Исследование, финансируемое NuSI, оправдывает разочарование в отношении углеводно-инсулиновой гипотезы ожирения

Новое исследование metabolic ward проверяет идею о том, что снижение инсулина за счет строгого ограничения углеводов увеличивает скорость метаболизма и ускоряет потерю жира, независимо от количества потребляемых калорий. Хотя ограничение углеводов немного увеличило скорость метаболизма, на самом деле оно замедлило потерю жира. Одна из деталей, которая отличает это исследование от предыдущих исследований, заключается в том, что оно финансировалось Nutrition Science Initiative, организацией, которая была основана специально для проверки инсулиновой гипотезы ожирения и связанных с ней концепций.

Введение

Низкоуглеводные диеты широко используются для похудания, и обычно большее ограничение углеводов приводит к большей потере веса ( 1 , 2 , 3 , 4 ). На самом базовом уровне есть два основных объяснения способности низкоуглеводных диет вызывать потерю веса: либо они заставляют потреблять меньше калорий, либо они заставляют нас сжигать больше калорий (или и то, и другое).

На данный момент у нас есть доказательства того, что низкоуглеводные диеты заставляют нас есть меньше калорий ( 5 , 6 ), хотя большая часть эффекта, похоже, зависит от увеличения доли белка в рационе, а не от ограничения углеводов как таковых ( 7 , 8 ,9 ). Тем не менее, остается неясным, увеличивает ли ограничение углеводов скорость метаболизма, эффект, который иногда называют «метаболическим преимуществом».

Почему это важно? Это важно, потому что это проверяет гипотезу, которая имеет важное значение для того, как нам следует питаться, чтобы управлять своим весом. Это углеводно-инсулиновая гипотеза ожирения. В версии, отстаиваемой научным журналистом Гэри Таубсом, исследователем Дэвидом Людвигом и другими, инсулин является фундаментальным регулятором накопления жира из-за его прямого воздействия на жировые клетки, и он контролирует как потребление калорий (голод), так и расход калорий (скорость метаболизма). .

Согласно этой идее, инсулин является проводником, а потребление и расход калорий — просто пассажирами процесса откорма.. Отсюда следует, что потребление калорий — отвлекающий маневр, и единственная разумная стратегия управления весом — это ограничение углеводов, особенно рафинированных.

Не тронутый значительным количеством противоречивых доказательств ( 9B ), Таубс и другие намеревались поощрять новые исследования для проверки этой гипотезы. Для этого они основали организацию под названием Nutrition Science Initiative (NuSI), которая финансирует исследования, связанные с гипотезой углеводов и инсулина. Я одобрил это (с серьезными оговорками) в 2012 году, потому что организация предоставит финансирование высококвалифицированным ученым и якобы не сможет повлиять на результаты исследования ( 10 ).

Гипотеза углеводов и инсулина дает проверяемые прогнозы, которые можно использовать для ее оценки. Одно из этих прогнозов заключается в том, что замена углеводных калорий на жировые без изменения общего количества потребляемых калорий должно увеличить скорость метаболизма и ускорить потерю жира. Это согласуется с представлением о том, что потребление и расход калорий являются пассажирами, а не проводником процесса откорма. Первое исследование, финансируемое NuSI, проверяет этот прогноз.

Слава Таубсу и его коллегам за то, что они поставили на кон свои убеждения. Но когда вы делаете это, вы рискуете, что ваши убеждения будут фальсифицированы. Интересно, что некоторые результаты исследования согласуются с предсказаниями углеводно-инсулиновой гипотезы, но общая картина разрушительна для нее.

Исследование

Это исследование было проведено впечатляющей группой исследователей ожирения, включая Кевина Холла, Руди Лейбеля, Майкла Розенбаума и Эрика Равуссина ( 11 ).

Конструкция довольно простая. 17 добровольцев с избыточным весом или ожирением находились в исследовательском центре (метаболическом отделении) в течение восьми недель. Это означает, что у них не было возможности есть не изучаемую пищу. Первые четыре недели их кормили следующей диетой:

• Диета с высоким содержанием углеводов и сахара (HCD). 50% калорий из углеводов (338 г / день) и 25% калорий из сахара. 15% белка. 2739 калорий в день.

Важно отметить, что это исследование имело заранее определенные первичные и вторичные результаты. Это означает, что исследователи заранее определили, какие из результатов исследования будут наиболее важными для проверки гипотезы, так что ни они, ни кто-либо другой не имеют возможности исказить смысл исследования, собирая данные после факта.

Вот основные результаты, которые они перечислили:

• Первичные исходы: изменения в общем расходе калорий, изменения в расходе калорий во время сна и респираторном коэффициенте, измеренные метаболической камерой (не измеряемой водой с двойной меткой).  
• Вторичные исходы: изменение состава тела по данным DXA.

Результаты

Несмотря на то, что диета должна была обеспечивать достаточное количество калорий для поддержания стабильного веса добровольцев, они медленно теряли вес во время HCD, что привело к потере 1,1 фунта жира за последние две недели диеты (потеря жира во время первые две недели не сообщалось). Это говорит о том, что калорий, содержащихся в обеих диетах, было недостаточно для поддержания веса.

