„Zepsuty metabolizm” to niebywale popularne określenie mające na celu zobrazować przystosowanie się organizmu do deficytu kalorycznego. Jest to jednak definicja nadmiernie wyolbrzymiona, traktowana zwykle jako usprawiedliwienie błędnego podejścia do okresu redukcji tkanki tłuszczowej.
Wspomniany „zepsuty metabolizm” jest bowiem definiowany przez znaczną większość początkujących osób odchudzających się jako niezwykle efektywny „tryb oszczędzania energii” przez organizm. Wartości przypisywane zwolnionemu metabolizmowi są tak skrajnie niskie, że mówi się o braku zdolności redukcji tkanki tłuszczowej nawet przy spożyciu energii na poziomie 1200kcal.
W praktyce w trakcie procesu redukcji nasze zapotrzebowanie kaloryczne rzeczywiście zwalnia jednak mechanizm warunkujący to następstwo oraz sposób w jaki zmniejsza się wydatkowanie energetyczne jest nie do końca zrozumiany przez znaczne grono odchudzających się osób.
Aby ostatecznie rozstrzygnąć kwestię zepsutego metabolizmu i specyfiki adaptacji metabolicznych, bo tak też takowe zmiany na skutek deficytu kalorycznego się nazywają, należy zacząć od definicji poszczególnych składowych należących do całkowitego wydatku energetycznego.
WYDATEK ENERGETYCZNY
Wydatek energetyczny jest obiektywną wartością przedstawiającą nasze zapotrzebowanie organizmu na energię, którą spożywamy w postaci kalorii. Wydatek ten jak już zostało wspomniane zmniejsza się podczas deficytu kalorycznego na skutek mechanizmów adaptacyjnych. Należy jednak zwrócić uwagę, że na nasze całkowite zapotrzebowanie kaloryczne składa się kilka komponentów, które w różny sposób są wrażliwe na wahania energetyczne w naszej diecie.
IZOLAT BIAŁKA SERWATKOWEGO OD TESTOSTERONE.PL
Całkowity wydatek kaloryczny składa się kolejno z:
- Podstawowej przemiany materii (BMR) – Jest to wartość energii potrzebnej do utrzymania podstawowych funkcji życiowych czyli pracy naszych narządów wewnętrznych i tkanek do wykonywania funkcji fizjologicznych. Wartość podstawowej przemiany materii w głównej mierze zależna jest od poziomu beztłuszczowej masy ciała. Warto zaznaczyć, że różnice międzyosobnicze w odniesieniu do energii potrzebnej do utrzymania podstawowych funkcji życiowych wynoszą około 2%.
- Termicznego efektu pożywienia (TEF) – Tef jest wydatkiem energetycznym na procesy trawienne. Każdy spożyty przez nas pokarm musi zostać przetworzony i na każdy proces potrzebna jest energia. Co więcej, niektóre z makroskładników są mówiąc kolokwialnie bardziej „energochłonne” a więc kompozycja diety może wpływać w pewien niewielki sposób na całkowity wydatek energetyczny. Uśredniając jednak, TEF odpowiada zwykle za 5-15% całkowitego wydatku energetycznego.
* Połączenie BMR i TEF nazywane jest spoczynkową przemianą materii, która błędnie używana jest wymiennie z podstawową przemianą materii
- Termogenezy wysiłkowej (EAT) – Jest to wydatek energetyczny związany z zaplanowaną aktywnością fizyczną. Składowa ta obejmuje kalorie „przepalone” na jednostkach treningowych. Należy zwrócić uwagę, że jest to składowa o dużej fluktuacji międzyosobniczej. Nie każdy bowiem trenuje a co więcej warto mieć na uwadze, że wydatek ten nierzadko jest istotnie przeszacowywany. Przykładowo, typowa jednostka treningu FBW na siłowni zwykle odpowiada około 80-200kcal zaś subiektywne odczucie zmęczenia może tworzyć iluzoryczne poczucie istotnie wysokiego wydatku energetycznego.
