Кроки на дефіциті калорій: апетит і метаболічна адаптація

Підтримання високої щоденної кількості кроків під час дефіциту енергії допомагає регулювати гормони апетиту та підтримувати вищий загальний оборот енергії, однак здатність ходьби лінійно збільшувати загальні добові енерговитрати знижується зі зростанням обсягу активності або поглибленням втрати ваги [1, 10, 12]. Хоча ходьба не спричиняє потужного, залежного від інтенсивності пригнічення апетиту, характерного для високоінтенсивних тренувань, вона з часом покращує сигнали ситості й не провокує компенсаторного переїдання, якого часто побоюються під час обмеження калорій [1, 2, 3].

Гормони апетиту та енергетичний баланс

Регуляція апетиту під час дієти є результатом взаємодії між орексигенними (що стимулюють апетит) та анорексигенними (що викликають ситість) сигналами. Обмеження калорій саме по собі зазвичай пригнічує пептиди ситості, такі як пептид YY (PYY) та глюкагоноподібний пептид-1 (GLP-1), водночас підвищуючи рівень гормону голоду греліну [1, 9]. Проте введення регулярної рухової активності у вигляді кроків змінює цю відповідь.

У 12-тижневому клінічному дослідженні за участю 62 дорослих з ожирінням, які дотримувалися раціону на 1000–1500 ккал/день у поєднанні з цільовою нормою щонайменше 5000 кроків на день, рівень греліну в сироватці крові суттєво знизився, тоді як PYY та GLP-1 значно зросли порівняно з вихідним рівнем [1]. Примітно, що, попри ці покращення, концентрації GLP-1 і PYY натще залишалися нижчими, ніж у здорових контрольних осіб із нормальною масою тіла [1]. Короткострокові дані також свідчать про те, що дефіцит енергії, створений виключно дієтичними обмеженнями, призводить до нижчого рівня PYY3-36, ніж еквівалентний дефіцит, досягнутий за допомогою фізичної активності, що вказує на різні ендокринні шляхи реакції на обмеження їжі та на рух [1].

У довгостроковій перспективі регулярні програми вправ — такі як 32-тижнева програма для підлітків із надмірною вагою та 1-річне втручання для дітей з ожирінням — стабільно демонструють значне підвищення рівня PYY у плазмі натще паралельно зі зниженням жирової та загальної маси тіла [3].

Чи викликає ходьба компенсаторне переїдання?

Поширеним є побоювання, що накопичення великої кількості щоденних кроків викличе мимовільний сплеск голоду, який нівелює спалені калорії. Дослідження гострого впливу фізичних вправ на споживання їжі ad libitum свідчать про інше. За даними випробувань із прийомами їжі у форматі «шведського столу», у 65% досліджень не зафіксовано жодних змін у подальшому споживанні енергії, у 16% відзначено зниження, і лише у 19% — збільшення [3]. Наприклад, 90-хвилинний біг на біговій доріжці з витратою 1273 ккал (5324 кДж) не викликав значущого збільшення споживання калорій протягом наступних 22,5 години [3].

Фізична активність низької та помірної інтенсивності, як-от ходьба, виявляється біологічно нейтральною або незначно пригнічує негайне споживання енергії. Проте вона не викликає гострого, зумовленого метаболітами пригнічення апетиту, характерного для високоінтенсивних тренувань [2, 7].

Роль інтенсивності вправ та метаболітів

Безперервні аеробні вправи на рівні або вище 60% від VO2 peak спричиняють транзиторне «пригнічення апетиту, викликане фізичним навантаженням», тимчасово знижуючи рівень циркулюючого ацильованого греліну та підвищуючи PYY, GLP-1 і панкреатичний поліпептид (PP) [2].

Нещодавні метаболомні дослідження визначили N-лактоїл-фенілаланін (Lac-Phe) — кон'югат лактату та амінокислоти, що виробляється карнозиндипептидазою 2 (CNDP2), — як ключовий циркулюючий сигнал у цьому процесі [2]. Lac-Phe діє центрально, пригнічуючи орексигенні нейрони AgRP (агуті-подібний пептид) у гіпоталамусі та не зачіпаючи нейрони POMC [8]. Системний рівень Lac-Phe суттєво зростає після інтенсивних навантажень (збільшуючись приблизно у 8 разів після спринтерського веслування чи велоїзди та приблизно в 2,6 раза після силових вправ), але лише в ~1,6 раза після їзди на велосипеді з помірною швидкістю [7]. У тріатлоністів капілярний рівень Lac-Phe зростав з 31,5 нмоль/л на базовому рівні до 101,0 нмоль/л у стані виснаження [6]. Оскільки ходьба не призводить до утворення великої кількості лактату в крові, контроль апетиту за її допомогою спирається на хронічну ендокринну нормалізацію, а не на гостре підвищення Lac-Phe [1, 7].

