Насколько снижается УОО на диете?

Очерки нормальной диетологии

Насколько снижается УОО на диете?

Сообщение Меркатор » 24 дек 2017, 12:37

Как уже упоминалось исследование поведения уровня основного обмена (УОО) при редукции калорийности рациона (гипокалорийной диете) требует соответствующих методов исследования. К сожалению, при существующих этических нормах исследования заменяются обследованием, а это далеко не равноценная замена.

В другой теме http://www.minusfunt.ru/BB/viewtopic.php?f=24&t=143#p12618 мы писали, что результаты дорогостоящего Кильского эксперимента (КЭ) по следам знаменитого Миннесотского эксперимента не особо применимы к практике похудения – мал срок пребывания на гипокалорийной диете (21 день), недостаточна редукция калорийности рациона (всего 50% равновесной калорийности - паритета), вдобавок организаторам подпортили самое идею исследования, заставив их предварительно в течение недели откормить участников на заведомо обильном питании (150% калорийности паритета).

При этом для обследования участников и мониторинга использовалась дорогостоящее современное оборудование – магнитно-резонансный томограф, а участникам выплачивалось вознаграждение.

На наш взгляд, бóльшую ценность при существующих условиях и ограничениях может иметь единичный эксперимент с четко поставленной целью и обработкой результатов исходя из ясных модельных представлений.

По сути, основное для МФ представление о существовании порога чувствительности по УОО в 400 ккал (уточнение этой цифры с конкретизацией по антропометрическим данным буудет стоить в будущем немалых усилий и затрат) основывается на обработке не всегда надежных (=размытых) данных по худеющим. Неполная достоверность данных вполне компенсируется (по законам матстатистики) их многочисленностью.

Ниже приведены результаты обработки единичного случая похудения на 11 кг за 11 недель по принципам ***-системы с зашитым в систему алгоритмом выхода на любой скоростной режим похудения (в пределах физиологически возможного) с линеаризацией темпа похудения.

Регулировалась общая масса тела (МТ), одновременно бытовыми весами-жироанализатором Omron BF 508 оценивался процент жира, вычислялась жировая масса (ЖМ) и безжировая масса тела (БМТ). Графически похудение отображено на рисунке 1 относительно начального веса – график МТ (синяя линия), ЖМ (зеленая) и БМТ (красная), шкала на левой вертикальной оси.

Изображение
Рис. 1. Графики изменения МТ, ЖМ и БМТ относительно начального веса.

Ход МТ линеаризировался системой, что подтверждается проведенной линией линейной регрессии. Переход от линейной регрессии к регрессии более высокого порядка (аппроксимация квадратичной параболой, кубической параболой, экспонентой) улучшения аппроксимации не дает. Гораздо интереснее то, что линейными оказались и графики убыли ЖМ и БМТ, что говорит о том, что на протяжении всех 11 недель похудения наблюдалось примерно одинаковое соотношение между отвесами по ЖМ и БМТ. Убыль МТ составила 10,9 кг, ЖМ 7,6 кг, БМТ 3,3 кг, с соотношением ЖМ:БМТ 2,3:1 (по наклонам линий линейного тренда соотношение еще более благоприятное 3,4:1). Лучшего при таких высоких (неприемлемых на МФ по причине снижения УОО) темпах похудения невозможно и пожелать, не всем удается удержать подобное соотношение и на меньших темпах.

Причина сохранения БМТ (и мышечной массы) – ежедневная аэробная физическая нагрузка, бег на дистанцию 3 км в умеренном темпе. Задействованные в беге мышцы ног по массе занимают значительную долю общей мышечной массы, что и позволило ее сберечь в максимальной мере.

Целью обработки данных ставилось оценить адаптивный термогенез (АТ), отражающий, насколько снизился в результате похудения и по ходу похудения УОО в сравнении с закономерным и предсказуемым снижением УОО вследствие снижения МТ (и/или БМТ, что считается более точным).

Это тот самый адаптивный термогенез, по поводу которого запущена фраза, тиражирующаяся на сотнях сайтов – адаптивный термогенез существует, но не все исследования подтверждают его наличие.

Калорийность рациона соответствующей недели представлена столбчатой гистограммой (оранжевая заливка), шкала на правой вертикальной оси. Проведена линия линейной регрессии, улучшения при переходе к параболом и экспонентам также нет, т.е. уже из этого предварительного графика (без обработки данных, лишь работа инструментов Excel) следует, что линейное снижение веса в режиме 1 кг/неделю потребовало регулярного снижения калорийности на 9,74 ккал/день, или 9,74 х 7 = 68 ккал/неделю. Знакомая величина по рекомендуемому увеличению калорийности с темпом 50-100 ккал/неделю на «разгоне метаболизма» после низкокалорийного питания. Но в настоящее время мы вопросов разгона касаться не будем.

