V 21. stoletju skoraj ves svet živi v »debelilnem« okolju, ki ga definirata na eni strani energijsko gosta, visoko kalorična hrana, v katerih naše brbončice in naši možgani naravnost »uživajo« in je za povrh vsega še zelo poceni in na drugi strani življenjske razmere, ki nam omogočajo »varčevanje« energije na vsakem koraku, saj lahko s pomočjo transporta, interneta in drugih modernih tehnologij praktično vse aktivnosti opravimo iz naslanjača. Na tak način je seveda tudi veliko lažje naročiti že pripravljeno hrano, kot pa uporabiti energijo in čas, da obrok pripravimo sami z izbranimi in kvalitetnimi sestavinami. Poleg tega imamo ogrevalne naprave, bivalni prostori so toplotno izolirani, zato nas le redko zebe in se lahko tudi pri temperaturah, ki so krepko pod ničlo sprehajamo v kratkih rokavih. Kljub temu obstajajo velike razlike med posamezniki, ki živijo v enako »debelilnem« okolju, vendar se nanj odzivajo zelo različno. Za ohranjanje vitke postave nekateri trenirajo več ur dnevno in imajo izračunano energijsko vrednost za vsak obrok, a morajo za ohranjanje lepe postave hoditi naokoli večinoma časa lačni in »zagrenjeni« (angl. hangry).
Na drugi strani pa imamo ljudi, ki popolnoma brez truda ohranjajo zelo nizek delež telesne maščobe brez telovadbe in štetja kalorij. Še več, različni ljudje imajo lahko popolnoma enako dieto in praktično enak trening ter zelo podoben življenjski slog, vendar bo njihov delež telesne maščobe zelo različen. Vse to nas napeljuje k dejstvu, da mora biti v te procese vpletena genetika. Vendar, ali so res za vse krivi geni? In če so res, kaj lahko naredimo, da kljub temu, da smo izgubili genetsko loterijo, dosežemo zdravo telesno sestavo? V tej vsebini si bomo pogledali, kakšen vpliv imajo geni na povečano tveganje za razvoj debelosti.
V 90-tih letih 20. stoletja je kanadski raziskovalec Claude Bouchard na enojajčnih dvojčkih študiral vlogo genetske komponente pri odzivu na povečan energijski vnos (hiperfagijo). V študijo je vključil 12 parov enojajčnih dvojčkov (24 posameznikov), ki so 6 dni v tednu v 8-tedenskem ciklusu zaužili 1000 kalorij energijskega presežka. Ugotovil je, da je imel enak presežek kalorij zelo različen vpliv na povečanje telesne teže, saj je po 100-dnevnem hiperkaloričnem eksperimentu pridobljena telesna teža nihala od 4 pa vse do 13.3 kilogramov. V povprečju se je telesna teža povečala za 8 kilogramov, od tega 5.3 kg na račun telesne maščobe in 2.7 kg na račun mišične mase. Če upoštevamo, da se pri oksidaciji 1 g maščobe sprosti 9 kalorij, pri 1 g beljakovin pa 4 kalorije, se je v telesu akumuliralo 63 % vse zaužite energije. Bazalni metabolizem se je povečal za približno 10 %, vendar je ostal relativno nespremenjen, če ga izrazimo na enoto puste telesne mase. Različni pari dvojčkov so pridobili različno količino telesne maščobe na različnih delih telesa, vendar so opazili tudi, da so bile podobnosti med obema enojajčnima dvojčkoma izjemno velike. 4 mesece po tem eksperimentu je ponovno analiziral telesno sestavo dvojčkov in skoraj vsa odvečna telesna teža, ki so jo posamezniki pridobili tekom eksperimenta, se je izgubila, prav tako so se normalizirali vsi krvni markerji. Nato je meritve ponovil čez 5 let in ugotovil, da se je telesna masa povečala za 5 kilogramov v primerjavi z obdobjem pred eksperimentom. Razlike med povečano količino telesnega maščevja pri različnih parih dvojčkov so bile večje kakor povečana telesna teža na račun puste telesne mase, podobnosti med enojajčnimi dvojčki pa so bile še bolj signifikantne v primerjavi z obdobjem pred eksperimentom.
Podobne študije so pokazale, da hiperkalorična prehrana privede do povečane telesne mase, kjer je relativni delež na račun povečanja telesna maščobe od 60-67 %, za 33-40 % pa se poveča mišična masa. Izvor dodatnih kalorij bodisi iz maščob bodisi iz ogljikovih hidratov ni imel pomembnega vpliva na to razmerje, čeprav je v teoriji lažje shraniti maščobo iz hrane v obliki telesnih maščobnih zalog, saj se presežek ogljikovih hidratov mora v procesu de novo lipogeneze najprej pretvoriti v maščobo, ki se potem skladišči v telesnih maščobnih tkivih. Ker je ta proces anabolen, je seveda energijsko zahteven. Treba je še omeniti dejstvo, da na to razmerje lahko seveda vplivamo z ustreznim treningom (t.i. particija nutrientov).
Da je odziv na presežek energijskega vnosa različen za različne posameznike, je pokazal tudi Levine s sodelavci. V študijo je vključil 16 normalno prehranjenih prostovoljcev, ki so za 8 tednov presegli dnevne energijske potrebe za 1000 kalorij, kar v teoriji pomeni dodatnih 7 kilogramov telesne maščobe. Rezultati so bili zelo individualni, saj je povečana telesna masa nihala od 0.5 do 4 kilograme.
