Testarea validității alimentelor „cu calorii negative” cu un model de reptile
Testarea validității alimentelor „calorii negative” cu un model de reptile
Katherine M. Buddemeyer
Departamentul de Științe Biologice, Universitatea din Alabama, Tuscaloosa, Alabama, SUA
Facultatea de Medicină a Universității Alabama, Alabama, SUA
Ashley E. Alexander
Departamentul de Științe Biologice, Universitatea din Alabama, Tuscaloosa, Alabama, SUA
Facultatea de Medicină a Universității Alabama, Alabama, SUA
Stephen M. Secor
Departamentul de Științe Biologice, Universitatea din Alabama, Tuscaloosa, Alabama, SUA
Abstract
Cuvinte cheie
eficiență aparentă de asimilare, dietă, buget energetic, „calorii negative”, acțiune dinamică specifică, scădere în greutate
Introducere
O schemă de dietă și scădere în greutate care a populat internetul, rețelele sociale și cărțile de dietă și nutriție este o dietă care include alimente „cu calorii negative” [1-6]. Acestea sunt alimente, în teorie, pentru care se consumă mai multă energie în digestie, asimilare și stocare a nutrienților decât se câștigă. Prin urmare, consumul lor are ca rezultat un deficit caloric, atât din cauza lipsei de energie netă câștigată, cât și a energiei stocate (adică a grăsimilor), prin urmare, trebuie utilizată pentru a alimenta completarea digestiei și procesării lor. Beneficiile suplimentare menționate pentru alimentele „cu calorii negative” sunt că stimulează metabolismul, controlează apetitul, îmbunătățesc controlul glicemic și curăță colonul și ficatul [1,7]. Dietele care includ alimente „cu calorii negative” duc, așadar, la o „situație câștig-câștig”, având în vedere beneficiile multiple pentru sănătatea dumneavoastră și controlul greutății îmbunătățit [8].
Existența alimentelor „cu calorii negative” a fost pusă la îndoială de nutriționiști și medici care au afirmat că costul acumulativ al digestiei, absorbției și asimilării mesei este echivalent cu doar 5-15% din energia mesei, astfel că există un câștig net de 85-95% din energia din orice masă [6,9-11]. Singurul studiu publicat (un rezumat) care a testat validitatea alimentelor „cu calorii negative” a fost realizat pe 15 subiecți de sex feminin, fiecare dintre aceștia consumând 100 g de țelină crudă [3]. În acest studiu a fost menționat faptul că costul digestiei meselor de țelină a fost echivalent cu 86% din energia meselor [3]. Cu toate acestea, acest studiu nu a reușit să explice pierderea suplimentară de energie excretată în fecale și urină. Având în vedere conținutul său relativ ridicat de fibre, țelina poate fi caracterizată în mod inerent de eficiențe digestive și de asimilare relativ scăzute [12,13]. Prin urmare, atunci când se ține cont de energia combinată cheltuită pentru digestie și asimilare și pierdută din fecale și urină, devine mai plauzibil teoretic ca consumul de țelină să ducă la un deficit energetic, iar țelina să fie un aliment „negativ-caloric” valid [14].
Absența oricăror studii empirice care au testat într-o manieră integrativă validitatea alimentelor „cu calorii negative”, ne-a încurajat să realizăm un astfel de studiu folosind un model de șopârlă, balaurul cu barbă (Pogona vitticeps) și mesele crude de țelină [9,10, 15,16]. Deși îndepărtați evolutiv de oameni, dragonii cu barbă împărtășesc cu oamenii o dietă omnivoră și seturi aproape identice de mecanisme morfologice și fiziologice utilizate pentru a digera, absorbi și asimila hrana [17-19]. În acest studiu, am cuantificat pentru fiecare șopârlă energia mesei lor de țelină, energia consumată digerând acea masă și energia pierdută în fecale și urate. Prin evaluarea acestor compromisuri de energie, am găsit dragoni cu barbă pentru a experimenta un câștig net de energie din mesele lor de țelină. Un câștig care este însă desființat rapid de metabolismul în repaus al șopârlei.