После начала KD добровольцы быстро похудели. Это ожидаемо, поскольку низкоуглеводные диеты вызывают быструю потерю веса воды. Тем не менее, несмотря на быструю потерю веса, их потеря жировой массы фактически замедлилась по сравнению с HCD. За первые две недели они потеряли всего 0,4 фунта жира. За последние две недели это количество увеличилось до 0,7 фунта, а за весь месячный период KD — 1,1 фунта. На KD добровольцы потеряли такое же количество жира за один месяц, какое они потеряли за две недели на HCD.

Я подготовил этот график на основе данных исследования. Не стесняйтесь поделиться им.

Интересно, что KD действительно увеличил общий расход калорий, особенно вскоре после смены диеты. Согласно измерениям в метаболической камере, добровольцы сжигали около 100 дополнительных калорий в день в течение первых десяти дней или около того. Тем не менее, этот эффект со временем ослабевал, и к концу четырехнедельного периода KD общий расход калорий упал примерно до исходного уровня (~ 40 дополнительных ккал / день; статистически недостоверно). В среднем по всем измерениям метаболической камеры они сжигали 57 дополнительных калорий в день на KD. Изменения в скорости метаболизма во время сна следовали аналогичной тенденции.

Измерение воды с двойной меткой показало несколько большую разницу в расходе калорий — 151 ккал / день, в пользу KD. Мы не знаем, как это менялось с течением времени, поскольку этот метод дает нам одну точку данных, которая представляет собой среднее двухнедельное потребление энергии. Вероятно, что если бы у нас были более детализированные данные, мы бы увидели, что этот разрыв со временем сокращается, поскольку это то, что предполагают данные метаболической камеры.

Как и ожидалось, секреция инсулина снизилась на 47% (по данным C-пептида), а кетоны в моче увеличились примерно в 11 раз на KD. Экскреция азота с мочой увеличилась в течение первых 11 дней KD, что указывает на снижение мышечной массы, но это было временным явлением. Уровни свободных жирных кислот натощак при KD немного увеличились, но не было изменений в общих уровнях циркулирующей энергии (глюкоза плюс свободные жирные кислоты, кетоны, глицерин и триглицериды). 

Обсуждение

Это исследование интересно тем, что некоторые из его результатов, если рассматривать их поверхностно, согласуются с углеводно-инсулиновой гипотезой. Согласно гипотезе, один из основных результатов исследования показал, что расход калорий на KD увеличился. Авторы предполагают, что это увеличение могло быть вызвано метаболической неэффективностью кетогенеза (выработка кетонов) и глюконеогенеза (выработка глюкозы), что имеет смысл *. Они активируются падением инсулина, поэтому мы можем фактически сказать, что увеличение расхода калорий, вероятно, было вызвано снижением секреции инсулина! Хотя это не предполагаемое воздействие инсулина на жировые клетки.

Однако если мы внимательно посмотрим на результаты, они явно окажутся разрушительными для гипотезы. Во-первых, увеличение общего расхода калорий было небольшим и кратковременным, и к концу месячного периода его уже нельзя было измерить с помощью метаболической камеры, что было предварительно определенным первичным результатом.

Во-вторых, что наиболее важно, лишние калории, сожженные во время KD, были получены не из жировой ткани! Скорость сжигания жира на KD фактически замедлилась, особенно в течение первых двух недель после перехода на диету, когда добровольцы потеряли лишь одну треть от того количества жира, которое они потеряли за предыдущие две недели HCD. В течение последних двух недель KD потеря жира начала восстанавливаться, но все же достигла только двух третей скорости потери жира в HCD. В целом, KD вызвала такую ​​же потерю веса за один месяц, как HCD за две недели.

Это замедление скорости сжигания жира на KD, вероятно, произошло по двум причинам. Во-первых, люди сжигали свои запасы гликогена (углеводов) в первые несколько дней после переключения, как заметил Холл в своем последнем исследовании метаболического отделения ( 12). Во-вторых, добровольцы съедали собственные мышечные ткани для получения белка в течение первых двух недель KD. Поскольку KD мобилизует запасы углеводов и белков, эти дополнительные калории, по-видимому, вытесняют калории из жира, которые в противном случае были бы сожжены. Другими словами, серьезное ограничение углеводов и, как следствие, падение уровня инсулина заставляют организм сжигать накопленные углеводы и белки за счет накопленного жира . По крайней мере, изначально.

Почему они съедали собственные нежирные ткани для получения белка? Вероятно, это просто следствие того факта, что когда с пищей поступает мало глюкозы, организм начинает вырабатывать ее (глюконеогенез) — из белка. Это увеличивает потребность организма в белке, и, если диета не богата белком, организм добывает его из безжировых тканей, таких как мышцы. Но в текущем исследовании этот эффект казался временным, так как он уменьшился после первых 11 дней KD. Это может объяснить, почему скорость потери жира начала расти в последние две недели периода KD.