Raziskave Clauda Boucharda in Aarona Levina so fundamentalnega pomena pri razumevanju vpliva genetike na debelost, saj lahko iz njih dobimo veliko pomembnih informacij, ki so jih kasneje potrdile tudi z novejšo tehnologijo opremljene študije:
- Debelost oz. povečanje telesne teže je genetsko pogojena.
- Genetika igra pomembno vlogo tudi pri vplivu na količino telesne maščobe in mesto, na katerih se maščoba nalaga.
- Večja telesna teža pomeni »hitrejšo« presnovo na račun povečane puste telesne mase, zato argument, da imajo pretežki ljudje »okvarjen« metabolizem ni realen (izjema je, kadar je debelost tako močna, da se v telesu pojavijo kronična vnetna stanja).
- Kratkoročno obdobje prenajedanja, ki mu sledi normalen cikel hranjena, ni glavni razlog za povečanje telesne mase, saj telo spontano izgubi presežek telesne maščobe in stremi k »programiranemu« deležu telesne maščobe, ki se razlikuje med posamezniki in je vsaj deloma genetsko pogojeno.
- S starostjo se poveča količina telesne maščobe, kar sovpada z dejstvom, da se z leti naš metabolizem »zniža«. Ali je slednje direktna posledica znižane bazalne presnove, upada mišične mase ali drugih faktorjev, ki prispevajo k celokupni energijski bilanci, pa iz teh eksperimentov ne moremo z gotovostjo izvedeti.
- Poleg tega lahko iz teh študij zaključimo, da se v prisotnosti presežka kalorij poveča naša adaptivna termogeneza, saj se vse presežne kalorije niso skladiščile v telesu. Primer: 1000 kalorij dnevnega presežka, 84 dni v 100-dnevnem ciklu v teoriji pomeni 84 000 kalorij energijskega presežka, kar je ekvivalent 11 kilogramov telesne maščobe (tukaj je treba poudariti, da je v 1 kilogramu telesnih maščob okoli 7700 kalorij, saj so poleg trigliceridov v maščobnih celicah tudi druge snovi, predvsem voda).
Kaj torej določa količino telesne teže, ki jo bo določen posameznik pridobil? Kot vemo iz fizike, prvi zakon termodinamike pravi, da energije ne moremo iz nič ustvariti ali uničiti, lahko jo pa pretvarjamo iz ene oblike v drugo, lahko jo uporabimo za delo ali pa jo spremenimo v toploto. Slednja je merilo za presnovno »neučinkovitost« in je regulirana preko naših možganov na nezavedni ravni. Na tak način možgani uravnavajo delež telesne maščobe, ki konvergira k določeni vrednosti znotraj ozkega intervala 5-10 kg in ta vrednost je v veliki meri odvisna od genetike. Zaradi tega je odziv različnih ljudi na presežek kalorij v prehrani različen. Vse skupaj deluje podobno kot termostat, ki skuša v prostoru ohranjati konstantno temperaturo, na katero smo ga nastavili. Kadar temperatura pade, se vklopi peč, da se prostor segreje; ko se želena temperatura doseže, pa se peč izklopi. Na podoben način poteka regulacija deleža telesne maščobe v našem telesu. Kadar se določeno obdobje prenajedamo, telo postane manj »varčno« in presežek energije se sprosti oziroma izgubi v obliki toplote in obratno: kadar smo določeno obdobje v energijskem deficitu, telo postane bolj »varčno« in zmanjša energijsko porabo za mišično kontrakcijo, termogenezo in tudi za bazalne presnovne procese. Telo »brani« delež telesne maščobe, ki je »programiran« v možganih in se upira spremembam. Na žalost je ta mehanizem asimetričen in telo se veliko bolj upira izgubi telesne maščobe kakor pridobivanju le-te. Kljub temu pa obstajajo načini, kako to »genetsko programirano« vrednost znižati, saj delež telesne maščobe ni samo funkcija internih, bioloških signalov, temveč tudi eksternih signalov in vedenjskih vzorcev, ki jih prejemamo iz okolja. Kateri so ti načini, pa boste izvedeli v naslednjih vsebinah.
Reference:
1) The Response to Long-Term Overfeeding in Identical Twins: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM199005243222101
2) Overfeeding in identical twins: 5-year postoverfeeding results https://www.metabolismjournal.com/article/S0026-0495(96)90277-2/pdf
3) Genetic Influences on the Response of Body Fat and Fat Distribution to Positive and Negative Energy Balances in Human Identical Twins: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9164270/
4) Role of nonexercise activity thermogenesis in resistance to fat gain in humans, Levine: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9880251/
5) Role of nonexercise activity thermogenesis in resistance to fat gain in humans https://www.ahajournals.org/doi/pdf/10.1161/01.ATV.0000205848.83210.73
6) Effects of isoenergetic overfeeding of either carbohydrate or fat in young men:
Lammert O, Grunnet N, Faber P, Schroll Bjørnsbo K, Dich J, Olesen Larsen L, Neese RA, Hellerstein MK, Quistorff B: Effects of isoenergetic overfeeding of either carbohydrate or fat in young men. Brit J Nutr. 2000, 84: 233-245. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11029975/