Thermodynamics of weight loss diets

Thermodynamics of weight loss diets
Eugene J Fine12* and Richard D Feinman3
*
Corresponding author: Eugene J Fine [e-mail]

Department of Nuclear Medicine, Jacobi Medical Center, Bronx, NY, USA

Department of Biochemistry, SUNY Downstate Medical Center, Brooklyn, NY 11203, USA

Department of Biochemistry, SUNY Downstate Medical Center, Brooklyn, NY 11203, USA
For all author emails, please log on.
Nutrition & Metabolism 2004, 1:15 doi:10.1186/1743-7075-1-15
The electronic version of this article is the complete one and can be found online at: http://www.nutritionandmetabolism.com/content/1/1/15

Received: 20 October 2004
Accepted: 8 December 2004
Published: 8 December 2004
© 2004 Fine and Feinman; licensee BioMed Central Ltd.
This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

Background
It is commonly held that "a calorie is a calorie", i.e. that diets of equal caloric content will result in identical weight change independent of macronutrient composition, and appeal is frequently made to the laws of thermodynamics. We have previously shown that thermodynamics does not support such a view and that diets of different macronutrient content may be expected to induce different changes in body mass. Low carbohydrate diets in particular have claimed a "metabolic advantage" meaning more weight loss than in isocaloric diets of higher carbohydrate content. In this review, for pedagogic clarity, we reframe the theoretical discussion to directly link thermodynamic inefficiency to weight change. The problem in outline: Is metabolic advantage theoretically possible? If so, what biochemical mechanisms might plausibly explain it? Finally, what experimental evidence exists to determine whether it does or does not occur?

Results
Reduced thermodynamic efficiency will result in increased weight loss. The laws of thermodynamics are silent on the existence of variable thermodynamic efficiency in metabolic processes. Therefore such variability is permitted and can be related to differences in weight lost. The existence of variable efficiency and metabolic advantage is therefore an empiric question rather than a theoretical one, confirmed by many experimental isocaloric studies, pending a properly performed meta-analysis. Mechanisms are as yet unknown, but plausible mechanisms at the metabolic level are proposed.

Conclusions
Variable thermodynamic efficiency due to dietary manipulation is permitted by physical laws, is supported by much experimental data, and may be reasonably explained by plausible mechanisms.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อุณหพลศาสตร์ของอาหารลดน้ำหนักEugene J Fine12 * และริชาร์ด D Feinman3* ผู้เขียนที่เกี่ยวข้อง: Eugene J ปรับ [e-mail]แผนกนิวเคลียร์ยา ศูนย์การแพทย์ Jacobi บร็องซ์ NY สหรัฐอเมริกาภาควิชาชีวเคมี ศูนย์การแพทย์ Downstate SUNY บรู๊คลิน NY 11203 สหรัฐอเมริกาภาควิชาชีวเคมี ศูนย์การแพทย์ Downstate SUNY บรู๊คลิน NY 11203 สหรัฐอเมริกาสำหรับทั้งหมดผู้เขียนอีเมล์ กรุณาเข้าสู่ระบบโภชนาการและการเผาผลาญ 2004, 1:15 doi:10.1186 / 1743-7075-1-15รุ่นอิเล็กทรอนิกส์ของบทความนี้ได้เสร็จสมบูรณ์ และสามารถดูออนไลน์ได้ที่: http://www.nutritionandmetabolism.com/content/1/1/15รับ: 20 2547 ตุลาคมยอมรับ: 8 2004 ธันวาคมประกาศ: 8 2004 ธันวาคม© 2004 ปรับ และ Feinman ผู้รับใบอนุญาต BioMed เซ็นทรัล จำกัด เปิดเข้าบทความแจกจ่ายภายใต้เงื่อนไขของความคิดสร้างสรรค์คอมมอนส์แสดงที่มาใบ (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), ที่ใช้จำกัดใบอนุญาต กระจาย และการผลิตซ้ำในสื่อใด ๆ ให้งานต้นฉบับจะถูกอ้างถึงอยู่บทคัดย่อพื้นหลังโดยทั่วไปจัดว่า "แคลอรี่มีแคลอรี่", เช่นอาหารของแคลอริกเนื้อหาเท่านั้นจะส่งผลในการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักเหมือนกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ macronutrient และมักจะอุทธรณ์การกฎของอุณหพลศาสตร์ เราได้แสดงไว้ก่อนหน้านี้ว่า อุณหพลศาสตร์ไม่สนับสนุนมุมมองดังกล่าว และว่า อาหารเนื้อหา macronutrient ต่าง ๆ อาจคาดว่าจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ในร่างกายโดยรวม อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีอ้างเป็น "เผาผลาญประโยชน์" หมายถึง เพิ่มเติมน้ำหนักมากกว่าใน isocaloric อาหารคาร์โบไฮเดรตสูงเนื้อหา ในบทความนี้ สำหรับ pedagogic เรา reframe อภิปรายทฤษฎีการเชื่อมโยง inefficiency ขอบเปลี่ยนแปลงน้ำหนักโดยตรง ปัญหาในเค้าร่าง: ได้ประโยชน์จากการเผาผลาญตามหลักวิชาหรือไม่ ถ้าดังนั้น สิ่งกลไกชีวเคมี plausibly อาจอธิบายได้ สุดท้าย หลักฐานทดลองอยู่เพื่อตรวจสอบว่า ไม่ หรือไม่เกิดขึ้นหรือไม่ผลลัพธ์ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ลดลงจะส่งผลเพิ่มน้ำหนัก กฎของอุณหพลศาสตร์จะเงียบในการดำรงอยู่ของตัวแปรประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ในกระบวนการเผาผลาญ ดังนั้นสำหรับความผันผวนดังกล่าวจะได้รับอนุญาต และสามารถเกี่ยวข้องกับความแตกต่างในน้ำหนักที่หายไป การดำรงอยู่ของตัวแปรประสิทธิภาพและประโยชน์จากการเผาผลาญจึงถาม empiric มีมากกว่าหนึ่งทฤษฎี ยืนยันจากการศึกษาทดลอง isocaloric มาก รอ meta-analysis ดำเนินอย่างถูกต้อง กลไกเป็นยังไม่รู้จัก ได้มีการนำเสนอกลไกที่เป็นไปได้ที่ระดับการเผาผลาญบทสรุปตัวแปรขอบเนื่องจากจัดการอาหารได้รับอนุญาต โดยกฎหมายที่มีอยู่จริง สนับสนุนข้อมูลมากทดลอง และอาจสมอธิบาย ด้วยกลไกที่เป็นไปได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อุณหพลศาสตร์ของการสูญเสียน้ำหนักอาหาร
ยูจีน J fine12 * และริชาร์ด D feinman3
* 
สอดคล้องกัน ผู้เขียน : ยูจีน เจ ดี efine @ downstate . edu

ภาควิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ , ศูนย์การแพทย์นิวยอร์กบรองซ์ โคบี้ อเมริกา

ภาควิชาชีวเคมี , SUNY downstate ศูนย์การแพทย์ , Brooklyn , NY 11203 USA

. ชีวเคมี SUNY downstate ศูนย์การแพทย์ , Brooklyn , NY 11203 USA
อีเมลผู้เขียนทั้งหมดโปรดเข้าสู่ระบบ &
โภชนาการเมแทบอลิซึม 2004 1 : 15 ดอย : 10.1186 / 1743-7075-1-15
รุ่นอิเล็กทรอนิกส์ของบทความนี้เป็นสมบูรณ์หนึ่งสามารถพบออนไลน์ที่ http : / / www.nutritionandmetabolism . com / เนื้อหา / 1 / 1 / 15

รับ : 20 ตุลาคม 2547 8 ธันวาคม 2547

รับตีพิมพ์ 8 ธันวาคม 2547
สงวนลิขสิทธิ์ 2004 และปรับ feinman ; ผู้ biomed
เซ็นทรัลจำกัดนี่คือการเปิดบทความเผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของสัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์แสดงที่มา ( http : / / creativecommons . org / ใบอนุญาต / โดย / 2.0 ) ซึ่งอนุญาตให้ใช้ไม่จำกัดการกระจายและการสืบพันธุ์ในสื่อใด ๆ ให้ทำงานเดิมถูกอ้าง




มันเป็นนามธรรมพื้นหลังที่จัดขึ้น " แคลอรี่เป็นแคลอรี่ " เช่นที่อาหารเนื้อหาแคลอรี่เท่ากันจะมีผลในการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักขององค์ประกอบอิสระเหมือนกัน อาหาร และการอุทธรณ์ เป็น บ่อย ทำให้กฎหมายของอุณหพลศาสตร์ . เราได้เคยแสดงอุณหพลศาสตร์ไม่สนับสนุนเช่นมุมมองที่แตกต่างกันของอาหารและปริมาณอาหารอาจจะคาดว่าจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในร่างกายโดยรวม .อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำโดยเฉพาะอ้างว่า " เผาผลาญประโยชน์ " หมายถึงน้ำหนักมากขึ้นกว่าในอาหารการสูญเสียวัตถุดิบปริมาณคาร์โบไฮเดรตสูง ในการตรวจสอบนี้ ให้อาจารย์ชัดเจน เรา reframe อภิปรายทฤษฎีเพื่อเชื่อมโยงโดยตรงกับทางอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพน้ำหนักเปลี่ยนแปลง ปัญหาในร่างสลาย : เป็นประโยชน์ที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎี ? ถ้าเป็นเช่นนั้นกลไกทางชีวเคมีที่อาจฟังขึ้นอธิบายมันได้หรือไม่ ในที่สุดสิ่งที่หลักฐานการทดลองที่มีอยู่เพื่อตรวจสอบว่ามันมีหรือจะไม่เกิดขึ้น ?


ลดผลอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพจะส่งผลในการเพิ่มน้ำหนักการสูญเสีย กฎหมายของอุณหพลศาสตร์จะเงียบในการดำรงอยู่ของประสิทธิภาพ thermodynamic ตัวแปรในกระบวนการเผาผลาญดังนั้นการได้รับอนุญาตดังกล่าว และสามารถเกี่ยวข้องกับความแตกต่างในน้ำหนักที่สูญเสียไป มีอยู่ประสิทธิภาพ ตัวแปร และเผาผลาญประโยชน์ดังนั้นจึงเป็นคำถามเชิงประจักษ์มากกว่าทฤษฎีได้รับการยืนยันโดยการศึกษาทดลองทดลองหลายพิจารณาอย่างถูกต้อง ดำเนินการอภิมาน กลไกที่ยังไม่ทราบแต่กลไกที่เป็นไปได้ในระดับการเผาผลาญเสนอ


สรุปตัวแปรอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพเนื่องจากการปรับเปลี่ยนอาหารที่ได้รับอนุญาตตามกฎหมายทางกายภาพ , การสนับสนุนจากข้อมูลการทดลองที่ไม่มาก และอาจจะอธิบายได้โดยกลไกที่น่าเชื่อถือพอสมควร