Kulhydrater og udvikling af fedme

Publiceret Januar 2004

En individfysiologs betragtninger over udvikling af fedme, med fokus på smagen af de stoffer, vi indtager, og på at fedme med fordel forebygges ved at opøve gode spise- og motionsvaner.

Energi og stof

I fedmeforskning har man traditionelt fokuseret på energien i kosten og blot konstateret, at hvis den overskred energiudgifterne, ville overskuddet deponeres som fedt. Dét er naturligvis en stærkt forenklet anskuelse. En forudsætning er, at der er tale om et udvokset, ikke gravidt eller diegivende individ. Dertil kommer, at de "energiholdige" stoffer i kosten (dvs. stoffer, der ved nedbrydning kan frigive energi til at drive energikrævende processer), ikke blot kan deponeres som fedt, men også som glykogen. Her er det vigtigt at vide, at glykogenlagrene i lever og muskler ikke kan øges nær så meget som fedtlagrene i hud og omkring indvolde. Endvidere bør man følge de energiholdige stoffers skæbne mere nøje ved at interessere sig for, hvor der frigøres energi, og hvor energiholdige stoffer forlader kroppen uden at have frigivet energi.

Ligesom energi ikke opstår eller forsvinder i et menneske, så vil stof, der kommer ind i et menneske heller ikke forsvinde, eller nyt stof opstå, men stof kan omdannes, og stofs skæbne i menneskekroppen kan følges. Kostens indhold af organiske stoffer (= næringsstoffer) vil i et vist omfang blive tabt som fæces og resten absorberet i fordøjelseskanalen. I kroppen vil der ske talrige omdannelser af stof, herunder energifrigørelse ved nedbrydning og energiforbrug til vedligeholdelse af celler, hvis bestanddele hele tiden undergår opbygning og nedbrydning. Desuden vil noget stof forlade kroppen via urin og diverse sekreter samt ved tab af hud og hår.

Stofomsætningen hos mennesker indebærer myriader af alternative processer. Fx kan syntese af fedt (triacylglycerol) til deponering ske på basis af fedt i kosten, men også på basis af kulhydrat, protein og alkohol via acetyl-coenzym-A (de novo lipogenese). Energiudgifterne til fedtdannelse ved de novo lipogenese er større end til fedtsyntese på basis af kostens fedt. Endvidere er den kostinducerede termogenese lidt større for kulhydrat end for fedt. Derfor må man på det fysiologiske plan acceptere, at effekten i kroppen af indtagne kalorier afhænger af, fra hvilke stoffer kalorierne stammer, og hvordan disse stoffer omsættes i kroppen. Omsætningen er både kvantitativt og kvalitativt afhængig af køn, alder, ernæringstilstand, fysisk aktivitet og meget andet.

Der er udført meget få opfednings- eller afmagringsforsøg på mennesker, hvor man har gjort ordentligt rede for alle poster i energi- og stofregnskabet. Metoderne er ikke gode nok til langtidsforsøg, og den individuelle variation i menneskers fysiologi er enorm. Men der er andre vanskeligheder og mangler i fedmeforskningen.

Kvaliteten af kosten

I befolkningsundersøgelser har man ofte vurderet indtaget ved blot at angive den procent af energien i det rapporterede indtag, som henholdsvis kulhydrat, fedt og protein bidrager med, den såkaldte energiprocent. Energiprocenten er relativt let at få tal for sammenlignet med besværet ved at få pålidelige tal for det faktisk indtagne i masseenheder eller energienheder. Men det er selvfølgelig ikke procenter, man bliver fed af, men af kulhydrater, fedtstoffer, proteiner samt af alkohol. Denne energiprocent har afstedkommet en alt for stor fokus på det magiske tal for en sund kost: højst 30 energiprocent fedt.

En anden svaghed i befolkningsundersøgelser har været, at der ikke blev skelnet mellem de forskellige typer kulhydrat, fedt og protein. Det er vigtigt at kende typen af de indtagne stoffer. Mono- og disaccharider (sukkerarterne) adskiller sig fx væsentligt fra stivelse og kostfibre, både med hensyn til smag og virkninger i fordøjelsessystemet og i stofomsætningen og hvad deraf følger af ændringer i nerve- og hormonsystem. Der er således nok at tage fat på i fremtidens fedmeforskning både på helkrops-, organ- og celleplan og med henblik på metodeudvikling.