Гипотеза углеводов и инсулина основана на идее, что инсулин подавляет высвобождение жирных кислот из жировой ткани, снижая общий уровень циркулирующей энергии и создавая состояние «внутреннего голодания», которое приводит к голоду и вялости. Если гипотеза верна, снижение уровня инсулина должно увеличить общий уровень циркулирующей энергии (глюкоза плюс свободные жирные кислоты, кетоны, глицерин и триглицериды) и устранить внутреннее голодание. Однако снижение потребления углеводов с 50% до 5% и снижение секреции инсулина почти вдвое не повлияло на общий уровень циркулирующей энергии. Очевидно, что общее количество циркулирующей в крови энергии регулируется достаточно жестко, так что даже радикальные изменения в диете мало на него влияют .

Важно отметить, что во многих отношениях это исследование было разработано, чтобы максимизировать очевидную эффективность KD. В KD было очень мало углеводов (5%), в то время как в HCD было много углеводов (50%), а также  очень  высокое содержание сахара (25%). Если вы верите в гипотезу о том, что сахар вызывает Вельзевула для увеличения вашей жировой ткани независимо от количества потребляемых вами калорий, сравнение должно было быть чрезвычайно благоприятным для KD. Однако влияние на жировую массу было противоположным тому, что предсказывает эта гипотеза.

Это исследование подтверждает, что инсулин просто не работает так, как думают Таубс, Людвиг и другие сторонники инсулинового ожирения. По словам исследователей, «очевидно, что регулирование накопления жира в жировой ткани многогранно и что инсулин не всегда играет доминирующую роль». Несмотря на общепризнанную роль инсулина в регулировании динамического потока жирных кислот в ответ на прием пищи, уровни циркулирующего инсулина не являются доминирующим регулятором жировой массы. Вместо этого это исследование предполагает, что жировая ткань играет более пассивную роль в энергетическом балансе: она высвобождает чистые калории по мере того, как они нужны организму, независимо от того, что делает инсулин **. Инсулин не является проводником набора жировой массы.

Единственное оставшееся объяснение потери веса, вызванной низкоуглеводными диетами, состоит в том, что они 1) вызывают быструю начальную потерю веса воды и 2) заставляют людей есть меньше калорий, что постепенно истощает запасы жира. Я считаю, что второй эффект интересен и заслуживает дополнительных исследований. Почему эти диеты вызывают спонтанное снижение потребления калорий, даже когда люди сознательно не пытаются ограничить их потребление? Белок является частью объяснения, но я не уверен, что он может полностью объяснить, что происходит, когда диета кетогенная (с очень низким содержанием углеводов). Я с нетерпением жду дополнительных исследований по этому поводу.

Во многих отношениях это исследование было передовым. Это было настоящее исследование метаболизма, так что никаких изменений в диете не было. Методы измерения были золотым стандартом. И все же он страдал от одной загадочной слабости: у него не было настоящей контрольной группы. Следовательно, это исследование не было ни рандомизированным, ни контролируемым. Не знаю, почему было принято это решение, но оно сильно ослабляет результат.

Это исследование еще больше снижает мою уверенность в выводах Людвига о том, что диета с очень низким содержанием углеводов и высоким содержанием белка увеличивает общий расход калорий примерно на 300 калорий в день ( 13), что Людвиг связывает с низким содержанием углеводов в рационе и последующим снижением уровня инсулина. Это новое исследование показывает, что даже серьезное ограничение углеводов и значительное падение уровня инсулина мало влияет на скорость метаболизма после первых двух недель, когда потребление белка контролируется.

Заключение

Это исследование метаболического отделения предполагает, что кетогенная диета с очень низким содержанием углеводов значительно снижает секрецию инсулина, временно увеличивает скорость метаболизма и ухудшает потерю жира. Таким образом, это еще раз фальсифицирует популярное воплощение углеводно-инсулиновой гипотезы ожирения. Возможно, тот факт, что это исследование финансировалось NuSI, поможет донести эту мысль до сторонников гипотезы.

* Некоторая энергия теряется в процессе преобразования между белком и глюкозой, и эта дополнительная энергия выделяется из организма в виде (в основном бесполезного) тепла. Так, например, если вы начнете с X калорий белка и конвертируете его в глюкозу перед окислением глюкозы для получения энергии (в первую очередь АТФ), вы получите меньшее количество полезной энергии, чем если бы вы только что окислили X калорий глюкозы напрямую. Отсюда термин «неэффективность». Этот термин имеет негативный оттенок, но в контексте ожирения метаболическая неэффективность может быть действительно хорошей вещью.

** Причина, по которой я говорю это, заключается в том, что калории гликогена и белка, по-видимому, вытеснили жировые калории в этом исследовании, замедляя скорость потери жира в группе KD. Другими словами, скорость окисления жирных кислот определяется потребностями организма в энергии, а не уровнем инсулина. Чтобы уточнить мое утверждение, в долгосрочной перспективе жировая ткань действительно играет роль в регулировании аппетита и жировой массы, но не по механизму, предлагаемому гипотезой инсулина, а через высвобождение лептина.