- Termogenezy niewynikającej z ćwiczeń (NEAT) – na NEAT składają się wszelkie czynności, które nie są zaplanowanym wysiłkiem. Oznacza to, że jest to każdy wysiłek i wydatek kaloryczny spowodowany twoim ruchem ale nie należy do jednostki treningowej. Przykładowo, na neat może składać się wejście po schodach, odkurzanie i porządki domowe czy podrygiwanie do ulubionej piosenki i wiercenie się na krześle. Okazuje się, że NEAT jest jednym z najważniejszych ale i najbardziej niezrozumiałych komponentów a różnice międzyosobnicze mogą sięgać nawet 2000kcal. Oznacza to, że osoby o podobnej kompozycji ciała mogą cechować się całkowitym wydatkiem kalorycznym na poziomie 3000 lub 5000, a jedyną różnicą jest ilość wykonywanych podświadomych czynności w ciągu dnia.
Przykładowo w jednym z badań próbowano oszacować wydatek kaloryczny związany z wierceniem się na krześle. Okazuje się, że osoby ekstrawertyczne o tendencji do nadpobudliwości mogą wydatkować nawet o 800kcal więcej w perspektywie całego dnia. Oznacza to, że jednak z osób w trakcie pracy siedzącej „przepali” jedynie 100kcal podczas gdy osoba, której rozmowy telefoniczne wzbogacone są dużą ilością gestykulacji i tupania nogą pod stołem będzie wydatkować 800kcal. Jest to przysłowiowo wydatek energetyczny, którego nie widać. Może warto zastanowić się czy osoby, które jedzą bardzo dużo i nie tyją po prostu są niezwykle nadpobudliwe nawet teoretycznie wykonując pracę siedzącą?
- Powysiłkowej konsumpcji tlenu (EPOC) – Powysiłkowa konsumpcja tlenu jest wydatkiem energetycznym potrzebnym do „spłacenia” tzw. długu tlenowego zaciągniętego podczas wysiłku fizycznego. Są to jednak niezwykle niskie wartości, które nie wpływają w istotnym stopniu na całkowity wydatek energetyczny.
Sumując każdy poszczególny komponent wydatku energetycznego otrzymujemy zapotrzebowanie energetyczne. Są to mówiąc kolokwialnie, przepalone kalorie w ciągu dnia. Spożywając więc ilość kalorii która odpowiada wartości kalorii wydatkowanych, będziemy utrzymywać ilość energii zgromadzonej w naszych tkankach. Oznacza to, że nie dojdzie do utraty tkanki tłuszczowej a nasza masa ciała będzie względnie stała.
CO SIĘ DZIEJE PODCZAS DEFICYTU ENERGETYCZNEGO?
Deficyt kaloryczny to stan, w którym spożywamy mniejszą ilość kalorii aniżeli wydatkujemy w ciągu dnia. Oznacza to, że ciało musi zacząć czerpać energię z pokładów zmagazynowanych w organizmie a więc w głównej mierze z tkanki tłuszczowej.
Niestety jest to sytuacja stresowa, rozpatrywana przez nasz organizm jako potencjalne zagrożenie. Nie jest on świadomy, że żyjemy w warunkach wysokiej dostępności pożywienia i w razie czego nic nam nie grozi bo łatwo zdobędziemy pokarm. Odpala on więc całą maszynerię zdarzeń mających na celu ograniczyć nasz wydatek kaloryczny oraz zwiększyć spożycie kalorii aby przetrwać i skompensować tracone zapasy energetyczne.
Adaptacje metaboliczne będą poprzez konkretną odpowiedź hormonalną i neurohormonalną wpływać na zmniejszenie wartości poszczególnych komponentów tak aby całkowity wydatek energetyczny był mniejszy. Co więcej, zmiany w hormonach będą warunkować nasilone łaknienie utrudniając tym samym utrzymanie określonych restrykcji żywieniowych. Ostatecznie należy mieć również na uwadze, że adaptacje metaboliczne nie tyczą się jedynie wydatku energetycznego i odczucia łaknienia ale i niezwykle skrajnych mechanizmów energochłonnych jak np. funkcje reprodukcyjne, które mogą zostać „wyłączone” jako następstwo negatywnych zmian hormonalnych.
