Точка отсчета: вес и концепция уставки

Painting by Helen Mary Elizabeth Allingham, English artist, Public Domain, Wikimedia Common.org
Поэт Лауреат Альфред, лорд Теннисон, автор книги «Зал Локсли»,
Источник: Живопись Хелен Мэри Элизабет Аллингем, английский художник, общественное достояние, Wikimedia Common.org

В своей менее известной поэме воображаемого места детства Локсли Холл (1842), Альфред, лорд Теннисон, знаменитый лауреат поэтов Англии, пишет «Наука движется, но медленно, медленно, ползучая от точки к точке». много точек в науке, включая точки расхождения и сходимости, точки отражения и рефракции и точечные мутации среди других, но точка, наиболее тесно связанная с весом, является заданной точкой. Является ли эта точка жизнеспособной концепцией или просто одной из «сказок науки» Теннисона? »Большинство людей слышало об этой концепции, но мало кто может понять, что исследователи имеют в виду именно этим.

Однако концепция заданного значения веса, т. Е. Внутренней физиологически регулируемой системы, была определена в ряде работ доктора Ричарда Е. Кези и его коллег в 1970-х и 1980-х годах. Первоначально взятый из инженерной модели, он рассматривался как гомеостатическая система управления с обратной связью (Mrosovsky and Powley, Behavioral Biology , 1977) и аналогична заданной точке для температуры тела или даже артериального давления, хотя значительно большая изменчивость веса среди чем при артериальном давлении или температуре тела. Это вызвало замечание о том, что наш вес остается в довольно постоянном диапазоне, несмотря на значительные колебания уровня нашей активности, а также в разновидностях и количествах продуктов, которые наши тела обрабатывают как в повседневной краткосрочной, срок. Например, Жюль Хирш (2003 год, лекция Фонда Даны ), один из первых пионеров исследований ожирения в Университете Рокфеллера, однажды заметил, что в течение нашей жизни наши тела обрабатывают около 70 миллионов калорий или приблизительно 14 тонн пищи.

stock photo by Michael Krinke, used with permission by istock.com
Регулирование заданной точки аналогично регулированию кровяного давления и температуры нашим телом
Источник: сток фото Michael Krinke, используется с разрешения istock.com

Однако спекуляции о механизме управления, который регулировал количество жира в организме, начали возникать в 1950-х годах. Например, Г. К. Кеннеди ( Труды Королевского общества Лондона, Биологические науки , 1953), работая с крысами, предположил, что сам жир может послать сигнал в мозг, чтобы регулировать количество жира в наших телах. Однако не было бы до 1970-х годов, что лептин, гормон, вырабатываемый жировой тканью, был изолирован в лабораториях Университета Рокфеллера Джеффри Фридмана и «предоставил сильные молекулярные данные для такой системы обратной связи» (Speakman et al, 2011, Модели и механизмы болезней)

Другие данные, подтверждающие установленное значение, выросли из данных о человеке, что, когда люди получают или теряют вес (т.е. «система возмущена»), организм, похоже, «защищает» первоначальный вес. Вот почему после потери веса у многих людей есть тенденция вернуть потерянный вес. (Speakman et al, 2011). В этом процессе существует «асимметрия», а именно то, что организм, по-видимому, защищает от потери веса гораздо эффективнее, чем от увеличения веса, вероятно, как эволюционное преимущество, когда пищевые циклы были более переменными. Никто, однако, фактически не нашел неуловимого уставки или это даже одна область, хотя прошло мимо упрощенного предположения, что оно находится в гипоталамусе.

stock photo, acaimoron, used with permission, istock.com
Ранние теории предполагали, что уставка была расположена в гипоталамусе; скорее всего, он не локализуется в одной области
Источник: фото, acaimoron, используется с разрешением, istock.com