Метаболічна компенсація та межі енерговитрат

Хоча щоденні кроки допомагають підтримувати рівень фізичної активності, енергія, витрачена на рух, не завжди лінійно додається до загальних добових енерговитрат (TDEE), особливо коли людина перебуває в активному дефіциті енергії [10, 12].

Стан енергетичного балансу та моделі енерговитрат
─────────────────────────────────────────────────────────────
Стабільний / позитивний баланс ──> Адитивна модель
                                   (TDEE лінійно зростає з кроками)

Негативний енергетичний баланс ──> Модель обмежених витрат
(активне схуднення)                (TDEE виходить на плато;
                                    нелокомоторні процеси пригнічуються)
─────────────────────────────────────────────────────────────

Модель обмежених енерговитрат (Constrained Energy Expenditure Model) показує, що загальні добові витрати енергії масштабуються лінійно за нижчих обсягів фізичної активності, але сповільнюють зростання та виходять на плато за вищих рівнів активності [10, 12]. Понтцер та колеги за допомогою методу подвійно міченої води продемонстрували, що мисливці-збирачі племені хадза, які проходять 10–15 км щодня, витрачають від 1877 до 2649 ккал/день — стільки ж, скільки й малорухливі контрольні групи в західних країнах, після поправки на знежирену масу тіла [10]. Коли фізична активність перевищує помірні межі, організм компенсує це пригніченням базових фізіологічних процесів, зокрема імунної функції, репродуктивної системи та активності стресової осі HPA [10].

Вкрай важливо, що саме стан енергетичного балансу визначає це компенсаторне зміщення [12]:

• У стані енергетичного балансу: Дані 584 літніх людей у дослідженні iDATA показали, що TDEE лінійно зростав разом із фізичною активністю в загальній когорті — від 2354 ккал/день у децилі з найнижчою активністю до 2693 ккал/день у децилі з найвищою [12].
• У стані негативного енергетичного балансу: В осіб з активним зниженням ваги (>3% за 6 місяців) спостерігалася модель обмеження, за якої TDEE залишався незмінним у різних децилях активності (в середньому 2428 ккал/день у нижньому децилі проти 2372 ккал/день у верхньому децилі) [12].

Метаболічна адаптація та щоденна кількість кроків

Обмеження калорій спричиняє адаптивний термогенез — зниження енерговитрат у стані спокою, яке перевищує втрати, передбачені зменшенням безжирової маси (1100 ккал/кг) та жирової маси (9300 ккал/кг) [9, 15]. За базових умов окисне фосфорилювання працює з ефективністю близько 40% для виробництва АТФ, тоді як ~60% розсіюється у вигляді тепла через мітохондріальний протонний витік; під час обмеження енергії ефективність мітохондрій зростає, а швидкість метаболізму падає [9, 16]. Цей адаптивний спад фіксується у понад 80% досліджень швидкості метаболізму в стані спокою і може проявлятися вже через тиждень після початку дефіциту калорій [15].

Цільова кількість щоденних кроків специфічно взаємодіє з цим метаболічним середовищем:

1. Кількість кроків дає спадну віддачу за глибокого дефіциту: У рандомізованому дослідженні, що оцінювало обсяг кроків, проходження 10 000 кроків зі швидкістю 100 кроків/хв знижувало рівень постпрандіальних тригліцеридів після прийому їжі на 960 ккал порівняно з 2000 кроків [11]. Проте збільшення дистанції до 15 000 кроків підвищувало рівень циркулюючих неестерифікованих жирних кислот (NEFA) без додаткового покращення постпрандіальної ліпемії, незважаючи на створення додаткового дефіциту у 234 ккал [11].
2. Помірна кількість кроків підтримує енергетичний потік: Створення стану високого «енергетичного потоку» (energy flux) — коли споживання та витрати енергії збалансовані на вищих рівнях, а не сильно пригнічені, — допомагає зменшити ризик повторного набору ваги [14]. Дослідники пропонують орієнтуватися на метаболічний діапазон (TDEE/REE) 1,7–1,8 під час підтримання ваги [14].
3. Склад раціону змінює базові витрати: Встановлено, що споживання 25% добових калорій із білка запобігає очікуваному зниженню швидкості метаболізму в стані спокою під час обмеження енергії [15]. Крім того, чергування 2-тижневих блоків дефіциту калорій із 2-тижневими блоками підтримуючого калоражу забезпечує більше спалювання жиру, ніж безперервне обмеження, допомагаючи протидіяти хронічному уповільненню метаболізму [15].

Орієнтація на помірну або високу кількість кроків (наприклад, від 5000 до 10 000 кроків на день) сприяє сприятливим змінам у гормонах ситості, не провокуючи компенсаторного апетиту [1, 3, 11]. Проте спроба форсувати ще більший дефіцит виключно за рахунок екстремальних обсягів ходьби під час активного схуднення запускає механізми енергетичного обмеження, що призводить до плато у загальних добових витратах енергії та зменшує метаболічну віддачу [10, 12].