GALUSAN EPIGALOKATECHINY OD APOLLO’S HEGEMONY – WSPARCIE ODCHUDZANIA
HORMONALNE ZMIANY WARUNKOWANE DEFICYTEM KALORYCZNYM
Deficyt energii w postaci kalorii, utrata tkanki tłuszczowej oraz wzrost poziomu kortyzolu, który w bardzo dużym uproszczeniu jest odzwierciedleniem wzrastającego stresu w organizmie determinuje negatywne zmiany w profilu hormonalnym.
Choć cały proces następstw hormonalnych jest niezwykle złożony to wydaje się, że głównym mediatorem i sygnalizatorem są zmiany w obrębie leptyny nazywanej potocznie hormonem sytości. Choć nazwa ta jest dużym uproszczeniem to jej działanie wykracza daleko poza samo warunkowanie odczucia sytości. Jest to hormon wytwarzany w tkance tłuszczowej a więc podczas jej utraty logicznie będzie dochodzić do zmniejszenia jej poziomów.
Leptyna w krwioobiegu działa jako pewnego rodzaju sensor energetyczny i kieruje w ten sposób układem nerwowym tak aby dostosował on spożycie energii oraz jej wydatkowanie do panujących warunków. Wywiera ona działanie w mózgu, a konkretniej w podwzgórzu działając na receptor ObRb, który aktywuje złożony obwód nerwowy składający się neuropeptydów o działaniu zmniejszającym lub zwiększającym apetyt.
Jest to widoczne w praktyce, gdy poziom tkanki tłuszczowej jest niezwykle niski. Taka osoba nawet przejadając duże ilości pożywienia i czując uczucie rozepchania w żołądku nadal odczuwa ochotę na spożycie czegoś smakowitego.
Abstrahując od samego działania na podwzgórze, leptyna wykazuje działalność na mezolimbiczny układ dopaminergiczny biorący udział w motywowaniu i nagradzaniu karmienia. Oznacza to, że wraz z postępującą redukcją coraz bardziej rozpatrujemy posiłek jako gratyfikację i wręcz na niego czekamy. W skrajnych momentach nasze życie może nawet zacząć toczyć się „od posiłku do posiłku”.
Spadek leptyny wiąże się również z obniżeniem poziomu hormonów tarczycy w szczególności trójodotyroniny (T3). Niski poziom T3 jest również związany z niskim „tempem metabolizmu” (BMR). Hormony tarczycy procesy zużywające ATP w mięśniach co zwiększa ogólne zapotrzebowanie organizmu. Gdy zapotrzebowanie na ATP rośnie, wzrasta jego produkcja co wymaga od nas spalania większej ilości kalorii. Hormony tarczycy, również jak leptyna, stymulują aktywność metaboliczną brunatnej tkanki tłuszczowej. Jest to taki rodzaj tkanki, której podstawową funkcją jest wytwarzanie ciepła. Wykorzystuje więc ona kalorie produkując ciepło co zwiększa podstawową przemianę materii. Logicznie więc spadek hormonów tarczycy na skutek deficytu zmniejsza aktywność brunatnej tkanki tłuszczowej.
Dodatkowo, widoczny jest istotny spadek hormonów płciowych takich jak testosteron u mężczyzn i estradiol u kobiet przyczyniając się tym samym do warunków promujących rozpad białek mięśniowych. Co więcej, spadek hormonów warunkujących łaknienie intensyfikowany jest wzrostem peptydów i hormonów głodu, między innymi greliny działającej jako informator o krótkoterminowej dostępności energii. W trakcie deficytu kalorycznego widuje się istotnie większe poziomy greliny przez cały dzień a posiłki w o wiele mniejszym stopniu wpływają na spadek jej stężenie co cechuje się podwyższonym łaknieniem.
