Żelazne reguły rządzące metabolizmem

Porady krążące w internecie brzmią często niedorzecznie, gdyż osoby wygłaszające różne teorie nie mają nic wspólnego z odchudzaniem, fitness, kulturystyką, a często nawet ze sportem. Bardzo często zdarza się też, iż mający wieloletni staż „pakerzy” wygłaszają bezsensowne porady. Ostatnio pewnemu mężczyźnie mającemu problemy wynikające z retencji płynów i zakrzepicą, ktoś polecił suplement diety może i skuteczny, ale poprawiający całkowicie inne parametry np. glikemię.

Nikt nie przejmuje się, że takie porady mogą kogoś nawet zabić. Od razu poleciłem wspomnianemu mężczyźnie kilkanaście osobnych badań (nerek, wątroby, krwi, moczu i serca, hormonów) oraz wizytę u specjalisty. Na początku opiszę typowe porady dotyczące odchudzania, które ciągle są powtarzane.

Porada nr 1 brzmi: „jedz mniej, a na pewno schudniesz”.

Niektórzy używają formuły czy tajemniczej diety MŻ = czyli mniej żreć. Niestety jest to bezsensowna porada. A co jeśli dana osoba wykluczy z diety akurat te składniki, które są niezbędne dla regeneracji, podtrzymania metabolizmu spoczynkowego, utrzymania masy mięśniowej? A co jeśli akurat ta osoba wyjściowo miała już fatalną dietę, w której było za mało niezbędnych tłuszczy wielonienasyconych, witamin, minerałów czy pełnowartościowych protein?

Przykładowo, liczne badania wskazują, iż w trakcie diety z ujemnym bilansem kalorycznym należy stosować większą ilość protein w diecie, a więc nie wystarczy tylko „zjadać mniej węglowodanów i tłuszczy”. Należałoby przemyśleć od początku cały schemat żywieniowy. W eksperymencie Mettlera, Mitchella, Tiptona [1] 20 zdrowych, wytrenowanych młodych sportowców zbadano pod kątem ilości wydatkowanej energii w ciągu 1 tygodnia. W drugim tygodniu eksperymentu żywiono ich dostarczając 15% białka i 100% wartości energetycznej. W kolejnych 2 tygodniach zastosowano interwencję: dietę opartą o 15% lub 35% białka i 60% dotychczas dostarczanej z pokarmu energii.

Sportowców podzielono na dwie grupy:

• 15% białka – 1 g protein na kilogram masy ciała, grupa kontrolna CP,
• 35% białka – 2,3 g protein na kilogram masy ciała, grupa wysokich protein, HP.

Sportowcy przez okres 4 tygodni badań trenowali tak samo, jak przed eksperymentem.

Wyniki?

• całkowita masa ciała w grupie niskich protein zmniejszyła się o 3 ± 0.4 kilograma, w grupie wysokich protein o 1.5 ± 0.3 kilograma,
• sucha masa ciała (mięśnie) w grupie niskich protein: 1.6 ± 0.3 kilograma straty, w grupie wysokich protein: 0.3 ± 0.3 kg. kilograma straty.

A to oznacza, iż wysoka podaż protein może oszczędzić nawet pięciokrotnie więcej tkanki mięśniowej.

Co się dzieje, gdy jesz za mało?

Restrykcje dietetyczne zawsze niosą za sobą poważne skutki hormonalne:

• spada metabolizm spoczynkowy, co wykazano chociażby w badaniach Davoodi i wsp. [3]. U pań ważących średnio 95 kg przy ~168 cm wzrostu zastosowanie diety dostarczającej 1186 ± 163 kcal zaowocowało spadkiem metabolizmu spoczynkowego o 7.3% już po 6 tygodniach. Nawet, gdyby te panie prawie nic nie robiły, powinny dostarczać ~1700 kcal dziennie. W drugiej grupie pań zastosowano dietę rotacyjną (11 dni ograniczania kalorii, 3 dni wyższej podaży energii) i nie tylko spadek metabolizmu spoczynkowego był o wiele niższy, ale dodatkowo organizm znacznie szybciej odbił się od dna (paniom dostarczano średnio 1365 kcal przez 11 dni oraz 1971 kcal w 3 dni zwiększonej podaży energii),
• zmienia się praca tarczycy (np. w warunkach fizjologicznych tarczyca wydziela 90 mcg T4 oraz 8 mcg T3). W badaniach Hulmi JJ i wsp. [2] uzyskano 12% spadek wagi ciała oraz 35-50% redukcję tkanki tłuszczowej. W efekcie panie straciły 7.5 kg tłuszczu w 4 miesiące. Średnio 1.875 kg miesięcznie. Miało to wysoką cenę: u 5 z 27 pań poziomy T3 były poniżej progu referencyjnego (2.6–6 pmol/L) jeszcze przed wejściem na redukcję, a w trakcie wprowadzenia restrykcji kalorii aż u 20 z 27 pań T3 spadło poniżej minimalnego progu. Nawet 3-4 miesiące bez restrykcji kalorycznych nie wystarczyły, by przywrócić funkcjonowanie tarczycy! Odnotowano też spadek TSH,
• odnotowano drastyczny spadek ilości leptyny (co może powodować ciągłe uczucie głodu),
• obniżony poziom T3 zaowocował spadkiem ciśnienia krwi oraz zwolnionym tempem bicia serca,
• odnotowano spadek ilości testosteronu oraz estradiolu. Estradiol wrócił do wartości wyjściowych po 3-4 miesiącach po wyjściu z redukcji, niestety testosteron już nie. Te spadki zaowocowały problemami z regularnością cyklu miesiączkowego,
• odnotowano spadek ilości hematokrytu (−2.3 ± 4.4%) i hemoglobiny (−2.9 ± 4.1%), a to oznacza mniejszą moc i wydolność w pracy, szczególnie długotrwałej,
• odnotowano spadek siły w wyciskaniu nogami (−0.5 ± 9.5%), wyciskaniu sztangi leżąc na ławce (−3.4 ± 7.5%) oraz w skoku wzwyż (−3.4 ± 9.1%).

