Department of Nuclear Medicine, Jacobi Medical Center, Bronx, NY, USA
Department of Biochemistry, SUNY Downstate Medical Center, Brooklyn, NY 11203, USA
3
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.
Background
Carbohydrate restriction as a general strategy for weight loss continues to gain in popularity and its utility and generally protective effect in lipid profile and glycemic control continues to be demonstrated, at least in an experimental setting [1-4]. The subject nonetheless remains controversial. Those critics who grant efficacy of low carbohydrate diets nonetheless contend that they act strictly by caloric restriction and there is no special effect of carbohydrate reduction. Beyond caloric restriction, several studies have shown increased weight loss on low carbohydrate diets compared to isocaloric low fat diets, the so-called metabolic advantage (see table 2). Although no clear experimental error has been demonstrated, critics continue to maintain that something must be wrong because the laws of thermodynamics would be violated [5], that "a calorie is a calorie" [6] We have previously shown [2,7] that this is not correct and it is our intention here to review the fundamental physics underlying the phenomenon of metabolic advantage. An outline may be described: Can metabolic advantage happen? If so, what mechanisms might account for such a phenomenon? Does it, in fact, occur?
Table 2. Isocaloric low carbohydrate (CHO) vs. higher carbohydrate investigations
ภาควิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์, จาโคบีศูนย์การแพทย์บรองซ์, นิวยอร์ก, สหรัฐอเมริกาภาควิชาชีวเคมีSUNY Downstate ศูนย์การแพทย์, Brooklyn, NY 11203, USA 3 ภาควิชาชีวเคมี SUNY Downstate ศูนย์การแพทย์, Brooklyn, NY 11203, USA สำหรับอีเมลเขียนทั้งหมด กรุณาเข้าสู่ระบบ. โภชนาการและการเผาผลาญอาหาร 2004 01:15 ดอย: 10.1186 / 1743-7075-1-15 รุ่นอิเล็กทรอนิกส์ของบทความนี้เป็นคนที่สมบูรณ์และสามารถพบได้ทั่วไปที่: http://www.nutritionandmetabolism.com/ เนื้อหา / 1 / 1/15 ที่ได้รับ: 20 ตุลาคม 2004 ได้รับการยอมรับ: 8 ธันวาคม 2004 เผยแพร่: 8 ธันวาคม 2004 © 2004 วิจิตรและ Feinman; ผู้รับใบอนุญาต BioMed เซ็นทรัล จำกัดนี้เป็นบทความการเข้าถึงเปิดจำหน่ายภายใต้เงื่อนไขของ Creative Commons Attribution ใบอนุญาต (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0) ซึ่งอนุญาตให้ใช้ไม่ จำกัด การจัดจำหน่ายและการทำสำเนาในสื่อใด ๆ ให้ทำงานเดิมที่มีการอ้างถึงอย่างถูกต้อง. บทคัดย่อพื้นหลังมันเป็นกันทั่วไปว่า"แคลอรี่เป็นแคลอรี่" คือว่าอาหารของเนื้อหาแคลอรี่เท่ากันจะมีผลในการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักเหมือนกันที่เป็นอิสระขององค์ประกอบของธาตุอาหารหลักและการอุทธรณ์จะทำบ่อยกฎหมายของ อุณหพลศาสตร์ เราได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ว่าอุณหพลศาสตร์ไม่สนับสนุนมุมมองดังกล่าวและว่าอาหารของเนื้อหา macronutrient แตกต่างกันอาจจะคาดว่าจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่แตกต่างกันในมวลกาย อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการอ้างว่าเป็น "ความได้เปรียบของการเผาผลาญ" หมายถึงการสูญเสียน้ำหนักมากขึ้นกว่าในอาหารที่ระดับโปรตีนของปริมาณคาร์โบไฮเดรตสูง ในการตรวจสอบนี้เพื่อความชัดเจนสอนเราวางใหม่การสนทนาทางทฤษฎีที่จะเชื่อมโยงโดยตรงขาดประสิทธิภาพอุณหพลศาสตร์การเปลี่ยนแปลงน้ำหนัก