pe parcurs. Studiile Prospective au arătat că mici modificări ale dietei și stilului de viață pot produce efecte susținute asupra greutății corporale.39 un grup de lucru format din membri ai Societății Americane pentru nutriție, ai Institutului de tehnologi alimentari și ai Consiliului Internațional pentru informații alimentare a concluzionat că o abordare cu mici schimbări, menită să ajute oamenii să facă mici schimbări conștiente în stilul lor de viață, ar putea fi utilă în abordarea obezității.40
pe baza conceptului de abordări cu schimbări mici, Programul America on the Move pledează pentru mersul pe jos cu încă 2.000 de pași în fiecare zi și consumul de 100 kcal mai puțin în fiecare zi (www.americaonthemove.org). S-a demonstrat că furnizarea de contoare electronice de pas (Pedometre) poate crește aderența la un astfel de regim.41 s-a demonstrat că intervenția reduce creșterea în greutate în familiile cu copii supraponderali,19,42, iar eficacitatea sa pe termen scurt a fost demonstrată într-un studiu pe 116 adulți supraponderali.43 astfel de abordări pot produce rezultate fără sentimentele de povară și restricții asociate intervențiilor mai stricte.
concluzie
problema globală a obezității a apărut din mici dezechilibre în consumul de energie și cheltuielile care s-au acumulat în timp. Eșecul intervențiilor actuale de a obține rezultate semnificative, pe termen lung, în combaterea obezității ar putea reflecta un eșec în aprecierea proceselor fiziologice care stau la baza echilibrului energetic. Noile abordări care iau în considerare modul în care funcționează sistemul de echilibru energetic ar trebui să înlocuiască accentul existent pe restricția alimentară pe scară largă și pierderea în greutate. Este nevoie de educarea publicului cu privire la conceptul de echilibru energetic și de a-i ajuta să dezvolte abilitățile cognitive necesare pentru a contracara tendința de supraalimentare și comportament sedentar. Conceptul de zone reglementate și nereglementate ale echilibrului energetic poate explica epidemia de obezitate în rândul populației din ce în ce mai sedentare. cu toate acestea, schimbările relativ mici în consumul de energie și cheltuielile pot opri creșterea în greutate la majoritatea oamenilor. Prin creșterea activității fizice în populație, mai mulți oameni se vor muta în zona reglementată a echilibrului energetic și, ca urmare, vor avea un control mai mare asupra greutății corporale. Numai prin abordarea prevenirii creșterii în greutate poate fi inversată epidemia de obezitate