Måling af fedme

Hvordan måler man fedme? Et hyppigt anvendt mål er Body Mass Index (BMI), som er et arbitrært mål for grad af overvægt (vægt i kg/højde i m opløftet til anden potens). En overvægt beregnet på grundlag af vægt og højde kan naturligvis bestå af andet end fedt. Og dog er det fx det eneste mål, man har anvendt til at vurdere, om danske børn er blevet federe i de sidste årtier (1). Desværre er andre metoder ikke gode nok eller ikke anvendelige til langtidsforsøg med mange personer.

Indtag af kost

I det ideelle studium af udvikling af fedme hos mennesker skulle man registrere al indtaget fast og flydende kost i en så naturlig situation som muligt i en periode på flere uger. I befolkningsundersøgelser har man ofte ikke fået nok at vide om indtag af kalorieholdige drikke, slik og mellemmåltider/snacks, og folks angivelser af indtag er sjældent pålidelige. I eksperimentelle undersøgelser er forholdene ikke naturlige, hvilket i høj grad kan påvirke både fødevalg, fødemængde samt motorisk aktivitet.

Blandt kulhydraterne er det kun sukkerarterne, der smager sødt. Den søde smag kan stimulere indtaget, men kan jo også bidrage til mæthed - mere om appetit og mæthed senere. Stivelse og kostfibre har ikke en specielt lokkende smag, men spiller en stor rolle for mæthed. En vanskelighed ved at få rede på fysiologi og biokemi i udvikling af fedme er, at de forskellige typer kulhydrat, fedt og protein indgår i alle mulige blandinger, hvor smagskvaliteter og andre kvaliteter af betydning for sanserne og de deraf følgende processer som sekretion af spyt, andre fordøjelsessekreter og fx insulin bliver helt uoverskuelige. Tilsat sucrose er fx af betydning for vores indtag af fedt; vi spiser chokolade, men ikke kakaosmør, vi spiser is, men ikke frosset fløde, vi spiser kager, men ikke mel + margarine eller smør. Og når vi fra den ældre generation skal nyde fed flæskesteg, får vi fedtet til at glide ned ved sursøde produkter som agurkesalat.

Processer i fordøjelseskanalen

Sukkerarterne optages hurtigt og fuldstændigt, disaccharider dog først efter spaltning til monosaccharider. Stivelses spaltning og optagelse afhænger en hel del af stivelsestype og den behandling, det har været udsat for under tilberedningen. Kostfibre fordøjes meget forskelligt, evt. slet ikke, og spiller en stor rolle for mæthed samt stimulerer fordøjelseskanalens peristaltik.

I fedmeforskning har man sjældent målt tab med fæces, men regnet det for ret konstant. I vores opfedningsforsøg (2) gav vi 10 unge mænd en overdosis af kulhydrat i tre uger (C-gruppen), og som kontrol tjente10 unge mænd der fik overdosis af fedt (F-gruppen). Det medførte en signifikant forskel i tab med fæces: C-gruppen tabte i gennemsnit 1,6 og F-gruppen 1,2 MJ/dag. Denne forskel synes ikke stor i forhold til det samlede energiindtag på ca. 19 MJ/dag, men det er værd at bemærke, at fedme hos mange udvikles over måneder og år, og her kan små forskelle i det daglige tab principielt være betydningsfulde. 

Regulering af appetit og mæthed

Figuren giver en generel oversigt. Som nævnt har de forskellige kulhydrattyper meget forskellige virkninger i systemet. Appetit- og mæthedscentrene findes primært i hypothalamus, men andre hjernedele, der har med sanser og med følelse af lyst og ulyst at gøre, spiller ind på appetit- og mæthedcentrene, og disse centre spiller en væsentlig rolle for fordøjelseskanalens funktion og for insulinsekretion og er påvirket af nervøse og hormonale stimuli fra fordøjelseskanal og pankreas og af metabolitter i blodet. Det er ikke mærkeligt, at de fleste lærebøger i menneskefysiologi de seneste årtier har opgivet tidligere tiders klare angivelse af sult- og mæthedcentre i hypothalamus.  I regulering af appetit og mæthed spiller stimuli fra en tom, respektiv fyldt mave samt blodets insulin og glukose i fællesskab en væsentlig rolle og er af betydning for måltiders varighed og intervallet mellem måltiderne. Denne regulering foregår over minutter og timer.