Относительно калорийности: она не определялась заранее, не задавалось, что она будет снижаться по какому-то закону, тем более частному случаю – линейно. Калорийность задавалась ***-системой исходя из заложенных в нее алгоритмов линеаризации похудения с заранее заданным темпом 1 кг/неделю.

Наблюдавшееся снижение калорийности в данном случае, несмотря на обработку результатов единичного случая похудения, полностью развенчивает бытующий миф и пропагандируемую большинством диетологов (если и худевшими самостоятельно, то вряд ли с глубоким анализом процесса/результатов и скорей всего в силу вынужденных жизненных обстоятельств и состояния здоровья по распространенным попсовым методикам; вот, в частности, сообщение диетолога Алексея Ковалькова в 2014 г. о том, что «в свое время, когда похудел на 50 кг, даже на 70, я худел неправильно, я тогда еще не знал, как это делается, в результате у меня опущена правая почка»; http://radiovesti.ru/brand/60978/episode/1363925#) возможность длительного похудения на 1 кг в неделю, своего рода «золотого стандарта» попсовой диетологии.

Из проведенных на рисунке линий тренда видно, что похудение шло со скоростью 139 г/день, или 973 г/неделю, ЖМ убывала со скоростью 107 г/день, а БМТ 32 г/день.

Приступаем к обработке, результаты отображены графически на рисунке 2. По правилам МФ похудение с темпом 1 кг/неделю соотвествует отрицательному дисбалансу -1000 ккал/день, что следует из принятой на МФ энергетической ценности депонированного жира 7 ккал/г. Случайное числовое совпадение энергетической ценности (выражаемой в отмененных с введением системы измерений СИ единицах измерения – килокалориях) с числом дней в неделе и обусловливает простое для практики соотношение. Но оно справедливо лишь при преимущественной потере жира, а не мышечной массы, что МФ и обещает вследствие умеренного темпа похудения. При большей чем 400 г/неделю скорости похудения сохранение мышечной массы не гарантируется, и энергетическая ценность уходящей с похудением ткани становится меньше 7 ккал/г. Подобное же справедливо при избавлении от отеков и принудительном «высушивании» организма белковыми диетами.

При обработке данного случая следует ожидать одинакового дисбаланса за все время похудения, поскольку выполняются одновременно 2 условия – постоянство темпа похудения и состава теряемой ткани (соотношение теряемых ЖМ/БМТ). Дисбаланс оценивается исходя из эквивалентности 1 г ЖМ 9,3 ккал, а 1 г БМТ 1,1 ккал. Расчет ведем по выявленным суточным отвесам ЖМ и БМТ : 9,3 х (-107,4) + 1,1 х (-31,6) = -1013 (ккал) с отрицательным знаком, поскольку энерготраты (расход) выше поступления энергии (приход). Дисбаланс на графике рисунка 2 отображен синей линией.

Изображение
Рис. 2. Результаты обработки данных по похудению

Приход энергии известен – это еженедельно задаваемая ***-системой (и тщательно выдерживаемая) калорийность рациона (красная линия). Вычтя из калорийности рациона дисбаланс (алгебраически, со знаком), получаем энерготраты (зеленая линия). Далее рассчитываем должный УОО согласно БМТ. Нам известны 3 формулы оценки УОО только по БМТ (Каннингема, Кэтча МакАрдла и из работы https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11739093).

Все они построены по типу (свободный член + умноженная на некий коэффициент БМТ), и отличаются лишь небольшими различиями в значении свободного члена и коэффициента в предположении, что, в отличие от прочих известных формул оценки УОО (Харриса-Бенедикта, Миффлина Сан-Жеора и др.) БМТ вбирает в себя изменения УОО, связанные с полом, ростом, возрастом и наличием жировой компоненты.

Воспользуемся формулой Каннингема: УОО = 500 + 22 х БМТ и рассчитаем должный УОО (пурпурная линия). Разница между энерготратами и должным УОО – это затраты на суммарную физическую активность (производственную, бытовую и спортивную – при наличии). Но фактического УОО мы не знаем – это промежуточная цель обработки результатов похудения с конечной целью выявления адаптивного термогенеза.

