การสร้างความร้อนจากการบริโภคอาหารและการสร้างความร้อนแบบปรับตัว

การสร้างความร้อนจากการบริโภคอาหาร (Dietary thermogenesis) หรือที่เรียกว่าผลทางความร้อนของอาหาร (thermic effect of food) หรือการสร้างความร้อนที่เกิดจากอาหาร (diet-induced thermogenesis) คือการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานที่เกิดขึ้นหลังจากการรับประทานอาหาร เนื่องจากร่างกายมีการย่อย ดูดซึม และแปรรูปสารอาหาร การสร้างความร้อนแบบปรับตัว (Adaptive thermogenesis) เป็นปรากฏการณ์ที่แยกต่างหาก: การเปลี่ยนแปลงในการใช้พลังงานที่เกินกว่าที่การเปลี่ยนแปลงของมวลกายจะคาดการณ์ได้ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนที่สุดเมื่อร่างกายต่อต้านการลดน้ำหนัก ทั้งสองอธิบายว่าการใช้พลังงานมีความยืดหยุ่นมากกว่าที่จะคงที่

Definition

การสร้างความร้อนจากการบริโภคอาหาร (ผลทางความร้อนของอาหาร) คือการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานที่สูงกว่าอัตราพื้นฐานที่เกิดจากการบริโภค การย่อย การดูดซึม และการแปรรูปอาหารในเชิงเมตาบอลิซึม ส่วนการสร้างความร้อนแบบปรับตัวคือการเปลี่ยนแปลงในการใช้พลังงาน โดยไม่ขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงของมวลกายและองค์ประกอบของร่างกาย ซึ่งเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของการได้รับพลังงานหรือน้ำหนักตัว

Scope

หัวข้อนี้จะแยกแยะส่วนที่จำเป็นและส่วนที่เลือกได้ของผลทางความร้อนของอาหาร อธิบายว่ามันแตกต่างกันอย่างไรตามปริมาณสารอาหารหลักในมื้ออาหาร และเปรียบเทียบกับการสร้างความร้อนแบบปรับตัวในฐานะกลไกป้องกันน้ำหนักตัว นี่คือสรีรวิทยาอ้างอิง ไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการกำหนดอาหารหรือกิจกรรมสำหรับบุคคล

Core questions

• อะไรเป็นสาเหตุให้การใช้พลังงานเพิ่มขึ้นหลังมื้ออาหาร?
• ผลทางความร้อนของอาหารแตกต่างกันอย่างไรระหว่างโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมัน?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างการสร้างความร้อนจากการบริโภคอาหารกับการสร้างความร้อนแบบปรับตัว?
• เหตุใดการใช้พลังงานจึงลดลงมากกว่าที่คาดไว้หลังจากการลดน้ำหนัก?

Key concepts

• ผลทางความร้อนของอาหาร
• การสร้างความร้อนแบบจำเป็นเทียบกับแบบเลือกได้
• ผลทางความร้อนเฉพาะสารอาหารหลัก
• การกระทำพลวัตเฉพาะ (คำศัพท์ทางประวัติศาสตร์)
• การสร้างความร้อนแบบปรับตัว (ชดเชย)
• การปรับเปลี่ยนโดยระบบประสาทซิมพาเทติกและฮอร์โมนไทรอยด์

Key theories

การสร้างความร้อนแบบปรับตัวในฐานะกลไกป้องกันน้ำหนักตัว

หลังจากการลดน้ำหนัก การใช้พลังงานจะลดลงเกินกว่าปริมาณที่เกิดจากการสูญเสียเนื้อเยื่อ การลดลงของการใช้พลังงานเพื่อชดเชยนี้—พร้อมกับการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในฮอร์โมนและระบบประสาทอัตโนมัติ—ทำหน้าที่ฟื้นฟูพลังงานที่สูญเสียไปและช่วยอธิบายความยากลำบากในการรักษาน้ำหนักที่ลดลง

Mechanisms

การรับประทานอาหารจะเพิ่มการใช้พลังงานเป็นเวลาหลายชั่วโมง; ส่วนที่จำเป็นสะท้อนถึงต้นทุนพลังงานของการย่อย การดูดซึม และการเผาผลาญสารอาหาร และการสังเคราะห์โมเลกุลเก็บสะสม ในขณะที่ส่วนที่เลือกได้ถูกควบคุมโดยการกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติก ผลทางความร้อนจะสูงที่สุดสำหรับโปรตีน ต่ำลงสำหรับคาร์โบไฮเดรต และต่ำที่สุดสำหรับไขมัน ดังนั้นองค์ประกอบของมื้ออาหารจึงกำหนดขนาดของมัน (Westerterp, 2004) การสร้างความร้อนแบบปรับตัวเป็นปรากฏการณ์ที่แตกต่างและช้ากว่า: หลังจากการลดน้ำหนัก การใช้พลังงานขณะพักและขณะไม่พักจะลดลงต่ำกว่าระดับที่คาดการณ์จากมวลกายที่ลดลง ซึ่งเป็นผลที่เชื่อมโยงกับโทนของระบบประสาทซิมพาเทติกที่ลดลงและฮอร์โมนไทรอยด์ที่หมุนเวียน และการส่งสัญญาณเลปตินที่ลดลง (Leibel, 1995; Rosenbaum, 2010)