Ydre og indre faktorer af betydning for fødeindtag hos pattedyr, inklusive mennesker. Klik for en større gengivelse.
Figur: Ydre og indre faktorer af betydning for fødeindtag hos pattedyr, inklusive mennesker. (Fra kapitlet "Ernæring og stofomsætning" af L.O. Larsen i "Fysiologi - kroppens funktioner", 2. udg. 2001. G. Christoffersen et al., Nucleus). Se en større gengivelse her.

Vægtkontrol

Vægtkontrol forudsætter, at indtag afpasses til udgifter og tab, således at vægten holdes, og der hverken sker afmagring eller udvikling af fedme. Der var en periode, hvor man i fedmeforskningen var begyndt at tvivle på, om mennesker overhovedet har fysiologiske mekanismer til vægtkontrol; konstans skyldtes måske hyppige vejninger, iagttagelser af kroppen og fornemmelse af bælters snærende effekt og deraf følgende ændringer i fødeindtag. Tvivlen eksisterer ikke mere; man har indset, at der er tale om meget komplekse reguleringsmekanismer, der udspiller sig over dage og uger, og ikke over timer. Det ser ud til, at insulin igen spiller en væsentlig rolle, denne gang i samspil med leptin fra fedtvævet. Desuden har man i dag kendskab til et stort antal peptider og andre stoffer, der kan påvirke fødeindtag i forsøg. Disse stoffer er fundet mange steder i kroppen. Men hvor væsentlige de er for vægtkontrol vides ikke. Dét kræver langtidsforsøg under kontrollerede forhold, hvad der er meget vanskeligt at udføre på mennesker.

Hvorfor udvikles fedme?

Ja, hvorfor virker vægtkontrollens (delvis kendte) mekanismer ikke altid?  Noget kan skyldes deciderede sygdomme i reguleringssystemet, som er genetisk betinget og "medfødt", dvs. fastlagt i genomet allerede i den befrugtede ægcelle. Andet kan skyldes miljøet, lige fra fosterlivet til vi dør. Men en væsentlig del hænger sammen med, hvordan vi forholder os til de givne kår, når vi bliver så store, at vi selv har indflydelse på, hvad vi omgiver os med, hvad vi vælger at indtage, og hvad vi vælger at gøre med hensyn til at bruge energi på skeletmusklernes arbejde i dagligdagens motoriske udfoldelser. Spisevaner og motionsvaner er afgørende, og de kan naturligvis påvirkes i hjem, børnehave og skole ved det gode eksempel, ved undervisning og ved opdragelse og ved at skabe et miljø, hvor det blive gjort nemt og rart at tilegne sig gode vaner. Det kan samfundet naturligvis også bidrage til på talrige måder. Herom kan læses i en ny rapport (3).

Hvilken rolle spiller kulhydrat i udvikling af fedme?

I omtalte opfedningsforsøg (2) og i en udbyggende artikel (4) har vi givet bidrag til en nu accepteret erkendelse af, at det ikke spiller en afgørende rolle for om fedme udvikles, om et kalorieoverskud kommer fra kulhydrat eller fedt, men det kan spille en rolle for, hvor hurtigt fedme udvikles. Der er biokemisk set den forskel, at med kulhydrat ses en betydelig omdannelse af stivelse og sukkerarter til fedt (de novo lipogenese). De novo lipogenesen foregår både i leveren og i fedtvævet, men kan øges meget mere i fedtvævet end i leveren. I (5) er der en yderligere klargøring af, hvad man i dag ved om størrelsen af de novo lipogenese under forskellige betingelser. Med hensyn til de fleste risici forbundet med fedme kan det sandsynligvis være ligegyldigt, om fedtet dannes ud fra kostens fedt eller fra kostens kulhydrat. Men med hensyn til risiko for hjerte-kar-sygdomme er det værd at bemærke, at de novo lipogenese primært fører til dannelse af mættede fedtsyrer, der sammenlignet med umættede fedtsyrer udgør en større risiko.

