Перевірка достовірності продуктів з «низькокалорійною їжею» за допомогою моделі рептилій
Перевірка достовірності «негативно-калорійних» продуктів за допомогою моделі рептилій
Кетрін М. Буддемайер
Відділ біологічних наук, Університет Алабами, Таскалуза, Алабама, США
Медичний факультет Університету Алабами, Алабама, США
Ешлі Е. Олександр
Відділ біологічних наук, Університет Алабами, Таскалуза, Алабама, США
Медичний факультет Університету Алабами, Алабама, США
Стівен М. Секор
Відділ біологічних наук, Університет Алабами, Таскалуза, Алабама, США
Анотація
Ключові слова
очевидна ефективність асиміляції, дієти, енергетичний бюджет, “негативна калорія”, специфічна динамічна дія, втрата ваги
Вступ
Схема дієти та схуднення, яка заповнила Інтернет, соціальні медіа та книги з дієти та харчування, - це дієта, що включає продукти з «негативною калорією» [1-6]. Теоретично це харчові продукти, на які на їх перетравлення, засвоєння та зберігання поживних речовин витрачається більше енергії, ніж отримується. Отже, їх споживання призводить до дефіциту калорій як через брак чистої енергії, що надходить, так і через те, що накопичена енергія (тобто жир) повинна бути використана для підживлення завершення їх перетравлення та переробки. Додатковою перевагою, яку відзначають «негативно калорійні» продукти, є те, що вони підсилюють обмін речовин, контролюють апетит, покращують глікемічний контроль та очищають товсту кишку та печінку [1,7]. Отже, дієти, що містять продукти з «низькокалорійною їжею», призводять до «безпрограшної ситуації», враховуючи різноманітні переваги для вашого здоров'я та покращений контроль ваги [8].
Дієтологи та лікарі поставили під сумнів існування продуктів з "низькокалорійною їжею", які заявили, що накопичувальні витрати на перетравлення, засвоєння та засвоєння їжі еквівалентні лише 5-15% енергії їжі, отже, є чистий приріст 85-95% енергії від будь-якого прийому їжі [6,9-11]. Єдине опубліковане дослідження (реферат), що перевіряло правильність «негативно калорійних» продуктів, було проведено на 15 жінках, кожна з яких споживала 100 г сирої селери [3]. У цьому дослідженні зазначено, що витрати на перетравлення страв із селери дорівнювали 86% енергії страв [3]. Однак це дослідження не змогло врахувати додаткові втрати енергії, що виділяється з калом та сечею. З огляду на відносно високий вміст клітковини, селера може по суті характеризуватися відносно низькою ефективністю травлення та асиміляції [12,13]. Тому, враховуючи спільну енергію, витрачену на перетравлення та асиміляцію та втрачену з калом та сечею, стає більш теоретично вірогідним для споживання селери призвести до дефіциту енергії, а селера - дійсною «негативно-калорійною» їжею [14].
Відсутність будь-яких емпіричних досліджень, які інтегративно перевірили достовірність продуктів з «низькокалорійною їжею», спонукали нас провести таке дослідження, використовуючи модель ящірки, бородатого дракона (Pogona vitticeps) та сиру селерову їжу [9,10, 15,16]. Хоча еволюційно віддалені від людей, бородаті дракони діляться з людьми всеїдною дієтою та майже однаковими наборами морфологічних та фізіологічних механізмів, які використовуються для перетравлення, поглинання та засвоєння їжі [17-19]. У цьому дослідженні ми кількісно оцінили для кожної ящірки енергію їжі із селери, витрачену на перетравлення їжі енергію та втрату енергії в калі та уратах. Оцінивши ці компроміси з енергією, ми виявили бородатих драконів, які відчували чистий приріст енергії від своїх страв із селери. Приріст, який, однак, швидко скасовується метаболізмом спокою ящірки.
Матеріали і методи
Бородаті дракони та їх утримання
Хоча було б ідеально провести це дослідження на людях, для співавторів-студентів (KMB та AEA) інституційно заборонено збирати та обробляти кал та сечу людини. Тому ми скористалися лабораторною колонією бородатих драконів (Pogona vitticeps), вирощеною в полоні, ящіркою середнього розміру, яка походить із посушливих та напівзасушливих районів центральної Австралії [17,20]. Бородаті дракони від природи всеїдні (як і люди), мають шлунково-кишковий тракт, подібний за формою (щодо розміру) і функціонує як травна система людини [18,19]. Крім того, бородатих драконів використовували для кількісної оцінки енергії, що заощаджується при споживанні варених, а не сирих коренеплодів, щоб перевірити гіпотези про роль кулінарії в еволюції людини [21,22].
Ящірки розміщувались у 76-літрових акваріумах з піщаним субстратом, камінням для гріння та водою ad libitum. Кімнатну температуру підтримували на рівні 26-29 ° C, а світло забезпечували флуоресцентні лампи та UVA/UVB лампи, встановлені на циклі 12L: 12D. Ящірок вирощували на різноманітній зелені (наприклад, на капусті, комірці, гірчиці), овочах (наприклад, моркві та кабачках), а також припорошених кальцієм та вітамінами цвіркунах, борошняних черв’яках та тарганах. Дев'ять ящірок (дві самки, сім чоловіків), використані в цьому дослідженні, були віком 4-6 років і важили 190,1 - 234,1 г (середнє значення ± SE = 217,9 ± 4,9 г) на початку дослідження. Догляд за ящірками та експериментування проводились згідно затвердженого протоколу (№ 14-06-0077) від Інституційного комітету з догляду та використання тварин Університету Алабами.
експериментальна процедура
Ми вибрали селеру в якості тестової дієти для цього дослідження, оскільки вона очолює багато списків “негативно калорійних” продуктів, а бородаті дракони добровільно їдять селеру [7,8,15,23]. Ми стандартизуємо розмір їжі до 5% маси тіла ящірки, оскільки це розмір їжі, який легко вживають бородаті дракони, і той, який генерує значну метаболічну реакцію після їжі [11,21]. До випробувань метаболізму та годування ящірки голодували мінімум 10 днів, щоб переконатися, що вони поглинаються. Селера купували місцево свіжим і використовували протягом 24 годин. Щоб перевірити достовірність селери як «негативно-калорійної» їжі, ми порівняли валову енергію селерових страв з енергією, витраченою на перетравлення та асиміляцію селери (специфічна динамічна дія [SDA]), та втратою в калі та уратах.
Визначення стандартної швидкості метаболізму, метаболічної відповіді після їжі та специфічної динамічної дії
Збір калу та уратів
Ми збирали кал та урати у ящірок, розміщених окремо в 76-літрових скляних акваріумах, вистелених лабораторним протектором для лавки (VWR International, Radnor, PA) стороною, що не вбирає, вгору. Перед годуванням ми промиваємо товстий кишечник кожної ящірки водою, щоб видалити залишки калу та уратів. Після того, як ящірки закінчили їсти селерову їжу, клітини перевіряли двічі на день, а всі відкладені екскременти або урати видаляли і сушили (55 ° C). Через тиждень товсту кишку кожної ящірки знову промивали, а залишки калу та уратів збирали та сушили. Для кожної ящірки ми поєднували та зважували окремо їх висушений кал та урат.