No dobrze, ale czy ma jakieś znaczenie to, iż tarczyca kiepsko funkcjonuje, a metabolizm spoczynkowy mocno spadł?

Proporcje wydatku energetycznego wyglądają następująco: [4]

• spoczynkowa przemiana materii — około 60–70% dobowego wydatku;
• wysiłek fizyczny lub ćwiczenia — od około 15% dobowego wydatku u osób prowadzących siedzący tryb życia do nawet 40% u osób prowadzących bardzo aktywny tryb życia;
• termogeneza pokarmowa — około 10% dobowego wydatku energii.

A to znaczy, iż stosując zbyt restrykcyjną dietą uderzasz w 60-70% energii, jaką wydatkujesz każdego dnia. Ale to wcale nie wszystko! Po minimalnym zwiększeniu podaży kalorii panie opisywane w eksperymencie, [3] które nie stosowały aż tak drastycznej diety, utrzymały praktycznie wszystkie efekty! Po okresie 1 miesiąca po zakończeniu restrykcji grupa rotująca kaloriami (11 x dni x 1365 kcal oraz 3 dni x 1971 kcal) nadal miała 4.78 kg tłuszczu mniej. Dla porównania grupa stałego deficytu kalorycznego zachowała o wiele mniej efektów. Tu było już tylko 1.98 kg tłuszczu mniej (i to w warunkach dostarczania większej ilości energii w grupie rotacyjnej!). A to oznacza, iż po miesiącu panie, które tak usilnie się odchudzały dostarczając 1186 ± 163 kcal dziennie straciły 50% efektów. Z innych badań wiemy, iż niedoczynność tarczycy, niski poziom estrogenów, niski poziom węglowodanów w diecie i restrykcje kaloryczne silnie wpływają na poziom IGF-1, jednego z najważniejszych czynników wzrostowych w ustroju człowieka. [5] Niektórzy naukowcy sugerują, iż u pań minimalny zdrowy poziom tkanki tłuszczowej wynosi 12–14% (Meyer i wsp. 2013). Naukowcy spekulują, iż zmniejszone poziomy tkanki tłuszczowej u kobiet wpływają na hamowanie układu HPTA, owulację i miesiączkowanie. U osób wytrenowanych i mających większą masę mięśniową każda restrykcyjna dieta niesie ze sobą spadek ilości tkanki mięśniowej, czyli podstawowego „pieca” napędzającego BMR. A to oznacza, iż u takiej osoby jest utlenianych mniej węglowodanów i tłuszczy.

Źródła energii w spoczynku: [14]

• tłuszcze są utleniane i dają ok. 56 ± 11% energii (0.08 ± 0.02 g na minutę),
• z węglowodanów pochodzi 44 ± 11 % energii (0.15 ± 0.04 g na minutę).

Porada nr 2 brzmi: „trenuj więcej, a na pewno schudniesz”

Niekoniecznie. Istnieją setki badań, które mówią o tym, iż bardzo częsty, krótszy i intensywny, czy też rzadszy, ale długotrwały trening wcale nie muszą przynosić spodziewanych efektów. [6-10] Metaanalizy [10] pokazują na przykład, iż sam trening (np. aerobowy) przyniósł redukcję średnio 1.95 kg. Tymczasem osoby, które jednocześnie trenowały i stosowały odpowiednią dietę straciły w tym samym okresie czasu 6.81 kg (interwencje trwały od 2 do 12 miesięcy).