Zaadaptowane z Stronger by science
FUKOKSANTYNA OD APOLLO’S HEGEMONY – SUPLEMENT NA REDUKCJĘ MASY CIAŁA
JAK NA SKUTEK DEFICYTU KALORYCZNEGO ZMNIEJSZA SIĘ WYDATEK ENERGETYCZNY
W trakcie redukcji będzie dochodzić do obniżenia całkowitego wydatku energetycznego a poziom tego spadku zależny jest od wpływu niedoboru energii na poszczególne komponenty. Okazuje się, że pewne z nich są w większym lub mniejszym stopniu podatne na zmiany, które warunkowane są poszczególnymi mechanizmami.
Jak zmieniają się poszczególne składowe całkowitego wydatku energetycznego?
PODSTAWOWA PRZEMIANA MATERII (BMR)
BMR w głównej mierze zmniejsza się podczas okresu redukcji za sprawą spadku masy ciała i tym samym komponentów, które generują wydatek energetyczny. Dochodzi między innymi do zmniejszenia się narządów a tym samym ilości energii jakiej potrzebują do funkcjonowania jak również spadek tkanki tłuszczowej, aktywnej endokrynnie oraz beztłuszczowej masy ciała.
Istnieje również mechanizm adaptacyjny organizmu powodujący o wiele lepsze dysponowanie energetyczne. Oznacza to, że organizm tworzy energię w postaci ATP, które potrzebne jest do funkcjonowania organizmu, z mniejszej ilości kcal. Organizm wykorzystuje o wiele mniej kalorii po to aby uzyskać tą samą ilość adenozynotrójfosforanu.
Mechanizm ten odnosi się do funkcji mitochondriów. To w nich zachodzą tlenowe procesy odbudowy energii (ATP). Proces ten obejmuje ruch protonów przez wewnętrzną błonę mitochondrialną. Gdy te protony są transportowane przez syntazę ATP, wywtarzany jest adenozynotrójfosforan. Na wspomnianej błonie znajdują się również pewne specyficzne białka rozprzęgające (UCP). W wyniku ich aktywności, część wspomnianych protonów może „przeciekać” przez błonę wewnętrzną przez co zachodzi utlenianie dostarczonych substratów jednak proces ten nie dostarcza ATP, a przyczynia się do wydatku energetycznego (Jest to część wydatku z komponentu BMR). W wyniku restrykcji kalorycznej czyli podczas redukcji masy ciała dochodzi do spadku aktywności wspomnianych białek UCP przez co wydajność w produkowaniu ATP jest większa. Oznacza to, że nasza podstawowa przemiana materii ulega zmniejszeniu gdyż mniej energii potrzebne jest do uzyskania określonej ilości ATP.
Należy jednak mieć na uwadze, że za całkowitą podstawową przemianę materii w około 80% odpowiada poziom całkowitej beztłuszczowej masy ciała a w skrajnych wypadkach, spadek BMR z tytułu zwiększenia wydajności mitochondriów sięga 15%.
ADAPTACJE METABOLICZNE A WYDATEK ENERGETYCZNY ZWIĄZANY Z AKTYWNOŚCIĄ ORAZ NEAT
Adaptacje dotykają również dwóch parametrów jakimi są zaplanowana oraz spontaniczna aktywność fizyczna. Specyfika tych zmian jednak różni się trochę w zależności od danego komponentu.
