减肥总是失败?研究发现:运动能量补偿机制让胖子更难瘦下来!越胖的人越难减!

学术   科学   2024-07-27 09:01   上海  
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每逢节假日,餐桌上丰盛的美食常常让人难以控制。然而,减肥并不如大家想象中的那么单,特别是对于肥胖者迈开腿之后不仅没变瘦,体重反而更重了的胖子比比皆是。中国科学院的研究团队联合国际科学家在 Current Biology 上发表了一篇题为“Energy compensation and adiposity in humans”的论文,揭示了一个让人沮丧的事实:越胖的人能量补偿越多,想要通过运动减肥变得更加困难。简单来说,一样的运动量,瘦子会变得更瘦,而胖子却可能难以减重这一研究对我们理解能量代谢和体重管理提供了新视角。


研究背景


理解人类的能量平衡对新陈代谢和健康至关重要。尽管多运动似乎是一个简单的减肥策略,但能量补偿机制使其复杂化。能量补偿是指在人们增加活动时,非活动的能量消耗会减少。



研究发现


研究使用了迄今为止最大的数据样本,涵盖了1754名成年个体,揭示了能量补偿的普遍存在。研究发现,当增加活动能量消耗时,基础代谢(BEE)有所减少,导致能量补偿平均为28%,而胖子相比瘦子有更高的能量补偿。因此,即使增加运动,胖子也难以减重。



临床意义


这一发现提示我们减肥策略不能简单地假设活动能量消耗和基础能量消耗是独立的。公共健康策略需要考虑能量补偿机制,特别是在设计个性化的体重控制和肥胖治疗方案时。


实验策略 


研究通过测算1754名成年人(包括男性692名,女性1062名,年龄18至96岁)的总能量消耗(TEE)和基础能量消耗(BEE),并使用多重回归分析控制年龄、性别和体脂组成等混淆因素,得出结论。


数据解读 


图1:能量预算与竞争假设
(A) 描述温血动物总能量消耗(TEE)作为活动、繁殖、生长、调节体温、消化(食物热效应;TEF)以及基础能量消耗(BEE;体系功能如呼吸以及重要系统维持如组织更新所需的最低能量)的总和。BEE通常占TEE的一小部分,其比例略有任意,但在脊椎动物中这是一个典型现象。除了TEF外,任何高于BEE的能量消耗都归为活动能量消耗(AEE),包括存在时调节体温、繁殖和生长的成本。 
(B) 描述大多数非繁殖成年人的TEE,在这种情况下,生长或繁殖的能量成本不存在,调节体温的成本也被假定为可以忽略。在这个简化的能量预算中,成年人大约60%的能量用于BEE,并且大部分AEE组分实际上是由活动表现的:移动、姿势和“坐立不安”。 
(C) 描述了不同模型对人类和其他动物如何管理能量预算的描述以及关于TEE与BEE和AEE与BEE之间关系的斜率(b)的预测。左边堆叠的条形图显示了TEE作为BEE和AEE总和的简化基线版本。将左边与右边的堆叠相比显示了AEE增加对BEE和TEE的平均影响。右侧小面板中的回归线显示了TEE与BEE和AEE与BEE之间的预测关系;其中包含了一些实际数据点以示范预测关系以及一些无法解释的变异。加法模型假定AEE和BEE是独立的,因此不相关。因此,BEE的变化应该加到TEE的变化上,由于部分-整体的相关性,b值应为1。

换言之,加法模型预测进行额外活动所燃烧的额外卡路里会导致总能量消耗等量增加。相反,性能模型假设更高的AEE需要支持更大的“代谢机器”因为能量同化增加,因此TEE与BEE之间的关系的b值>1。也就是说,性能模型预测由于活动产生的总卡路里燃烧将高于活动期间消耗的卡路里,因为需要额外的能量用于之后的身体恢复和维持更昂贵的代谢机器以支持这种行为。或者,人类和动物可能对长期在活动上消耗更多能量通过减少在其他过程上的能量消耗进行反应,这种现象被补偿模型捕捉。补偿模型假设能量预算有一定限制,迫使在投入AEE和BEE之间做出权衡,因此预测AEE和BEE之间存在负相关关系,因此TEE与BEE之间的关系的b值<1。

目前尚不清楚能量补偿只在极端条件下发生,至少仅在规定的运动期间发生,测量或推断的能量补偿已在许多情况下有文献记载,还是说它是典型生活中人类的能量消耗默认模型,自然调整他们的活动和能量摄入量。


图2:人类的能量补偿
(A) 控制性别、年龄和体脂组成后,1754名研究对象的总能量消耗(TEE;MJ·d−1)和活动能量消耗(AEE;MJ·d−1)作为基础能量消耗(BEE;MJ·d−1)的函数。A图表中展示了TEE-BEE关系的斜率<1(与1:1虚线比较)。
(B) 描述了AEE与BEE之间的负相关关系,这表明当活动能量消耗增加时,通常会通过减少BEE来补偿,这与补偿模型是一致的。


图3:随脂肪质量的增加补偿增加
(A) 显示1754名研究对象的体质指数(BMI)频率分布,并标出了10%,50%,和90%分位数(分别为长虚线、短虚线和点划线)。
(B) 控制性别、年龄和体脂组成后,TEE(MJ·d−1)作为BEE(MJ·d−1)的函数。该图表说明了BEE × 脂肪质量的显著交互作用(表S1B),显示补偿从BMI分布的第10百分位数的人群(29.7%,红色长虚线)增加到第90百分位数的人群(45.8%,蓝色点划线)。关系分别为三个广泛的BMI类别所绘制,但在分析中脂肪量被视为连续变量(见表S1B以获取估算)。细实线表示1:1的关系。


图4:个体内部的能量权衡
(A) 和 (B) 两个子图分别显示了来自同一批老年男性和女性被试的TEE与BEE的再次测量数据。通过薄黑线展示了时间内每个个体TEE与BEE的内部关系变化,表明在长时间中,个体在活动能量消耗(AEE)增加时,他们倾向于通过降低基础能量消耗(BEE)作出补偿。



主要结论


本研究证实,在现代生活条件下,活动能量消耗与基础能量消耗之间存在显著的补偿关系,影响了总能量消耗。特别是在老年群体中,这种能量补偿更为显著,强调了个性化运动计划应考虑能量补偿机制。


讨论总结


讨论部分强调了能量补偿机制在人类进化中的适应性优势,但在现代生活中,这一机制对希望通过运动减肥的个体是不利的。研究发现能量补偿现象与肥胖程度相关,体脂越多,能量补偿越明显。此外,研究没有发现性别和年龄在能量补偿上存在显著性差异,表明该现象普遍存在。研究还提到了可能的遗传基础和其他影响因子如能量摄取和非运动活动热量产生(NEAT)。最后,研究建议未来的个性化运动计划应考虑到个体对能量补偿的遗传倾向。


注:本公众号仅针对学术文献进行解读,无任何指导及建议

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