Obezita a 1. zákony termodynamiky, část II.: Převrácená kauzalita

Tato minisérie je věnována užití prvního zákonu termodynamiky v problematice změny váhy člověka. Je to jedna z oblastí, kde možná dochází ke kolosálnímu omylu a to na základě víry ve značně zjednodušenou rovnici její interpretaci vycházející z fyzikálního zákona aplikovanou na složitou neurohormonálně řízenou soustavu - lidské tělo.

Na konci prvního dílu této série jsem slíbil představit další experimenty, které minimálně nutí se zamyslet nad mentalitou "méně jez, více se hýbej, vytvoř kalorický deficit a zhubneš" v oblasti dlouhodobého snižovaní hmotnosti. Nuže tedy dle knihy Good Calories, Bad Calories (Gary Taubes):

V roce 1936 reportoval Hansen z Dánska o experimentu, ve kterém krmil obézní lidi jídlem o kalorické hodnotě 1 850 kcal denně. Účastníci hubli v průměru 2 libry týdně a neměli hlad. Zároveň upozornil na pět let starý experiment, ve kterém jeho kolegové dosáhli stejně rychlého průměrného úbytku hmotnosti s denním kalorickým příjmem 950 kcal, s velkým hladem a dalšími následky klasické kalorické restikce. 

V roce 1949 Pennington referoval o své práci s obézními zaměstnanci společnosti DuPont. Zaměstnanci na jeho dietě měli příjem minimálně (!) 2 400 kcal a hubli v průměru dvě libry týdně - bez hladu.

V padesátých letech zkoušela Margaret Ohlson různé diety. Nejzajímavější rozdíl byl mezi dietou o 1 200 kcal, při které účastnici hubli v průměru půl libry týdně a stěžovali si na hlad. Oproti tomu na dietě o 1 400 - 1 500 kcal hubli její účastníci v průměru dvě libry týdně a bez hladu.

Další příklady diet se stejnou efektivitou co se týče váhového úbytku: 

1957 Bertil Sjövall: 2 200 vs. 1 200 kcal; 

1963 Trevor Silverstone: bez omezení vs. 1 000 kcal;

La Peňa: bez omezeni vs. 1 100 (u obézních dětí)

Bistrian, Blackburn: při dietě o hodnotě 650 - 800 kcal, polovina zhubla přes 40 liber a při dietě 1200 kcal, zhublo takovéto množství 1 %. Hlad byl vyšší u druhé skupiny.

Tento výtah vcelku dobře vykresluje zásadní problém s kalorickou rovnicí - dlouhodobě nefunguje. Lidé jsou schopni hubnout více při vyšším příjmu. Co to znamená? Znovu si ukažme upravenou kalorickou rovnici z prvního článku:

[4]          ZT + ZAT = PE - VVE - MVE

Jestliže při vyšším energetickém příjmu a neřízeném energetickém výdeji (většina těchto experimentů vznikla v době, kdy nebyl energetický výdej považován za důležitý - lidé v nich obvykle nedostávali žádné rady ohledně pohybu) vzniká vyšší úbytek tělesné hmotnost (tuku i aktivní tělesné hmoty), tak evidentně na této úrovni vzniká výrazně vyšší celkový energetický výdej - rovnice musí platit, to je to, co říká zákon zachování energie.

Všimněte si navíc pocitu hladu. Pocit hladu nezávisí na přijatých kaloriích, to jsme ukázali již minule na Minnesotském experimentu a i zde jsou další příklady téhož. Z hlediska změny hmotnosti se naopak zda, že pocit hladu závisí na změně hmotnosti - čím vyšší byl váhový úbytek, tím nižší byl pocit hladu. Co to znamená? Přeformulujme rovnici:

[5]          MVE = PE - ZT - ZAT - VVE

Čím více energie přijímáme, tím vyšší je mimovolní výdej energie. Čím více ztrácíme váhu, tím vyšší je MVE a konečně čím více máme volního výdeje energie, tím menší je ten mimovolní. 

Pociťovaný hlad se v zásadě hýbe stejným směrem jako mimovolní výdej energie. Zdá se, že čím méně energie zbývá na tento druh výdeje, který je tvořen především metabolismem, tím větší je hlad a další symptomy strádání. 

Zdá se tedy, že hlad a ostatní symptomy strádání jsou důsledkem nedostatku energie pro základní tělesné pochody. Tuto energii získáváme z vnějšku - jako rozdíl mezi energetickým příjmem a pohybem, a z vnitřku - spalováním vlastních zásob. Pokud z vnějšku přijímáme málo energie, musíme ji dodávat z vnitřku - musíme hubnout, abychom zachovali tyto základní potřeby a psychickou i fyzickou pohodu. Pokud z nějakého důvodu nemůžeme dodat dostatek energie zevnitř z tuku a tedy hubneme pomalu, tak naše tělo omezí tyto základní pochody, což se projeví v prvním dílu vyjmenovanými negativními následky.

