Ist wenig Bewegung schuld an Übergewicht und hilft viel Bewegung/Sport wirklich hier?

ActivityStat Hypothese und Contstraint Energy Modell – Wenn sich Personen für das leichtere Gewicht mehr bewegen sollen aber sich nicht viel tut auf der Waage. Gibt es einen Anpassungseffekt (Verhalten/physiologisch)?

Kurz: Regulärer, geplanter Sport könnte zu kompensatorischen Veränderungen (Verhalten und/oder physiologisch) führen, die den erwarteten erhöhenden Effekt auf die ,,TDEE” aka Gesamttagesverbrauch) abschwächt, besonders bei hohen Leveln an körperlicher Aktivität.

Gain with Science (Facebook) hat heute Arbeiten zum Thema gepostet und die Tage habe ich mit Kevin König (NPC – Nutrition Performance Coaching) und Fred Muggs ein Thema besprochen, was ich so nicht mehr ganz im Kopf hatte aber interessant ist.

Bevor es zum Thema geht, eine kleine Anmerkung zu wenig Bewegung.

Zone of Regulation:
Wenig Bewegung ist nicht optimal, weder für die Gesundheit, noch für den Appetit (zone of regulation) [1][2]. Say what? Es gibt wahrscheinlich ein Mindestmaß an Aktivität, hier z.B. an Schritten pro Tag in einer Arbeit, die die Appetitregulation in der Norm halten und die Sättigung einer Mahlzeit erhöhen könnten. Inaktive Personen haben ein ineffizientes Sättigungssignal im Gegensatz zu mehr aktiven Personen. Also Bewegung macht einen Sinn. In einer Arbeit kommt man zum Entschluss: Bewegungsarme Personen (Paradox) aßen mehr als die moderat-aktiven Personen, da die Appetitregulation durch wenig Aktivität negativ beeinflusst wurde. Guckst du hier -https://www.facebook.com/Figurwechsel1.0/photos/a.1500301866878371.1073741828.1500048433570381/1955633454678541/?type=3&theater

Pontzer und die Kalorien:
Was ist mit mehr Bewegung, worum es hier gehen soll? Aber fangen wir bei Neurowissenschaftler Guyenet an. In einem Podcast redet er über einen Mann mit dem Namen H. Pontzer, der eine Hypothese hat. Diese besagt, dass sich ab einem gewissen Level an körperlicher Aktivität, ein Energieverbrauchsplateau bildet. Also mehr Bewegung erhöht den Energieverbrauch insgesamt aber noch mehr (darüber hinaus) bedeutet nicht unbedingt auch noch mehr Verbrauch. Klingt seltsam oder? Untersuchungen von Herman Pontzer am Volk der Hadza zeigten, dass (Daten angepasst an Körperkomposition) ihr Energieverbrauch nicht so hoch ist (auch wenn körperlicher Aktivität höher ist) eigentlich und dies einem semi-bewegungsarmen Menschen ähnelt vom Energieverbrauch, also uns.

Der gute Herman hat einfach den Energieverbrauch gemessen. Er glaubt durch seine Ergebnisse, dass sie sich angepasst haben und weniger Energie verbrauchen, auch wenn sie sich mehr bewegen. Ja und? Sie verbrauchen also eigentlich so viele Kalorien wie wir Faulen und sind nicht Dick (essen massig Honig aka Zucker übrigens), was uns zeigen könnte, dass körperliche Aktivität oder weniger körperliche Aktivität nicht der Hauptfaktor ist für Übergewicht, sondern die Ernährung und somit die Kalorien, wenn wir Verbrauch so hoch ist wie unser Verbrauch, sie aber nicht dick sind.

The constrained model – Körper passt sich dynamisch an die Variation körperlicher Aktivität an, um TDEE zu halten in einer Range:

Dazu kann man den Begriff ,,Constrained Total Energy Expenditure‘‘ (eingeschränkter Gesamtenergieverbrauch) suchen und kommt zu mehr Infos zum Thema, auch von Pontzer wieder. Man stößt auf eine Arbeit (und andere Arbeiten) [3][4] aus dem Jahr 2016. Auch hier geht man darauf ein, dass Sport alleine nicht die Lösung sein muss unbedingt für das Gewichtsproblem, da mehr Aktivität nicht unbedingt mehr Kalorien verbrennt. Pontzer sagt, dass seine Arbeit suggeriert, wir sollten uns eher der Ernährung widmen, wenn wir am Gewicht was ändern wollen.
Die Hadza wären unglaublich aktiv, gehen lange Strecken (täglich) und leisten harte Arbeit (körperlich). Trotz der hohen körperlichen Aktivität, fanden sie heraus, dass der tägliche Energieverbrauch vergleichbar ist mit bewegungsarmen Personen in den USA, was ihn zum Nachdenken brachte:

►”The Hadza are incredibly active, walking long distances each day and doing a lot of hard physical work as part of their everyday life,” Pontzer says. “Despite these high activity levels, we found that they had similar daily energy expenditures to people living more sedentary, modernized lifestyles in the United States and Europe. That was a real surprise, and it got me thinking about the link between activity and energy expenditure.”