Маклин и его коллеги (2004, 2006), пишущие в « Физиология американского журнала: регулятивная, интегрированная и сравнительная физиология» , изучали склонность к ожирению крыс и замеченные метаболические факторы у крыс, легче изучать, потому что не загрязняют человеческие мотивационные факторы (например, давление сверстников быть тонким, желает идеального телосложения). Эти исследователи обнаружили, что у их крыс была «склонность к метаболизму», чтобы восстановить вес после периода ограничения калорийности и последующей потери веса как повышенным аппетитом, так и уменьшением скорости метаболизма в покое. Но MacLean и др. Отметили, что исследования с людьми могут быть непоследовательными и признаны «обнадеживающими», что люди способны противодействовать любой тенденции метаболизма, чтобы набирать вес, изменяя свое поведение (например, сознательно осуществляя, едя меньше, даже принимая лекарства для снижения веса). Левин (2004, пишущий в том же журнале) обобщил противоречие, отметив, что регулирование накопления жира у людей очень сложно и определяется «генетическими, гендерными, перинатальными, развивающими, диетическими, экологическими, нервными и психосоциальными факторами».

Уильям Беннетт ( New England Journal of Medicine , Editorial , 1995) отметил, что заданное значение, похоже, медленно реагирует «скорее, чем быстро на отклонения от внутреннего идеала», и включает в себя как питание, так и физическую активность. Беннетт пояснил, что хотя эти два поведения считаются «в основном добровольными … может быть значительная двусмысленность в отношении степени воли», связанной с любой деятельностью, и «такое поведение предполагает определенную биологическую неизбежность».

set point control; Brews ohare, Public Domain, Creative Commons, Wikimedia Commons.org
Концепция заданной точки взята из инженерной модели управления с обратной связью
Источник: контроль заданного значения; Brews ohare, Public Domain, Creative Commons, Wikimedia Commons.org

Модель уставки имеет ограничения. Это не объясняет, почему наш урон несколько регулируется – то есть, почему большинство людей набирают вес на протяжении всей своей жизни, особенно в определенных условиях окружающей среды, таких как изменения в семейном положении, возрасте, социальном классе или даже если они являются «диванами» картофеля ». Иными словами, хотя теория уставки« уходит корнями в физиологию, генетику и молекулярную биологию »и« постулирует активный механизм обратной связи, связывающий жировую ткань (накопленную энергию) с потреблением и расходами », это недостаточно объясняет вклад так называемой «эндогенной среды» и социальные проблемы, которые способствуют увеличению веса. (Speakman et al, 2011)

Существует еще одна модель, модель точки заселения , которая предлагает пассивную (а не действующую) систему обратной связи, в которой вес может «дрейфовать» (Farias et al., Metabolic Syndrome and Related Disorders , 2011.). Эта модель фокусируется на экологических и социальных вопросов, но он, однако, не фокусируется на более генетических и биологических проблемах, и, следовательно, две модели создают «искусственный» разрыв между генетикой и окружающей средой. (Speakman et al, 2011). Еще одна предлагаемая модель, общая модель потребления , подчеркивает, что существуют «компенсированные факторы» (например, прежде всего физиологические) и «некомпенсированные факторы» (в первую очередь экологические), которые влияют на регулирование веса и могут значительно варьироваться от человека к человеку , но он не предполагает, что существует заданное значение. Четвертая модель – модель точки двойного вмешательства – «более реалистичная версия модели уставки» (Speakman et al, 2011), которая может включать как генетический, так и экологический вклад, в котором есть верхний и нижний пределы, где «физиологическая регуляция веса / и / или жир "становится активным.

Итог: в Зале Локсли Теннисон писал: «Знание приходит, но мудрость задерживается». Найдем ли мы анатомическое место или места для заданного значения. Для многих исследователей концепция уставки слишком упрощена, чтобы объяснить сложность и сложную науку контроля веса. Для некоторых людей, хотя, функционирующий набор точка становится своим родом анкерной точки отсчета для их весов; для тех, кто менее удачлив, чей вес продолжает расти, и чей урон кажется дисфункциональным, это может быть точкой невозврата.

Westminster Abbey, Public Domain, Wikimedia Commons.org
Альфред, лорд Теннисон был похоронен в Вестминстерском аббатстве, в углу «Поэтов»
Источник: Вестминстерское аббатство, общественное достояние, Wikimedia Commons.org

Примечание. В последние годы я не мог найти много статей по заданному пункту, но этот термин продолжает появляться в литературе. Для одной статьи см. Ravussin et al., Molecular Metabolism (2014), на крысах, которые дали лептин экзогенно и отношение к заданной точке.