Clinical relevance

แนวคิดเหล่านี้อธิบายว่าเหตุใดการใช้พลังงานจึงไม่ใช่ตัวเลขที่คงที่ และเหตุใดร่างกายจึงป้องกันการลดน้ำหนัก ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการตีความสรีรวิทยาการจัดการน้ำหนักในสาขาวิทยาศาสตร์สุขภาพ เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงเชิงพรรณนาและไม่ถือเป็นคำแนะนำด้านอาหารหรือการรักษาสำหรับบุคคลใดๆ

History

ความร้อนที่ผลิตขึ้นหลังจากการรับประทานอาหารได้รับการอธิบายในศตวรรษที่สิบเก้าว่าเป็น "การกระทำพลวัตเฉพาะ" (specific dynamic action) ของอาหาร ซึ่งต่อมาได้ถูกปรับเปลี่ยนเป็น การสร้างความร้อนที่เกิดจากอาหาร (diet-induced thermogenesis) หรือผลทางความร้อนของอาหาร (thermic effect of food) เมื่อการวัดแคลอรีทางอ้อมทำให้ส่วนประกอบและการพึ่งพาสารอาหารหลักของมันชัดเจนขึ้น แนวคิดของการสร้างความร้อนแบบปรับตัวเกิดขึ้นจากการศึกษาการให้อาหารมากเกินไปและการให้อาหารน้อยเกินไป และได้รับการปรับปรุงให้คมชัดขึ้นโดยงานวิจัยในช่วงปลายศตวรรษที่ยี่สิบที่แสดงให้เห็นว่าการลดน้ำหนักลดการใช้พลังงานอย่างไม่สมส่วน โดยเชื่อมโยงกับระบบเลปตินและระบบประสาทอัตโนมัติที่ป้องกันน้ำหนักตัว

Debates

การสร้างความร้อนแบบปรับตัวมีส่วนสำคัญในการทำให้น้ำหนักกลับมาเพิ่มขึ้นหรือไม่?

มีความเห็นพ้องต้องกันอย่างกว้างขวางว่าการใช้พลังงานลดลงหลังจากการลดน้ำหนัก แต่ขนาดและความคงทนขององค์ประกอบที่ไม่ขึ้นกับมวลกาย วิธีการวัดที่ดีที่สุด และปริมาณที่อธิบายการกลับมาเพิ่มขึ้นของน้ำหนักในระยะยาวยังคงเป็นที่ถกเถียงกันในวรรณกรรม

Key figures

• Klaas Westerterp
• Rudolph Leibel
• Michael Rosenbaum

Seminal works

• leibel-1995
• westerterp-2004
• rosenbaum-2010

Frequently asked questions

สารอาหารหลักชนิดใดมีผลทางความร้อนมากที่สุด?

โปรตีนมีผลทางความร้อนของอาหารสูงสุด ซึ่งหมายความว่าพลังงานส่วนใหญ่ของโปรตีนถูกใช้ในการย่อยและแปรรูป ตามมาด้วยคาร์โบไฮเดรต และไขมัน นี่คือเหตุผลที่มื้ออาหารที่อุดมด้วยโปรตีนจะเพิ่มการใช้พลังงานหลังมื้ออาหารมากกว่ามื้ออาหารที่อุดมด้วยไขมันที่มีพลังงานเท่ากัน

การสร้างความร้อนแบบปรับตัวเหมือนกับ 'การเผาผลาญที่ช้าลง' หลังจากการลดน้ำหนักหรือไม่?

เป็นชื่อทางเทคนิคสำหรับส่วนหนึ่งของแนวคิดนั้น: หลังจากการลดน้ำหนัก การใช้พลังงานจะลดลงต่ำกว่าที่ขนาดร่างกายที่เล็กลงคาดการณ์ไว้ ซึ่งแตกต่างจากการเพิ่มขึ้นของการใช้พลังงานตามปกติและทันทีหลังการรับประทานอาหาร (การสร้างความร้อนจากการบริโภคอาหาร)