توازن الطاقة وتنظيم وزن الجسم
توازن الطاقة هو العلاقة بين الطاقة التي يستهلكها الشخص من الطعام والشراب والطاقة التي ينفقها من خلال الأيض والنشاط البدني. بمرور الوقت، يحدد التوازن بين المدخول والإنفاق ما إذا كانت مخازن طاقة الجسم، وبشكل رئيسي كتلة الدهون، تزيد أو تنقص أو تظل مستقرة، مما يجعل هذا المجال الأساس الفسيولوجي لفهم وزن الجسم وتنظيمه.
Definition
توازن الطاقة وتنظيم وزن الجسم هو دراسة كيفية مطابقة مدخول الطاقة وإنفاق الطاقة بمرور الوقت، وكيف تستشعر الأنظمة الفسيولوجية مخازن طاقة الجسم وتحافظ عليها، مع إنتاج عدم التوازن لتغيرات في وزن الجسم وتكوينه.
Scope
يوجه هذا المجال القارئ إلى مكونات إنفاق الطاقة البشرية، والتأثيرات الحرارية لتناول الطعام، والأنظمة الاستتبابية والعصبية الصماء التي تحافظ على وزن الجسم، والتغيرات الأيضية التي تتبع التقييد المتعمد للطاقة. ويؤطر هذه الموضوعات كفسيولوجيا مرجعية ومواضيع علم التغذية، ويجمع أربعة مواضيع مفصلة بدلاً من تقديم نصائح فردية لإدارة الوزن.
Sub-topics
Core questions
- ما هي مكونات إجمالي الإنفاق اليومي للطاقة وكيف يتم قياسها؟
- كيف يستشعر الجسم مخازن طاقته ويرسل إشاراتها إلى الدماغ؟
- لماذا يميل الجسم إلى الحفاظ على وزن معين، وما هي الآليات التي تقاوم زيادة الوزن وفقدانه؟
- ما هي التغيرات الأيضية التي تصاحب التقييد المستمر للسعرات الحرارية وفقدان الوزن؟
Key concepts
- مدخول الطاقة وإنفاق الطاقة
- إجمالي الإنفاق اليومي للطاقة
- معدل الأيض الأساسي ومعدل الأيض أثناء الراحة
- التأثير الحراري للطعام
- توليد الحرارة التكيفي
- استتباب الطاقة وإشارات السمنة
- التكيف الأيضي مع فقدان الوزن
Key theories
- نماذج نقطة الضبط / نقطة الاستقرار لوزن الجسم
- يتم تنظيم وزن الجسم بنشاط بدلاً من تحديده بشكل سلبي: تعمل إشارات التغذية الراجعة المتناسبة مع مخازن الدهون على الدوائر المركزية للدفاع عن نطاق معين من الوزن، بحيث تؤدي الانحرافات إلى تغييرات تعويضية في المدخول والإنفاق. تؤكد متغيرات نقطة الاستقرار أن المستوى المحمي يتشكل بالبيئة وكذلك بالبيولوجيا.
Mechanisms
إجمالي الإنفاق اليومي للطاقة هو مجموع الأيض الأساسي/الراحة، والتأثير الحراري للطعام، وتكلفة الطاقة للنشاط البدني. يتم إرسال إشارات مخازن الطاقة إلى الدماغ بواسطة هرمونات مثل الليبتين والأنسولين، التي تتتبع تركيزاتها السمنة؛ وتدمج الدوائر تحت المهاد هذه الإشارات مع مدخلات الشبع قصيرة المدى لتعديل مدخول الطعام وإنفاق الطاقة (Schwartz, 2000). عندما ينخفض الوزن، ينخفض الإنفاق بأكثر مما هو متوقع من فقدان الأنسجة وحدها، وهي استجابة تعويضية تسمى توليد الحرارة التكيفي (adaptive thermogenesis) الذي يميل بالنظام نحو استعادة الوزن المفقود (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010).
Clinical relevance
فهم توازن الطاقة يدعم كيفية تفسير تغير الوزن، وسوء التغذية، والسمنة في العلوم الصحية، ويوضح لماذا يصعب فقدان الوزن المستدام فسيولوجياً. المحتوى هنا هو محتوى مرجعي وصفي حول فسيولوجيا الطاقة الطبيعية والمتغيرة وليس بروتوكولاً لتشخيص أو إدارة وزن أي فرد.
Epidemiology
يختلف الإنفاق اليومي للطاقة على مدار العمر، حيث يرتفع في مرحلة الطفولة المبكرة، ويظل مستقراً نسبياً خلال معظم فترة البلوغ عند تعديله لحجم الجسم، وينخفض في الشيخوخة (Pontzer, 2021). تُظهر المتابعة طويلة الأمد للأشخاص بعد فقدان كبير للوزن أن انخفاض إنفاق الطاقة يمكن أن يستمر لسنوات (Fothergill, 2016)، وهي ملاحظة على مستوى السكان ذات صلة بالمعدلات المرتفعة لاستعادة الوزن بعد اتباع نظام غذائي.
History
نشأت الدراسة الكمية لأيض الطاقة البشرية من قياس السعرات الحرارية في القرنين التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، والتي أثبتت أن مدخول الطاقة وإنفاقها يتبعان مبدأ حفظ الطاقة. عبر القرن العشرين، جعلت قياس السعرات الحرارية غير المباشر ثم الماء الموسوم المزدوج (doubly-labelled water) الإنفاق قابلاً للقياس لدى الأشخاص الأحرار، بينما أعادت استنساخ الليبتين عام 1994 والعمل اللاحق على الدوائر تحت المهاد صياغة وزن الجسم ككمية منظمة مركزياً، يتم الإشارة إليها هرمونياً بدلاً من كونها مجرد سجل سلبي للسعرات الحرارية.
Key figures
- Rudolph Leibel
- Michael Rosenbaum
- Michael W. Schwartz
- Kevin D. Hall
- Herman Pontzer
Related topics
Seminal works
- leibel-1995
- schwartz-2000
- rosenbaum-2010
Frequently asked questions
- ماذا يعني أن تكون في توازن طاقة؟
- يكون الشخص في توازن طاقة عندما تتساوى الطاقة التي يستهلكها من الطعام والشراب مع الطاقة التي ينفقها من خلال الأيض والنشاط، بحيث تظل مخازن طاقة الجسم ثابتة تقريباً بمرور الوقت. يتم تخزين الفائض المستمر بشكل رئيسي كدهون، ويتم سحب العجز المستمر من تلك المخازن.
- إذا كان توازن الطاقة هو مجرد السعرات الحرارية الداخلة مقابل السعرات الحرارية الخارجة، فلماذا يصعب تغيير الوزن؟
- لأن كلا جانبي المعادلة منظم. المدخول والإنفاق ليسا أرقاماً ثابتة ولكنهما يتم تعديلهما بواسطة التغذية الراجعة الهرمونية والعصبية التي تحافظ على مخازن الطاقة الموجودة، لذلك يعوض الجسم جزئياً التغيرات المتعمدة في الأكل أو النشاط.