Компенсирует ли организм потерю калорий на тренировке?

Актуальность работы

Общий суточный расход энергии (Total daily energy expenditure, TDEE) включает четыре компонента:

• основной обмен (Basal metabolic rate, BMR);

• специфически-динамическое действие пищи, оно же термический эффект пищи (Thermic effect of food, TEF);

• энергозатраты на нетренировочную активность, т.е. на все повседневные движения (Nonexercise activity thermogenesis, NEAT);

• энергозатраты на тренировочную активность (Exercise energy expenditure, EEE).

Многие считают, что при увеличении EEE точно на столько же увеличивается и TDEE. Но на самом деле при изменении метаболических требований вследствие физической нагрузки наш организм склонен адаптироваться к ситуации, снижая как BMR, так и NEAT, а также увеличивая потребление пищи (1, 2, 3). Однако масштаб этой «компенсации энергозатрат» долго оставался неясным.

Исследование

В базе данных по воде с двойной меткой, собранной Международным агентством по атомной энергии, были взяты данные о расходе энергии у 1754 человек (4): TDEE оценивалось с помощью метода воды с двойной меткой, BMR — с помощью прямой калориметрии. Расход энергии на физическую активность (Activity energy expenditure, AEE = NEAT + EEE) определялся с помощью следующего уравнения:

AEE = 0,9 × TDEE − BMR

TDEE умножали на 0,9, чтобы учесть TEF, который составляет ≈ 10% от TDEE.

Взаимосвязи между TDEE и BMR и между AEE и BMR с учетом возраста, пола, жировой и безжировой массы оценивали с помощью математических моделей.

Что такое вода с двойной меткой?

Это вода, в которой и водород, и кислород заменены на изотопы данных элементов — на дейтерий и кислород-18 (²H и ¹⁸O), — что позволяет отследить их выведение из организма.

Метод двойной метки воды, впервые описанный в 1955 году и впервые использованный на людях в 1982 году, является золотым стандартом при оценке расхода энергии в условиях повседневной жизни. Он основан на разнице скоростей выведения водорода и кислорода, входящих в состав воды организма.

Испытуемые потребляют воду с двойной меткой (²H₂¹⁸O). Далее ¹⁸O выводится из организма как в виде воды (H₂O), так и в виде углекислого газа (CO₂), а ²H — только в виде воды.

Оценивая скорости выведения ¹⁸O и ²H по образцам крови, слюны и мочи, исследователи могут определить затраты ¹⁸O на образование CO₂, благодаря этому определить количество образующегося CO₂ и, соответственно, расход энергии (5, 6).

Результаты

Как и ожидалось, между BMR и TDEE обнаружилась четкая положительная корреляция: по мере увеличения BMR увеличивался и TDEE. Однако между AEE и BMR корреляция была отрицательной: по мере того, как AEE увеличивался, BMR снижался. В частности, на каждые стокалорий, сожженных за счет AEE, уменьшение BMR составило 28 калорий (см. рисунок).

При этом у людей с более высоким процентом жира в организме такая компенсация энергозатрат была более значительной. Так, у испытуемых с 10-м процентилем ИМТ [10% самых худых людей — прим. перев.] компенсировалось 27,7% AEE, тогда как у испытуемых с 90-м процентилем ИМТ [10% самых полных] компенсировалось уже 49,2% AEE. Чтобы объяснить это явление, авторы предложили две гипотезы:

• некоторые люди могут быть склонны к развитию ожирения из-за врожденной предрасположенности к компенсации калорий, потраченных при физической активности;

• у некоторых людей после увеличения жировой массы может увеличиваться степень компенсации энергетических затрат, что создает петлю положительной обратной связи.

Важное замечание: хотя физическая активность, видимо, меньше влияет на TDEE, чем ожидалось, она по-прежнему играет решающую роль в управлении весом. В этом исследовании TDEE все равно увеличилось за счет EEE, хоть и не так сильно, как можно было предполагать. Другие исследования показали, что сочетание диеты и физических упражнений помогает сохранить безжировую массу (7), которая является основным поддающимся модификации фактором, определяющим BMR (8).

Общая картина

Данное исследование согласуется с другими работами, согласно которым взаимосвязь между EEE и TDEE не является линейной. В частности, «модель ограниченного общего суточного расхода энергии» предполагает, что при относительно низких уровнях активности TDEE увеличивается за счет EEE, но при более высоком EEE уровень TDEE выходит на плато, поскольку организм адаптирован поддерживать TDEE в определенном, достаточно узком диапазоне (9).

Рассматриваемое здесь исследование предполагает, что адаптация к повышению EEE происходит за счет снижения BMR. Но другие эксперименты показывают, что в компенсации энергозатрат может участвовать несколько физиологических механизмов. Так, в рандомизированном контролируемом исследовании (РКИ) 2019 года всех участников, 171 человека, разделили на три группы:

• тренировочные энергозатраты — 20 ккал на килограмм массы тела в неделю;

• тренировочные энергозатраты — 8 ккал/кг/неделю;

• тренировки отсутствуют.

Обе группы, выполнявшие физические упражнения, частично компенсировали тренировочные энергозатраты за счет большего потребления пищи, при этом каких-либо изменений BMR или NEAT обнаружено не было (2). Однако при повторном эксперименте с более глубоким анализом результатов выяснилось, что в группе с тренировочными энергозатрами 20 ккал/кг/нед. произошли адаптивные изменения NEAT (3).

Рассматриваемое нами исследование согласуется с результатами других работ, позволяющими предположить, что физические упражнения сами по себе (т.е. без изменения рациона) являются неэффективным методом снижения жировой массы. Например, в РКИ 2011 года с участием 439 женщин в постменопаузе было обнаружено, что участницы, придерживающиеся как диеты, так и программы упражнений, потеряли больше веса и жира, чем участницы, придерживающиеся только диеты или только программы упражнений (10). Опубликованный в 2014 году метаанализ более двух десятков РКИ показал, что сочетание диеты и физических упражнений приводит к большему снижению массы тела, жировой массы, окружности талии и соотношения талия/бедра, чем только физические упражнения (11). Другой метаанализ РКИ 2014 года продемонстрировал, что поведенческие программы управления весом, сочетающие диету и физические упражнения, приводят к большей потере веса, чем программы, ориентированные только на физические упражнения (12).

Оригинал: https://examine.com/members/summaries/issue/october-2021/summary-dZN8qd/