ปัญหาในการร่าง: ประโยชน์ของการเผาผลาญในทางทฤษฎีเป็นไปได้? ถ้าเป็นเช่นนั้นสิ่งที่กลไกทางชีวเคมีฟังอาจจะอธิบายมันได้หรือไม่ ในที่สุดสิ่งที่มีอยู่ในหลักฐานการทดลองเพื่อตรวจสอบว่ามันจะเกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้น? ผลการลดความร้อนที่มีประสิทธิภาพจะส่งผลในการลดน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น กฎหมายของอุณหพลศาสตร์มีความเงียบในการดำรงอยู่ของความร้อนที่มีประสิทธิภาพตัวแปรในกระบวนการเผาผลาญ ดังนั้นความแปรปรวนดังกล่าวจะได้รับอนุญาตและอาจจะเกี่ยวข้องกับความแตกต่างในการสูญเสียน้ำหนัก การดำรงอยู่ของตัวแปรที่มีประสิทธิภาพและความได้เปรียบการเผาผลาญอาหารจึงเป็นคำถามกำมะลอมากกว่าหนึ่งทฤษฎีได้รับการยืนยันจากการศึกษาระดับโปรตีนหลายการทดลองที่รอการดำเนินการอย่างถูกต้อง meta-analysis กลไกดังยังไม่ทราบ แต่กลไกที่น่าเชื่อถือในระดับการเผาผลาญมีการเสนอ. สรุปตัวแปรที่มีประสิทธิภาพความร้อนเนื่องจากการจัดการอาหารที่จะได้รับอนุญาตตามกฎหมายทางกายภาพคือการสนับสนุนจากข้อมูลการทดลองมากและอาจจะอธิบายได้พอสมควรโดยกลไกที่เป็นไปได้. พื้นหลังข้อ จำกัด คาร์โบไฮเดรตเป็น กลยุทธ์ทั่วไปสำหรับการลดน้ำหนักยังคงได้รับในความนิยมและสาธารณูปโภคและป้องกันผลกระทบโดยทั่วไปในระดับไขมันในเลือดและควบคุมระดับน้ำตาลยังคงแสดงให้เห็นอย่างน้อยในการตั้งค่าการทดลอง [1-4] เรื่องกระนั้นยังคงขัดแย้ง นักวิจารณ์ผู้ที่ให้ความรู้ความสามารถของอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำอย่างไรก็ตามยืนยันว่าพวกเขาทำหน้าที่อย่างเคร่งครัดโดยการ จำกัด แคลอรี่และไม่มีผลพิเศษของการลดคาร์โบไฮเดรต นอกเหนือจากข้อ จำกัด แคลอรี่การศึกษาหลายแห่งมีการแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำเมื่อเทียบกับระดับโปรตีนต่ำอาหารไขมันที่ได้เปรียบการเผาผลาญอาหารที่เรียกว่า (ดูตารางที่ 2) แม้ว่าจะไม่มีข้อผิดพลาดในการทดลองที่ชัดเจนได้รับการแสดงให้เห็นถึงนักวิจารณ์ยังคงรักษาบางสิ่งบางอย่างที่จะต้องมีความผิดเพราะกฎหมายของอุณหพลศาสตร์จะถูกละเมิด [5] ว่า "แคลอรี่เป็นแคลอรี่" [6] เราได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ [2,7] ที่นี้ไม่ถูกต้องและเป็นความตั้งใจของเราที่นี่เพื่อดูฟิสิกส์พื้นฐานพื้นฐานปรากฏการณ์ของความได้เปรียบการเผาผลาญ ร่างอาจจะอธิบาย: ประโยชน์ของการเผาผลาญสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไร ถ้าเป็นเช่นนั้นสิ่งที่กลไกอาจบัญชีสำหรับปรากฏการณ์ดังกล่าว? มันในความเป็นจริงที่เกิดขึ้น? ตารางที่ 2 ระดับโปรตีนคาร์โบไฮเดรตต่ำ (CHO) กับการสืบสวนคาร์โบไฮเดรตสูง
การแปล กรุณารอสักครู่..
ภาควิชาเวชศาสตร์นิวเคลียร์ , ศูนย์การแพทย์นิวยอร์กบรองซ์ โคบี้ อเมริกา
ภาควิชาชีวเคมี , SUNY downstate ศูนย์การแพทย์ , Brooklyn , NY 11203 USA
3
ภาควิชาชีวเคมี , SUNY downstate ศูนย์การแพทย์ , Brooklyn , NY 11203 USA
อีเมลผู้เขียนทั้งหมด กรุณาเข้าสู่ระบบ &
โภชนาการเมแทบอลิซึม 2004 1 : 15 : 10.1186 , ดอย / 1743-7075-1-15
รุ่นอิเล็กทรอนิกส์ของบทความนี้เป็นสมบูรณ์หนึ่งสามารถพบออนไลน์ที่ http : / / www.nutritionandmetabolism . com / เนื้อหา / 1 / 1 / 15
รับ : 20 ตุลาคม 2004
ยอมรับ : 8 ธันวาคม 2547
เผยแพร่ : 8 ธันวาคม 2547
สงวนลิขสิทธิ์ 2004 และปรับ feinman ; ผู้ biomed
นี้กลางจำกัด คือการเปิดบทความเผยแพร่ภายใต้เงื่อนไขของสัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์แสดงที่มา ( http :/ / creativecommons . org / ใบอนุญาต / โดย / 2.0 ) ซึ่งอนุญาตให้ใช้ไม่จำกัดการกระจายและการสืบพันธุ์ในสื่อใด ๆ ให้ทำงานเดิมถูกอ้างถึง .