Ta sama zasada dotyczy utraty tkanki tłuszczowej:

• sam trening pozwolił na utratę średnio 1.49 kg tłuszczu,
• trening + dieta pozwoliły na zrzucenie 8.32 kg tłuszczu (ponad 4,5 razy lepszy rezultat!).

Samo bieganie bez zmian w diecie jest wg badań naukowych mało skuteczne dla redukcji tkanki tłuszczowej, przynosi nawet o trzykrotnie gorsze rezultaty w skali roku treningu. [12] Badanie Rasmus Oestergaard Nielsen i wsp. przeprowadzono na 558 początkujących biegaczach. Osoby biegające średnio powyżej 5 km tygodniowo, w ciągu jednego roku straciły 5.58 kg tkanki tłuszczowej, jeśli do wysiłku fizycznego dołączyły dietę. Osoby, które tylko biegały (powyżej 5 km tygodniowo), a jadły dalej podobnie jak wcześniej, pozbyły się aż 3.81 kg tłuszczu mniej (w sumie straciły więc 1.77 kg tłuszczu).

Z kolei gdy porównano osoby biegające poniżej 5 km tygodniowo:

• osoby stosujące dietę straciły średnio 3.55 kg tłuszczu więcej w porównaniu do grupy nie stosującej diety,

Poza tym każda interwencja treningowa ma swoje granice i bardzo często zwiększanie intensywności, objętości lub obu tych parametrów jednocześnie prowadzi do problemów zdrowotnych (np. nasilonego występowania kontuzji). W badaniach Nielsen RO i wsp. [13] udowodniono, iż pokonywanie w początkowym okresie 3 km tygodniowo jest względnie bezpieczne. Ale osoby z BMI > 30 biegające 3-6 km tygodniowo odnosiły średnio 14.3% urazów więcej, a powyżej 6 km tygodniowo średnio 16.2% więcej w porównaniu do grupy przebiegającej 3 km.

Porada nr 3 brzmi: „jedz więcej białka, białko odchudza”.

Tylko nie wolno rozpatrywać białka, jako osobnego makroskładnika diety bez przemyślenia całości. Co z tego, że dorzucisz kilka porcji protein do diety opartej o parówki, kebaby i pizzę? Co z tego, że zaczniesz masowo suplementować aminokwasy, skoro cały schemat żywieniowy jest błędny? Wysokie spożycie białka sprzyja redukcji tkanki tłuszczowej i budowie masy mięśniowej, ale nie naprawi błędów w diecie.

Porada nr 4 brzmi: „rób aeroby, one odchudzają”.

Niestety. Istnieją setki badań, które pokazują, iż niezależnie jaki trening wykonujesz: siłowy, aerobowy, interwałowy, body-pump [15] czy crossfit, jest on nieskuteczny, jeśli nie dokonasz znaczących zmian w swojej diecie. [6-10]

Żelazne reguły dotyczące metabolizmu

1. Organizm dąży do homeostazy. Dlatego głodowe diety z reguły przynoszą odwrotne skutki, niż chcieliby ludzie je stosujący. Im bardziej restrykcyjna dieta, tym większe wahania nastroju, zaburzenia glikemii, gorsze samopoczucie lub powikłania zdrowotne (czasem odbijające się przez wiele miesięcy). Ale przede wszystkim ostre restrykcje kaloryczne oznaczają spowolnioną przemianę materii i kiepskie utlenianie tłuszczy podskórnych, wisceralnych i śródmięśniowych.

2. Organizm ma jeden cel. Poza początkującymi i osobami na wspomaganiu farmakologicznym, niezmiernie ciężko jest budować masę mięśniową jednocześnie pozbywając się tkanki tłuszczowej. Ogólnie budowanie tkanki mięśniowej jest niesłychanie kosztowne, dlatego przy nieaktywności odnotowuje się tak szybki spadek ilości włókien IIx i IIA (o wiele mniejszy jest ubytek włókien typu I). Organizm bardzo niechętnie zużywa większe ilości tkanki tłuszczowej szczególnie, gdy „zalewasz go” węglowodanami (wyrzut insuliny).

3. Organizm dąży do optymalizacji, dlatego z postępem czasu wydatkujesz coraz mniej energii przerzucając ciężary (10 ton dla wytrenowanego ciężarowca to 570 kcal), skacząc, pływając czy jeżdżąc na rowerze. Niektóre osoby ponoszą większy wydatek energetyczny od innych przez większą masę mięśniową, wyższą aktywność konwersji T4-> T3, większe stężenia androgenów, IGF-1, stosowanie beta-mimetyków, efedryny czy hormonu wzrostu.