Officielle kostråd

I de gældende danske kostråd anbefaler man sunde kosttyper, men omtaler ikke drikkevarer. Med hensyn til enkeltstoffer opfordrer man bl.a. til at spare på sukker (6). Sukker er nævnt, fordi en meget stor del af de sukkerarter, danskere indtager, er sucrose, der i højt renset form (= "tomme" kalorier) tilsættes fødevarer og drikkevarer, og som findes i slik, is og kager. Da sukkeret på grund af den søde smag er med til at få mange, især børn, til at indtage flere kalorier, end de forbrænder, er der god grund til at holde fast ved dette kostråd, men nok specificere hvor sukkeret findes. Med hensyn til de øvrige kulhydrater er der god grund til at anbefale stivelsesholdige produkter med et passende fiberindhold, dvs. groft brød, grøntsager og frugt.

Hvordan bremser vi en fedme "epidemi"?

Fedme breder sig i store dele af verden på en måde, der ligner udbredelsen af en smitsom sygdom, men som skyldes at indtaget af kalorieholdige stoffer ikke er reduceret svarende til de nedsatte  udgifter til motorisk aktivitet i et moderne samfund. Hidtil har man ment, at det er bedre at forebygge end at helbrede; er man først blevet fed, er det meget svært at afmagre sig igen. For biokemikere vil det måske være nærliggende at finde på kemiske fif til at modvirke udvikling af fedme. Jeg tror dog, at man ved behandling med farmaka, fx i form at peptider eller andre stoffer fra menneskets appetit- og mæthedsregulering, nok vil kunne afstedkomme appetittab eller mæthed, men man vil næppe samtidig kunne få den for mennesker så væsentlige tilfredsstillelse, beroligelse, trøst og nydelse ved indtag af faste og flydende næringsmidler. De kendte medicinske og kirurgiske indgreb med formål at afmagre har vist sig at tage glæden ved at spise og drikke fra folk som én blandt flere bivirkninger.

Jeg er fysiolog med interesse for individets funktion i et miljø, det selv kan påvirke i et vist omfang. Jeg tror, at vi ved at anvende viden om ernæring og bruge fantasi med hensyn til at gøre sunde spisevaner og motionsvaner til noget rart måske kan bremse fedme "epidemien". Man har i fysiologkredse talt om "the wisdom of the body"; den form for "medfødt visdom" virker ikke i vore dages samfund. Vi må tilføje "the wisdom of the brain", altså brugen af viden og fantasi.

Referencer

  1. Larsen, L.O. (2003) Børns og unges fedme og højdevækst: Er maksimal vækst også optimal – Biofag nr. 5, 24-29.
  2. Lammert, O., Grunnet, N., Faber, P., Bjørnsbo, K.S., Dich, J., Larsen, L.O., Neese, R.A., Hellerstein, M.K., Quistorff, B. (2000) Effects of isoenergetic overfeeding of either carbohydrate or fat in young men. Brit. J. Nutr. 84, 233-45.
  3. Richelsen, B., Astrup, A., Hansen, G.L., Hansen, H.S., Heitmann, B., Holm, L., Kjær, M., Madsen, S.A., Michaelsen, K.F., Olsen, S.F. (2003) Den danske fedmeepidemi – Oplæg til en forebyggelsesindsats. Ernæringsrådet, Publ. nr. 30.
  4. Larsen, L.O. (2001) From starving lampreys and voracious toads to lipogenesis and development of obesity in human beings. Biofag nr. 4, 42-49.
  5. Mølgaard, C., Andersen, N.L., Barkholt, V. Grunnet, N., Hermansen, K., Nyvad, B., Pedersen, B.K., Raben, A., Stender, S. (2003) Sukkers sundhedsmæssige betydning.  Ernæringsrådet, Publ. nr. 33.
  6. Larsen, L.O. (2003) Hvorfor skal vi spare på sukkeret?  Aktuel Naturvidenskab nr. 3, 34-36.