มันเป็นนามธรรมพื้นหลังโดยทั่วไปถือกันว่า“แคลอรี่เป็นแคลอรี่ " เช่นว่า อาหารของปริมาณแคลอรี่เท่ากัน จะมีผลเหมือนกัน น้ำหนักเปลี่ยนเป็นอาหารผสมและการอุทธรณ์ เป็น บ่อย ทำให้กฎหมายของอุณหพลศาสตร์ . เราได้เคยแสดงอุณหพลศาสตร์ไม่สนับสนุนเช่นมุมมองที่แตกต่างกันของอาหารและปริมาณอาหารอาจจะคาดว่าจะก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ในร่างกายโดยรวม . อาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำโดยเฉพาะอ้างว่า " เผาผลาญประโยชน์ " หมายถึงน้ำหนักมากขึ้นกว่าในอาหารการสูญเสียวัตถุดิบปริมาณคาร์โบไฮเดรตสูงในการตรวจสอบนี้ ให้อาจารย์ชัดเจน เรา reframe อภิปรายทฤษฎีเพื่อเชื่อมโยงโดยตรงกับทางอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพน้ำหนักเปลี่ยนแปลง ปัญหาในร่างสลาย : เป็นประโยชน์ที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎี ? ถ้าเป็นเช่นนั้นสิ่งที่กลไกทางชีวเคมีที่อาจฟังขึ้นอธิบายมันได้หรือไม่ ในที่สุดสิ่งที่หลักฐานการทดลองที่มีอยู่เพื่อตรวจสอบว่ามันมีหรือจะไม่เกิดขึ้น ?
ผลลดประสิทธิภาพกฎข้อที่จะส่งผลในการเพิ่มน้ำหนักการสูญเสีย กฎหมายของอุณหพลศาสตร์จะเงียบในการดำรงอยู่ของประสิทธิภาพ thermodynamic ตัวแปรในกระบวนการเผาผลาญ ดังนั้นการได้รับอนุญาตดังกล่าว และสามารถเกี่ยวข้องกับความแตกต่างในน้ำหนักที่สูญเสียไปมีอยู่ประสิทธิภาพ ตัวแปร และเผาผลาญประโยชน์ดังนั้นจึงเป็นคำถามเชิงประจักษ์มากกว่าทฤษฎีได้รับการยืนยันโดยการศึกษาทดลองทดลองหลายพิจารณาอย่างถูกต้อง ดำเนินการอภิมาน กลไกที่ยังไม่ทราบ แต่กลไกที่เป็นไปได้ในระดับการเผาผลาญ
สรุปเสนอตัวแปรอุณหพลศาสตร์ประสิทธิภาพเนื่องจากการปรับเปลี่ยนอาหารที่ได้รับอนุญาตตามกฎหมายทางกายภาพ , การสนับสนุนจากข้อมูลการทดลองที่ไม่มาก และอาจจะอธิบายได้ด้วยกลไกที่เหมาะสมเป็นไปได้ หลัง
ข้อ จำกัด คาร์โบไฮเดรตเป็นกลยุทธ์ทั่วไปสำหรับการสูญเสียน้ำหนักที่ยังคงได้รับความนิยม และสาธารณูปโภค และโดยทั่วไป ป้องกันไขมันในเลือดและผลในการควบคุมระดับน้ำตาลยังคงต้องแสดงอย่างน้อยในการตั้งค่าการทดลอง [ 1-4 ] เรื่อง กระนั้นยังคงแย้งบรรดานักวิจารณ์ที่ให้ประสิทธิภาพของอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำ อย่างไรก็ตามยืนยันว่าพวกเขาทำอย่างเคร่งครัด โดยการจำกัดแคลอรี่และไม่มีลักษณะพิเศษของการลดคาร์โบไฮเดรต นอกเหนือจากพลังงาน จำกัด , การศึกษาหลายแห่งได้แสดงเพิ่มการสูญเสียน้ำหนักในอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำเมื่อเทียบกับวัตถุดิบอาหารที่มีไขมันต่ำ ประโยชน์การเผาผลาญอาหารที่เรียกว่า ( ดูตารางที่ 2 )แม้ว่ายังไม่มีการทดลองผิดพลาดได้แสดง นักวิจารณ์ยังคงรักษาบางสิ่งบางอย่างที่ไม่ถูกต้อง เพราะกฎหมายของอุณหพลศาสตร์จะถูกละเมิด [ 5 ] , " แคลอรี่เป็นแคลอรี่ " [ 6 ] เราเคยแสดง [ 2,7 ] ที่ไม่ถูกต้อง และเป็นเจตนาของเราที่นี่เพื่อทบทวนพื้นฐานฟิสิกส์ ภายใต้ปรากฏการณ์ของการเผาผลาญอาหารให้เป็นประโยชน์ร่างที่อาจจะอธิบายเกี่ยวกับประโยชน์สามารถเกิดขึ้นได้ ถ้าเป็นเช่นนั้นสิ่งที่กลไกอาจบัญชีสำหรับเช่นปรากฏการณ์ มัน ในความเป็นจริง เกิดขึ้น ?
โต๊ะ 2 คือคาร์โบไฮเดรตต่ำ ( โช ) และสูงคาร์โบไฮเดรตสืบสวน
การแปล กรุณารอสักครู่..