Впрочем, известно (или, вернее, постулируется, что в самом начале похудения (на отметке 0,0 графика) фактический УОО совпадает с должным (неизбежная ошибка вследствие индивидуальных особенностей обмена не влияет на конечный результат, поскольку систематически смещает все данные, а результат выявляется на основе вычитания текущих данных из базового значения). Аналогом может являться динамика веса, которая с одинаковой точностью выявляется при взвешивании в одежде или на весах, которые стабильно «врут» на килограмм.

Но в силу усреднения данных по МТ, ЖМ и БМТ по 7 дням недели, с понедельника по воскресенье, полученное среднее арифметическое значение относится не к целочисленным отметкам недель (т.е. не к началу недели), а к половинным отметкам (0,5; 1,5; 2,5 и т.д. до 10,5). По факту, не к утру понедельника, а к утру четверга. Чтобы получить необходимые значения для отметки 0,0, исходя из линейности трендов можно экстраполировать значения «назад» на 0,5 шага, и для отметки 11,0 с экстраполяцией «вперед» на 0,5 шага, воспользовавшись, например, функцией ПРЕДСКАЗ (Предсказание) MS Exel. Так и было сделано. На отметке 0,0 предсказанная МТ составила 62,6 кг, БМТ 51,6 кг, энерготраты 2390 ккал, на отметке 11,0 соответственно 51,9 кг, 49,2 кг и 1634 ккал.

Далее исходим из того, что физическая активность (ФА) в данном случае, как работа исключительно с собственным весом, (а не внешними устройствами (грузами, рычагами с сопротивлением), пропорциональна МТ (будучи одетым и обутым), что и позволяет рассчитать ее по всему периоду похудения, исходя из соответствующей начальному весу 62,6 кг ФА 804 ккал (оранжевая линия). При оценке ФА вес одежды с обувью принят равным 2 кг.

А теперь вычтем из энерготрат скорректированную на массу тела ФА и получим фактический УОО (пунктирная синяя линия). Адаптивный термогенез – разница между фактическим УОО и должным, отражает приспособление организма к редукции рациона питания с целью выживания; так любовно и с умилением описываемая в блогах и на форумах реакция якобы «умного» организма на жестокое с ним обращение «глупого» хозяина. Особенно сильна по части генерации подобных текстов оказалась диетолог Евгения Кобыляцкая. С подобной точки зрения сурок умнее медведя, а медведь умнее человека, оттого как в таком порядке они ранжируются по способности снижения УОО, впадая в спячку или близкое к ней состояние.

Адаптивный термогенез отображен на рисунке красными точками (ниже горизонтальной оси координат, поскольку АТ при похудении по знаку отрицателен). Линейность похудения и постоянство отношения ЖМ/БМТ в теряемой ткани сказалась и здесь – линия линейной регрессии аппроксимирует данные настолько же точно, что и нелинейные аппроксимации полиномами, и выходит в начало координат (в начале похудения АТ=0 по определению).
Конечный результат таков – в то время как калорийность рациона снижалась с темпом 68 ккал/неделя, АТ возрастал (по модулю, будучи отрицательным) с темпом 52 ккал/неделя.

Разумеется, это значение не обязано быть постоянным при любом похудении – помимо индивидуальных различий непременно скажется предыдущая «диетная» история, текущий пищевой статус и, самое главное, что уже проистекает из постулатов МФ – отличие дисбаланса от порогового значения дисбаланса (400 ккал – женщины, 500 ккал – мужчины); значение, безусловно, также подвержено индивидуальным отклонениям и нуждается в уточнении с выработкой многокомпонентной формулы и установлением дисперсии (разброса) оценки по ней.

Сравним полученные данные по АТ с данными Университета Киля. Данные получены на группе из 32 участников, худевших в течение 3 недель (КЭ-1) и на группе в 8 участников, худевших 1 неделю (КЭ-2). Прежде оценим средний дисбаланс КЭ-1 (за 3 недели); по ходу эксперимента он снижался, поскольку похудение шло на постоянной калорийности, но срок 3 недели недостаточен для существенного снижения, и можно воспользоваться средним значением, оцениваемым по потере ЖМ и БМТ.

За исходную нулевую отметку принято не начало эксперимента (за которым следовало не похудение, а «откармливание» в угоду принципам этики), а начало самого похудения после завершения недельного усиленного питания.

