Energibalans och reglering av kroppsvikt

Energibalans är förhållandet mellan den energi en person får i sig via mat och dryck och den energi som förbrukas genom metabolism och fysisk aktivitet. Över tid avgör balansen mellan intag och förbrukning om kroppens energireserver, främst fettmassa, ökar, minskar eller förblir stabil, vilket gör detta område till den fysiologiska grunden för förståelsen av kroppsvikt och dess reglering.

Definition

Energibalans och reglering av kroppsvikt är studiet av hur energiintag och energiförbrukning matchas över tid och hur fysiologiska system känner av och upprätthåller kroppens energireserver, där obalans ger upphov till förändringar i kroppsvikt och kroppssammansättning.

Scope

Detta område presenterar för läsaren komponenterna i mänsklig energiförbrukning, de termiska effekterna av födointag, de homeostatiska och neuroendokrina system som upprätthåller kroppsvikten, samt de metaboliska förändringar som följer av avsiktlig energibegränsning. Det ramar in dessa som referensämnen inom fysiologi och nutrition, och samlar fyra detaljerade ämnen snarare än att erbjuda individuell viktkontrollrådgivning.

Sub-topics

• Basal Metabolic Rate and Total Daily Energy Expenditure
• Dietary Thermogenesis and Adaptive Thermogenesis
• Energy Balance Homeostasis and Regulation
• Metabolic Adaptation to Caloric Restriction

Core questions

• Vilka är komponenterna i den totala dagliga energiförbrukningen och hur mäts de?
• Hur känner kroppen av sina energireserver och signalerar dem till hjärnan?
• Varför tenderar kroppen att försvara en viss vikt, och vilka mekanismer motstår både viktuppgång och viktnedgång?
• Vilka metaboliska förändringar åtföljer långvarig kaloribegränsning och viktnedgång?

Key concepts

• Energiintag och energiförbrukning
• Total daglig energiförbrukning
• Basal och vilande metabolism
• Termisk effekt av föda
• Adaptiv termogenes
• Energihomeostas och adipositetssignaler
• Metabolisk anpassning till viktnedgång

Key theories

Set-point / settling-point-modeller för kroppsvikt

Kroppsvikten regleras aktivt snarare än att bestämmas passivt: återkopplingssignaler proportionella mot fettlagren verkar på centrala kretsar för att upprätthålla ett visst viktintervall, så att avvikelser framkallar kompensatoriska förändringar i intag och förbrukning. Settling-point-varianter betonar att den upprätthållna nivån formas av både miljön och biologin.

Mechanisms

Den totala dagliga energiförbrukningen är summan av basal/vilande metabolism, den termiska effekten av föda och energikostnaden för fysisk aktivitet. Energireserver signaleras till hjärnan av hormoner som leptin och insulin, vars koncentrationer följer adipositeten; hypotalamiska kretsar integrerar dessa signaler med kortvariga mättnadssignaler för att justera födointag och energiförbrukning (Schwartz, 2000). När vikten minskar, faller förbrukningen mer än vad som förutsägs enbart av förlusten av vävnad, ett kompensatoriskt svar som kallas adaptiv termogenes och som gynnar systemet mot att återfå förlorad vikt (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010).

Clinical relevance

Förståelsen av energibalans är grundläggande för hur vikförändring, undernäring och fetma tolkas inom hälsovetenskaperna, och den förklarar varför långvarig viktnedgång är fysiologiskt svår. Materialet här är beskrivande referensinnehåll om normal och förändrad energifysiologi och är inte ett protokoll för att diagnostisera eller hantera en individs vikt.

Epidemiology

Daglig energiförbrukning varierar över livsförloppet, ökar i tidig barndom, förblir relativt stabil under större delen av vuxenlivet när den justeras för kroppsstorlek, och minskar i äldre ålder (Pontzer, 2021). Långtidsuppföljning av personer efter stor viktnedgång visar att minskad energiförbrukning kan kvarstå i flera år (Fothergill, 2016), en observation på populationsnivå som är relevant för de höga nivåerna av viktuppgång efter bantning.

History

Den kvantitativa studien av mänsklig energimetabolism växte fram ur nittonde- och tidiga tjugonde-talets kalorimetri, som fastställde att energiintag och energiförbrukning följer energiprincipen. Under hela tjugonde århundradet gjorde indirekt kalorimetri och senare doubly-labelled water (dubbelmärkt vatten) det möjligt att mäta förbrukningen hos fritt levande människor, medan kloningen av leptin 1994 och efterföljande arbete med hypotalamiska kretsar omformade kroppsvikten till en centralt reglerad, hormonellt signalerad kvantitet snarare än en passiv redovisning av kalorier.

Key figures

• Rudolph Leibel
• Michael Rosenbaum
• Michael W. Schwartz
• Kevin D. Hall
• Herman Pontzer

Seminal works

• leibel-1995
• schwartz-2000
• rosenbaum-2010

Frequently asked questions

Vad innebär det att vara i energibalans?

En person är i energibalans när den energi de får i sig från mat och dryck är lika med den energi de förbrukar genom metabolism och aktivitet, så att kroppens energireserver förblir ungefär konstanta över tid. Ett ihållande överskott lagras främst som fett, och ett ihållande underskott drar från dessa reserver.

Om energibalans bara är kalorier in kontra kalorier ut, varför är vikten svår att förändra?

Eftersom båda sidor av ekvationen regleras. Intag och förbrukning är inte fasta siffror utan justeras av hormonell och neural återkoppling som upprätthåller befintliga energireserver, så kroppen kompenserar delvis för avsiktliga förändringar i ätande eller aktivitet.