CHROM – POMOC W HAMOWANIU ŁAKNIENIA
ZAPLANOWANA AKTYWNOŚĆ
Dodawanie zaplanowanej aktywności w postaci cardio jest częstym i logicznym zabiegiem poszerzającym deficyt kaloryczny. Należy jednak mieć na uwadze, że ocenianie wartości kalorycznej danej aktywności fizycznej nie jest proste, tym bardziej gdy dodajemy jedynie wartość czasową (np. 30 minut cardio na orbitreku). Brakuje wtedy oceny wielu parametrów, które kluczowe są dla oceny ilości zwydatkowanych kalorii. Typowe cardio w postaci biegu na wolnym powietrzu czy na bieżni wiąże się ze wzrostem ergonomii ruchów. Początkowo, nasza technika nie jest bowiem idealna, dochodzi do napięć wielu dodatkowych mięśni, które nie są konieczne do odpowiedniej pracy. Z czasem ciało usprawnia mechanikę naszych ruchów i tym samym wpływa na zmniejszenie wydatku energetycznego. Co więcej, istnieją przesłanki sugerujące wzrost wydajności mięśni cechujące się lepszym stosunkiem wytworzonej przez nie mocy do spożytych kalorii. Okazuje się, że osoby zużywają więcej energii i mocy w stosunku do spożywanych kalorii w porównaniu z osobami o większej masie ciała. W badaniu Weisnera z 200 roku zauważono, że uczestnicy z obniżoną masą ciała byli w stanie wydłużyć czas spędzany na aktywności fizycznej bez zwiększania ilości kalorii wydatkowanych na tą aktywność.
NEGATYWNA KOMPENSACJA SPONTANICZNEJ AKTYWNOŚCI
Dodatek, aktywności fizycznej a szczególnie tej o wysokiej intensywności będzie skutkować kompensacją w innych komponentach wydatku energetycznego a konkretnie w NEAT. Aktywność fizyczna jest bowiem fizycznym bodźcem stresowym a więc ciało będzie dążyć do jego kompensacji. Jako, że doszło do wydatkowania kalorycznego, a jest to przecież z punktu widzenia ewolucji zagrożeniem, organizm zmniejszy wydatkowanie „hamując” spontaniczną aktywność. Oznacza to, że mniej chętnie będziesz podejmował w ciągu dnia dalszą aktywność fizyczną oraz będziesz bardziej leniwy mówiąc kolokwialnie.
SPONTANICZNA AKTYWNOŚĆ FIZYCZNA
Spontaniczna aktywność fizyczna jest o tyle skomplikowanym parametrem, że jej rozpiętość pomiędzy indywidualnymi jednostkami może sięgać nawet do 2000kcal. Co więcej, jest to właśnie ten komponent całkowitego wydatku kalorycznego, który podlega największym fluktuacją.
Jest to związane z wpływem bardzo dużej ilości czynników jak choćby rola samego układu nerwowego. Podwzgórze w połączeniu z elementami tylnej części mózgu i układem mezolimbicznym odgrywa jedną z ról w regulacji NEAT. To właśnie te struktury będą determinować spadek wydatkowania energetycznego w odpowiedzi na deficyt. Co więcej, NEAT może różnić się w zależności od zawodu, pory roku, skład ciała, temperatura i warunki środowiskowe czy bodźce endokrynne.
Ostatecznie ciężko jest zdeterminować wielkość spadku NEAT na skutek procesów adaptacyjnych. W jednym z badań dokonano obliczeń wskazujących, że na każde 10% utraconej masy ciała, całkowity wydatek energetyczny zmniejsza się o około 20-25%. Co więcej, gdy odejmie się wartość spadku odnoszącą się do zmian w masie ciała, nadal wydatek energetyczny pozostaje mniejszy o około 10-15%. Ta wartość prawdopodobnie odnosi się do spontanicznej aktywności fizycznej.
W innej sprawdzono całkowity wydatek energetyczny na skutek 23% redukcji masy ciała. Wyniki wykazały, że całkowity wydatek energetyczny był o 24% niższy niż wartość którą można wytłumaczyć spadkiem masy ciała. Co więcej, spoczynkowa przemiana materii była tylko o 2-3% niższa niż przewidywano. Obserwacje te sugerują więc znaczny spadek w spontanicznej aktywności fizycznej.
EKSPERYMENT GŁODÓWKOWY Z MINNESOTY JAKO SKRAJNY PRZYKŁAD ADAPTACJI METABOLICZNYCH
Jednym z najpopularniejszych badań ukazujących adaptacje metaboliczne jest eksperyment głodówkowy z Minnesoty z roku 1944. Protokół badawczy obejmował kilka faz – 12 tygodniowej fazy kontroli mającej na celu obserwacje fizjologiczne i wszelkie pomiary, 24 tygodniowej fazy głodówki podczas której spożycie energii zmniejszano o 50% (ok. 1650kal dziennie) oraz 20 tygodniową fazę rehabilitacji.