С учетом потери 2,63 кг ЖМ и 3,36 кг БМТ за 3 недели средний дисбаланс составляет (9300 х (-2,63) + 1100 х (-3,36))/(3 х 7) = 1341 (ккал). (При среднем начальном паритете 2706 ккал начальный дисбаланс определен в половину паритета, т.е. 1353 ккал). Паритет определялся по измеренному УОО и коэффициенту физической активности КФА = 1,4, удивительным образом совпавшим с нормой Роспотребнадзора РФ для работников I группы с очень низкой ФА.
АТ оценивался ежедневно, результаты на графиках рисунка 3 внизу.

Изображение
Рис. 3. Данные Университета Киля по адаптивному термогенезу (КЭ-1, слева, КЭ-2, справа).

По данным КЭ-1 средний АТ составил 104 ккал у людей с нормальным весом (для сравнения, там же дается ссылка по данным других работ на достигаемый АТ 504 ккал у пациентов с ожирением и потерей до 40 кг МТ). С учетом изменения состава тела в КЭ-1 исследователи сочли, что из АТ 104 ккал на «истинный» АТ приходится всего 72 ккал. Точное значение АТ в КЭ-1 установить не представляется возможным – не приведено значение АТ к концу периода усиленного питания, от которого следует отсчитывать изменение АТ по нашей версии, для сопоставления. Можно лишь предположить, что исходя из приведенной динамики роста АТ в период усиленного питания после похудения до 107 ккал, это значение близко к 120-130 ккал.

Видно, что порядок величин одинаков (сотни ккал), и примем, что за 3 недели похудения со средним дисбалансом 1341 ккал АТ возрос (по модулю) с 0 до 125 ккал. Если принять за основу очень грубую гипотезу (ad hoc модель), что АТ пропорционален накопленной сумме дисбаланса (за вычетом порогового значения 500 ккал) с начала похудения, то эта сумма составляет для рассматриваемого случая 11 х 7 х (1013 - 500) = 39.501 (ккал), для Кильского эксперимента 3 х 7 х (1341 - 500) = 17.661 (ккал), что дает основания предполагать, что отмеченный нами предельный АТ (570 ккал при экстраполяции до отметки 11,0) в сравнении с 125 ккал 1-го этапа КЭ (оценка по линии регрессии)окажется в 39.501/17.661 = 2,24 раза выше. Фактическое отношение 570/125 = 4,56. Порядок величин один, различия объясняются за счет грубости ad hoc модели, и в то же время позволяет оценить значимость единичного случая, выявившего общую закономерность.

Выводы для практики диетологии неутешительны: диетологам следует отказаться от рекомендаций по похудению 1 кг/неделя, являющимися насквозь лживыми обещаниями и невыполнимыми большинством худеющих. Исключением являются лишь случаи ожирения, сопровождающиеся большими отеками (у больных ожирением IV степени избыток внеклеточной жидкости может достигать 20 л, и даже при III степени 6 л), с избавлением от них на начальном этапе (что не имеет к похудению никакого отношения, но зачастую выдается), и случаи похудения по жизненным показаниям (предстоящая операция и пр.). Относить ли к жизненно важным потребностям необходимость 1 декабря, после озарения, что вскоре Новый год, и надо срочно ужаться на 1-2 размера, решать следует исходя из системы жизненных ценностей.

И что делать, тоже ясно. Начать с дисбаланса 1000 ккал и еженедельно уменьшать рацион на 70-100 ккал, постепенно лишая себя привычных жирных продуктов и сокращая (но не чрезмерно) углеводы, при обязательном наличии ежедневной аэробной нагрузки в 250-300 ккал, которая дополнительно обеспечит добавочное количество еды и необходимую силовую нагрузку на ноги. Верхняя часть тела и лицо исхудают при этом непременно.

Следующий пост в этой теме будет о возможных неточностях в интерпретации результатов вследствие основного источника погрешностей входных данных – бытовых весов-жироанализаторов.
Меркатор
 
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58

Как сказывается погрешность исходных данных на результате

Сообщение Меркатор » 18 мар 2018, 14:49

Пост о том, что было ясно уже в ходе и по завершению вышеописанного эксперимента с похудением 1 кг/неделя. Бытовые весы-жироанализатор (ЖА) к по мере похудения стали давать все более заниженные данные по проценту жира. Дело обычное – общепризнано, и не без оснований, что подобный ЖА в силу дешевизны обладает ограничениями – проводится измерение не отдельно активной и реактивной составляющих полного сопротивления (импеданса), а лишь полного сопротивления, и измерение проводится не на множестве частот, не на двух хотя-бы частотах (50 и 500 кГц), а всего на одной, 50 кГц. Это не позволяет в принципе измерить ряд характеристик, как, например фазовый угол, а также провести измерения с высокой точностью.