Materiale și metode
Dragoni cu barbă și întreținerea lor
Deși ar fi fost ideal să se efectueze acest studiu asupra oamenilor, a fost instituțional prohibitiv pentru coautorii universitari (KMB și AEA) să colecteze și să proceseze fecale și urină umane. Prin urmare, am profitat de o colonie de laborator de dragoni cu barbă (Pogona vitticeps) crescută în captivitate, o șopârlă de dimensiuni medii originară din regiunile aride și semi-aride din Australia centrală [17,20]. Dragonii cu barbă sunt omnivori în mod natural (ca oamenii), posedă un tract digestiv care are o formă similară (în raport cu mărimea) și funcționează ca sistemul digestiv uman [18,19]. În plus, dragonii cu barbă au fost folosiți pentru a cuantifica energia economisită în consumul de legume rădăcinoase fierte versus crude pentru a testa ipotezele cu privire la rolul gătitului în evoluția umană [21,22].
Șopârlele au fost adăpostite în acvarii de 76 litri cu substrat de nisip, roci pentru lăsare și apă disponibilă ad libitum. Temperatura camerei a fost menținută la 26-29 ° C, iar lumina a fost asigurată de becuri fluorescente și UVA/UVB reglate pe un ciclu 12L: 12D. Șopârlele au fost crescute pe o varietate de verdeață (de exemplu, varză, șuncă, muștar), legume (de exemplu, morcovi și dovlecei) și greieri, viermi de mâncare și gândaci. Cele nouă șopârle (două femele, șapte masculi) utilizate în acest studiu aveau vârsta de 4-6 ani și cântăreau 190,1 - 234,1 g (medie ± SE = 217,9 ± 4,9 g) la începutul studiului. Îngrijirea și experimentarea șopârlelor au fost efectuate în conformitate cu un protocol aprobat (# 14-06-0077) de la Comitetul instituțional de îngrijire și utilizare a animalelor de la Universitatea din Alabama.
procedura experimentala
Am selectat țelina ca dietă de testare pentru acest studiu, deoarece este în fruntea multora dintre listele de alimente „cu calorii negative” raportate, iar dragonii cu barbă vor mânca voluntar țelină [7,8,15,23]. Standardizăm mărimea mesei la 5% din masa corpului de șopârlă, deoarece este o dimensiune a mesei care este ușor consumată de dragoni cu barbă și care va genera un răspuns metabolic postprandial semnificativ [11,21]. Înainte de testele metabolice și de hrănire, șopârlele au fost postite timp de cel puțin 10 zile pentru a se asigura că sunt postabsorbtive. Țelina a fost cumpărată local proaspătă și folosită în 24 de ore. Pentru a testa validitatea țelinei ca aliment „cu calorii negative”, am comparat energia brută a meselor de țelină cu energia cheltuită pentru digestia și asimilarea țelinei (acțiune dinamică specifică [SDA]) și cea pierdută în fecale și urate.
Determinarea ratei metabolice standard, a răspunsului metabolic postprandial și a acțiunii dinamice specifice
Colecție de fecale și urate
Am colectat fecale și urat de la șopârle adăpostite individual în acvarii de sticlă de 76 litri căptușite cu un protector de bancă de laborator (VWR International, Radnor, PA) cu partea neabsorbantă orientată în sus. Înainte de hrănire, spălăm intestinul gros al fiecărei șopârle cu apă pentru a îndepărta orice fecale și urate reziduale. După ce șopârlele au terminat de mâncat mesele de țelină, cuștile au fost verificate de două ori pe zi și orice fecale sau urate depuse au fost îndepărtate și uscate (55 ° C). După o săptămână, intestinul gros al fiecărei șopârle a fost din nou spălat și orice fecale și urate reziduale au fost colectate și uscate. Pentru fiecare șopârlă, am combinat și cântărit separat fecalele uscate și uratul.