4. Niestety ludzie nie są równi pod względem predyspozycji do budowania masy mięśniowej i pozbywania się tkanki tłuszczowej. Gdybyś wziął pod uwagę osoby mające 20-30 letni staż na siłowni okazałoby się, iż część z nich reaguje na kompletnie absurdalne zakresy powtórzeń, objętość lub nietypowe ćwiczenia. Bardzo rzadko zdarza się, żeby dany sposób treningu pasował do wszystkich.

5. Zachodzące z wiekiem zmiany znacząco utrudniają budowanie masy mięśniowej i pozbywanie się tkanki tłuszczowej (nasilona aromatyzacja, spadek ilości androgenów, GH, IGF-1, zaburzenia pracy tarczycy, zaburzenia glikemii itd.).

6. Insulina może być sprzymierzeńcem lub wrogiem. Przykładowo w badaniu Lin F. Changa i wsp. [16] przed podaniem posiłku bogatego w węglowodany (grupa „wysokich węglowodanów oraz niskich tłuszczy” otrzymała 21 g tłuszczu oraz 158 g węglowodanów). Utlenianie WKT było wysokie, poziom WKT w osoczu wynosił 0.68 ± 0.02 mmol/L, po 120 minutach stężenie WKT spadło do ~0.2 mmol/L (supresja wykorzystania wolnych kwasów tłuszczowych trwała 4 godziny!). Podobnie jest z innymi hormonami.

Podsumowanie: nie pozwól, by na drodze do pozbycia się tkanki tłuszczowej stanęły ograniczenia, które samodzielnie wywołasz.

Referencje:

1. Mettler S1, Mitchell N, Tipton KD. “Increased protein intake reduces lean body mass loss during weight loss in athletes.” Med Sci Sports Exerc. 2010 Feb;42(2):326-37. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181b2ef8e. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19927027

2. Hulmi JJ1, Isola V2, Suonpää M3, Järvinen NJ2, Kokkonen M4, Wennerström A5, Nyman K6, Perola M7, Ahtiainen JP2, Häkkinen K2. “The Effects of Intensive Weight Reduction on Body Composition and Serum Hormones in Female Fitness Competitors.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28119632

3. Davoodi SH “Calorie shifting diet versus calorie restriction diet: a comparative clinical trial study” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24829732

4. Michał Plewa, Andrzej Markiewicz Aktywność fizyczna w profilaktyce i leczeniu otyłości https://awf.katowice.pl/sites/default/files/uploads/pracownicy/u709/Kardiologia/06_plewa.pdf

5. David R. Clemmons, MD „Metabolic Actions of IGF-I in Normal Physiology and Diabetes” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3374394/

6. Heinrich KM1, Patel PM, O'Neal JL, Heinrich BS. “High-intensity compared to moderate-intensity training for exercise initiation, enjoyment, adherence, and intentions: an intervention study.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4129110/

7. Utter AC1, Nieman DC, Shannonhouse EM, Butterworth DE, Nieman CN. ”Influence of diet and/or exercise on body composition and cardiorespiratory fitness in obese women” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9738131

8. J Sports Med Phys Fitness. 2016 Jul 6. Body composition changes in an endurance athlete using two different training strategies. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27385543

9. Am J Med. 2011 Aug;124(8):747-55. doi: 10.1016/j.amjmed.2011.02.037. “Isolated aerobic exercise and weight loss: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials”.

10. A. J. Romain, M. Carayol, M. Desplan, C. Fedou, G. Ninot, J. Mercier, A. Avignon and J. F. Brun J Nutr Metab. 2012; 2012: 285395. Published online 2012 Aug 14. doi: 10.1155/2012/285395 Physical Activity Targeted at Maximal Lipid Oxidation: A Meta-Analysis https://www.hindawi.com/journals/jnme/2012/285395/

11. https://www.t-nation.com/diet-fat-loss/the-5-laws-of-metabolism

12. Rasmus Oestergaard Nielsen i wsp. „Does running with or without changes in diet reduce fat mass in novice runners?: A 1-year prospective study.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25766050

13. Nielsen RO, Bertelsen ML, Parner ET1, Sørensen H2, Lind M3, Rasmussen S. “Running more than three kilometers during the first week of a running regimen may be associated with increased risk of injury in obese novice runners.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24944852

14. Luc J C van Loon J Physiol. Oct 1, 2001; 536(Pt 1): 295–304. doi: 10.1111/j.1469-7793.2001.00295.x “The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2278845/

15. Improvements in metabolic and neuromuscular fitness after 12-week bodypump® training. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22080312

16. Lin F. Chang, PhD, Shireene R. Vethakkan, MD, PhD, Kalanithi Nesaretnam, PhD, Thomas A.B. Sanders, PhD , Kim-Tiu Teng, PhD „Adverse effects on insulin secretion of replacing saturated fat with refined carbohydrate but not with monounsaturated fat: A randomized controlled trial in centrally obese subjects” http://www.lipidjournal.com/article/S1933-2874(16)30336-1/fulltext