На практике принято считать, что ЖА позволяет отследить динамику похудения или массонабора, что уже хорошо. Также не исключается возможность индивидуальной калибровки ЖА путем сравнения его показаний с показаниями прибора более высокой точности (профессионального ЖА) путем изменения его настройки – ввода вместо фактических роста и возраста неких фиктивных значений, позволяющих провести коррекцию в нужную сторону.

В ходе эксперимента, помимо измерения веса и процента жира ЖА, измерялись объемы, что позволило по известным формулам (зашитым в сотни сетевых калькуляторов) оценить процент жира и сравнить его с показаниями ЖА.
Проценту жира 17,8% по ЖА в начале похудения соотвествовал процент жира по обмерам 17,6%. Высокое совпадение. В конце хуже – 9,7% по обмерам и 5,0% по ЖА. Что бытовой прибор хуже калиброван в области нереальных значений количества жира, не удивительно. Сочтем, что доверять следует обмерам, и тогда значения по ЖА могут быть пересчитаны исходя из требования совпадения их значения со значениями по обмерам. Нас это интересует больше исходя из того, что выявится робастность метода – насколько «слабое шевеление» исходных данных скажется на конечных данных, подобные вопросы интересуют теорию катастроф.

Дальше идет линейное преобразование измеренного % жира Б в фактическое (по объемам ФО) по формуле
ФО = 6,753 + 0,6094 х Б, и пересчет всех значений вплоть до искомого адаптивного термогенеза по скорректированным значениям % жира.

Ниже график изменения общей массы тела, жировой массы (ЖМ) и безжировой массы тела (БМТ). Наиболее радикальное изменение – соотношение ЖМ:БМТ с соотношения (2-3):1 изменилось в более неблагоприятную сторону 1:1, что более соответствует представлениям, что при экстремальном похудении невозможно добиться превышения расхода ЖМ над расходом БМТ, даже при достаточной физической нагрузке.

Изображение

И, наконец, графики калорийностей в ходе процесса. Основной вывод не изменился – экстремальное похудение сопровождается существенным отрицательным адаптивным термогенезом, значение которого мало меняется от неточности исходных данных. По нескорректированным данным ЖА адаптивный термогенез изменялся с темпом 52 ккал/неделя (значения отрицательные), по скорректированным 45 ккал/неделю.

Изображение
Сверху вниз:Энерготраты; УОО должный; УОО фактический; Калорийность питания; Физактивность; Адаптивный термогенез; Дисбаланс
Меркатор
 
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58

Формулы должного УОО

Сообщение Меркатор » 21 мар 2018, 07:57

При первоначальной обработке данных должный УОО рассчитывался по формуле Каниннгема, где учитывается только безжировая масса тела:
УОО = 500 + 22 х БМТ.

Есть еще аналогичная формула Кетча-МакАрдла (дает меньшие значения за счет меньшего коэффициента при БМТ и меньшего свободного члена):
УОО = 370 + 21,6 х БМТ.

Но в последней версии расчетов (с уточнением БМТ по обмерам) использовалась более современная формула с учетом не только безжировой массы тела, но и жировой массы, которая, хотя метаболически менее активна, тем не менее вклад в УОО дает:
УОО = 296 + 21хБМТ + 6,5 х ЖМ.
Формула отсюда: Heymsfield, S. B. et. al. (2012). Evolving concepts on adjusting human resting energy expenditure measurements for body size. Obesity Reviews, 13, 1001-1014.

В любом случае, поскольку в начале похудения УОО, рассчитанный по любой формуле, приравнивается фактическому (адаптивный термогенез равен 0, механизм энергосбережения еще не включается), выбор формулы также мало сказывается на конечном качественном результате. Но формула с учетом БМТ и ЖМ представляется более конструктивно валидной по понятным причинам. Впрочем, на западе давно уже считают УОО по многокомпонентной формуле, в которой БМТ разложена на массу печени, мозга и пр. органов. Откуда они это все знают? Производят послойное сканирование тела магнитной томографией в каждый день похудения и для каждого дня по снимкам определяют изменение массы органов. Однако...
Меркатор
 
Сообщения: 28
Зарегистрирован: 20 июл 2017, 09:58


Вернуться в Блог Виктора Меркатора

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

cron