Spadek wszystkich komponentów wydatku energetycznego plasował się na poziomie 1800kcal na dzień i nie jest to zaskakujące biorąc pod uwagę, że na koniec fazy restrykcji kalorycznej średni poziom tkanki tłuszczowej uczestników wynosił 4%.
koło 25-30% a więc około 400-550kcal odpowiadało zmniejszonej masie ciała a spoczynkowa przemiana materii spadła ostatecznie o 720kcal. Pozostałe kalorie związane były prawdopodobnie z procesem termogenezy adaptacyjnej na poziomie mitochondrialnym.
Odnosząc się do wspomnianej już spontanicznej aktywności fizycznej, prawdopodobnie około 60% całkowitego zmniejszenia wydatków energetycznych pochodziło właśnie z tego komponentu. Odpowiadało to spadkowi o około 1100kcal. Zmiany te widoczne były również gołym okiem, gdyż początkowo uczestnicy wspólnie integrowali się i podejmowali mniejsze bądź większe aktywności. Na samym końcu ich dzień ograniczał praktycznie tylko do leżenia i czekania na kolejny posiłek. Warto również zaznaczyć, że całkiem duża część uczestników o doświadczyła wręcz stanów depresyjnych a niektórzy zostali odesłani do szpitala psychiatrycznego ze względu na skrajnie patologiczne zachowania.
KOFEINA Z TEANINĄ – SPALACZ I SUPLEMENT PRZEDTRENINGOWY
PODSUMOWANIE
Proces redukcji masy ciała bezsprzecznie wiąże się ze spadkiem naszego zapotrzebowania kalorycznego. Choć mogłoby wydawać się, że spadek podstawowej przemiany materii jest tym najbardziej podatnym na adaptacje to ponad wszelką wątpliwość tak nie jest. Podstawowa przemiana materii uwarunkowana jest w głównej mierze ilością beztłuszczowej masy ciała a pewien mały procent zależny jest od adaptacji na poziomie mitochondriów.
Największym spadek wydatku energetycznego widuje się więc w komponencie wydatków energetycznych, szczególnie tych związanych z podświadomym wydatkiem. Będąc w głębokim stanie restrykcji kalorycznej stajesz się mniej ruchliwy, wykonujesz mniej przyruchów i gestykulacji, która ostatecznie na koniec dnia determinuje o wiele mniejszy wydatek energetyczny o wartości nawet kilkuset kcal. Co więcej, o wiele bardziej rozleniwiasz się i w sposób podświadomy niekoniecznie jesteś w stanie tego zidentyfikować.
Ostatecznie więc to jak wysoki jest Twój wydatek zależy głównie od ilości ruchu w ciągu dnia. Mimo wszystko, należy mieć na uwadze, że nasz organizm jest poniekąd sterowany poprzez hormony i chcąc czy nie chcąc z pewnymi czynnikami trudno jest walczyć. Prawdopodobnie w pewnym momencie okresu redukcyjnego, szczególnie gdy będzie zależeć nam na skrajnym odtłuszczeniu, będzie istnieć potrzeba zaplanowanego dodatku aktywności fizycznej w postaci między innymi określonej liczby kroków w ciągu dnia oraz jednostek cardio o niskiej intensywności.
.
.
.
.
.
.
Keys, A., Brozek, J., Henshel, A., Mickelson, O., & Taylor, H.L. (1950). The biology of human starvation, (Vols. 1–2). Minneapolis, MN: University of Minnesota Press.
Trexler, E.T., Smith-Ryan, A.E. & Norton, L.E. Metabolic adaptation to weight loss: implications for the athlete. J Int Soc Sports Nutr 11, 7 (2014). https://doi.org/10.1186/1550-2783-11-7
Maclean PS, Bergouignan A, Cornier MA, Jackman MR: Biology’s response to dieting: the impetus for weight regain. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2011, 301:R581–R600.