Z hlediska hubnutí jde přece právě o tohle - spálit vnitřní zásoby energie, především tuk. Množství spáleného tuku pak určuje, kolik energie potřebujeme přijmout z vnějšku jako rozdíl mezi příjmem a výdejem. Tedy podle vulgarizované rovnice

[2]          Změna tělesné hmotnost (ZTH) = P.E. - V.E. 

je to změna tělesné hmotnosti, která určuje rozdíl mezi přijatou a vydanou energií. Je to změna tělesné hmotnosti, která určuje, jestli budeme mít hlad a jestli budeme mít chuť se hýbat.  Pokud se tělesná hmotnost  nemění, pak vyšší příjem musí být doprovázen vyšším výdejem a obráceně. Kauzalita je převrácená - primární faktor je, kolik tuku naše tělo spálí.

Z tohohle úhlu pohledu vidíme, proč obyčejná kalorická restrikce nefunguje. Obézní člověk je v rovnovážném stavu, kdy jeho tělo dostává zvnějšku dostatek energie, aby mohlo fungovat. Nedostává tuto energii zevnitř, něco brání spalování tuku, proto ji musí přijímat z vnějšku tak moc a proto se mu ji nechce tolik vydávat. 

Obézní lidé jsou často unavení v důsledku nedostatku energie, v důsledku nedostatečného spalování tuku. Obezita způsobuje jejich lenost. Společnost s obráceným pohledem na kauzalitu je naopak nazve líné, protože se domnívá, že je to nedostatek pohybu, který způsobuje jejich obezitu. 

Tím, že mu přikážeme, aby méně jedl a/nebo více se hýbal, ho připravíme o zdroj energie, který pohání jeho metabolismus. Jeho tukové zásoby tím aktivujeme proti odporu vlastního těla, proto hubne pomalu, a proto je po ukončení restrikce velmi rychle získá zpět.

Znovu zopakuji - zásadní věcí, o kterou jde, je spálit tuk. Toho můžeme efektivněji dosáhnout nikoliv kvantitativní změnou, ale kvalitativní změnou. Při půstu/hladovce nejenom že tělo pálí tuk, ale po počáteční fázi vás netrápí ani hladem, což je v příkrém rozporu se zkušeností s dlouhodobým omezením kalorií, při kterém je hlad všudypřítomný.

Proč? 

Protože jak jsem na začátku prvního dílu napsal - lidské tělo je složitou neurohormonálně řízenou soustavu. Všechny fyzické parametry našeho těla jsou řízeny nervovou a hormonální soustavou - tělesná teplota, množství cukru v krvi, krevní tlak, pH krve, množství kyseliny močové v krvi, množství a rozložení svalové tkáně, rozložení tuku v těle... a množství spalovaného a ukládaného tuku. Pokud chce člověk dlouhodobě úspěšně zhubnout, musí pracovat na změně tohoto řízení. Musí najít způsob, jakým pálit více tuku a méně ho ukládat. Pokud bude pálit více tuku, bude mu stačit méně energie z vnějšku a bude mít vyšší kalorický deficit.

Co určuje množství ukládaného a spalovaného tuku?

Teorie jsou v zásadě dvě.

1. Oblíbená teorie dává za vinu nadměrnému vylučování inzulinu. Inzulin je hormon, který v každém okamžiku určuje, kolik bude vaše tělo získávat energie z glykogenu (cukru) a kolik z volných mastných kyselin (tuku). Více inzulínu znamená více energie z glykogenu a méně z tuku - méně volných mastných kyselin se uvolňuje z tukové tkáně a více se jich tam ukládá, protože nejsou spáleny. Tedy čím častěji a více se do oběhu uvolňuje inzulin, tím méně tuku je možno získat z tukové tkáně a použít jej na spalování.

2. Druhá je teorie "body fat setpoint". Dle této teorie je to mozek (část hypotalamu), který určuje optimální množství uloženého tuku v těle. Všechny ostatní procesy jsou pak podřízeny uchování tohoto optimálního množství. Obezita je pak chybou tohoto nastavení v důsledku nějaké chyby v komunikaci mezi tukovou tkání (přesněji tukovou tkání vylučovaným leptinem) a hypotalamem. 

Tato teorie je dneska rozvíjena poznáním o dalších mozkových obvodech, které ovlivňují tento mechanismus. Když např. člověk jí sladké, v mozku dochází k častému vylučování dopaminu a vytvoření závislosti na tomto jídle. Tento mechanismus pak napomáhá změně množství tuku v těle pociťovaném jako optimální. 

P.S.: Ve všech výše zmíněných experimentech byly porovnávány nízkosacharidová až ketogenní (extrémně nízkosacharidová) dieta oproti "vyvážené" dietě. Nízkosacharidová vždy vedla k obdobnému či vyššímu úbytku a menšímu pocitu hladu. Minessotský experiment byl založen na chlebu, zelenině, polívce - tedy vysoký v sacharidech.

Toto neuvádím proto, abych někoho navedl zrovna k tomuto typu stravování (byť na něm neshledávám nic špatného či nezdravého), ale proto, abych zdůraznil, že zásadním rozdílem opravdu nebyly přijaté kalorie, ale vlastnost jídel. Tedy nikoliv kvantitativní, ale kvalitativní rozdíl hrál hlavní roli.