Gemessen wurde der Energieverbrauch von hunderten Frauen und Männern. Man sah einen schwachen Effekt von Aktivität auf den Energieverbrauch. Laut Pontzer hatten Personen mit moderater Aktivität einen erhöhten Energieverbrauch (200 Kalorien mehr als bewegungsarme Personen). Aber mehr Aktivität brachte nicht mehr. Die Gründe dafür wären interessant. Kompensieren wir dadurch, dass wir durch mehr Bewegung an anderer Stelle sparen? Sei es, dass wir z.B. dann mehr sitzen (statt stehen) oder gibt es andere körperliche Anpassung im Stoffwechsel?

Fred Muggs schrieb mir, in Bezug auf seine Meinung, in einer kurzen aber guten Zusammenfassung, dass Pontzer davon ausgeht, dass der Energieumsatz/ Energieverbrauch durch körperliche Bewegung bis zu einem bestimmten Punkt linear ansteigt, dann aber konstant bleibt. D. h., dass mehr Bewegung bis zu einem bestimmten Punkt den Energieumsatz erhöht. Ab diesem Punkt greifen dann adaptive Mechanismen (z. B. weniger NEAT, geringerer GU). NEAT steht hier für Alltagsaktivitäten (Sport hier nicht dabei) und GU für Grundumsatz.

Dies ist auch, was die Arbeit dazu sagt, da z.B. Farmer einen uns ähnlichen Verbrauch haben, obwohl sie sich mehr bewegen. Wie erwähnt, hat man dann an verschiedenen Orten (Ghana, Südafrika, Seychellen, Jamaika und Vereinigte Staaten) diese Dinge untersucht. Energieverbrauch/Grundumsatz wurde gemessen und auch die körperliche Aktivität.

►,,Rather than increasing linearly, in the dose-dependent manner predicted by Additive total energy expenditure models, the relationship between physical activity and total energy expenditureADJ plateaued over the upper range of CPM/d, representing n=92 to 99 subjects, roughly 30% of the dataset‘‘

Man sah, wurde schon beschrieben oben, ein Plateau irgendwann. Es wirkt wie ein Set-Point, den wir für das Gewicht kennen. Auch dieses Design ist nicht ohne Limitation in Bezug auf Messungen aber ist interessant.

Wie Gain of Science auf seiner Facebookseite geschrieben hat [5][6], gibt es die ActivityStat Hypothese, die beschreibt, dass Änderungen in totaler körperlicher Aktivität / Energieverbrauch in einer Komponente durch Änderungen in einer anderen Komponente kompensiert werden.

Auch in diesen Arbeiten geht es um eine Art Set-Point, um den sich Energieverbrauch/körperliche Aktivität dreht. Was sagt eine neuere Arbeit zum Thema [6]?

Dort rein, dort raus?
Auch hier benennt man Vorteile von mehr Bewegung und Sport, dass es aber Evidenz gibt, dass es Anpassungen (Verhalten oder physiologisch) gibt als Antwort auf mehr Bewegung, die einen gewünschten erhöhenden Effekt für den Energieverbrauch vermindert. Wie wirkt sich Training auf körperliche Aktivität aus und auf den Verbrauch, welcher sich u.a. Zusammensetzt aus Ruheumsatz (etwas höher als Grundumsatz), thermischen Effekt der Ernährung, NEAT (Alltagsaktivität und Kleinstbewegungen, wie das Zappeln) und Sport. NEAT und Sport zusammengefasst hier als PAEE (Physical Activity Energy Expenditure). Dies alles ergibt den Gesamtverbrauch (TDEE).

In dieser Review ging es um die Wirkung von Sport auf die PAEE und Aktivitäten, die nichts mit Sport zu tun haben im Alltag. Wenn ich dort Dinge hochfahre, fahren dort Dinge herunter und am Ende bleibt +-0? Auch hier wird Pontzers Arbeit erwähnt, die ein Plateau suggeriert. Über einem gewissen Schwellenwert hätte mehr Aktivität nicht mehr Verbrauch zur Folge.

Was wären die Gründe und Mechanismen für eine kompensatorische Anpassung und wo liegen Unterschiede?

►Gibt es Sensoren?
►Gibt es ein Kontrollzentrum?
►Variiert die Schwelle und/oder Mechanismen zwischen Übergewichtigen/Schlanken oder Alten/Jungen?
►Welche Rolle spielt die Art des Trainings?
►Ist die Tageszeit wichtig für den Einfluss von Sport/Training auf den Gesamtverbrauch?

Manche Tiere scheinen eine Art Energiebudget zu haben und das Verhalten könnte sich anpassen, wenn diese Budget überschritten wird – Anpassungseffekt.

Mathot und Dingemanse haben drei Modelle aufgestellt, wie das passieren könnte:

1)Allocation Model: Hier ist das gesamte Energiebudget eingeschränkt und es passiert Anpassung (z.B. NEAT passt sich an). Co-Faktoren könnten Alter, Trainingsvolumen, Geschlecht sein

2)Independet Model: Veränderungen im Energieverbrauch hätten keinen Einfluss auf Energiebudget (z.B. Sport erhöht Energieverbrauch zusätzlich – TDEE)

3)Performance Model: Erhöhung des basalen Stoffwechsels spiegelt die erhöhte Kapazität, Energiespeicher zu mobilisieren

Beim Menschen ,,könnten‘‘ alle Modelle greifen. Laut dieser Arbeit haben Version 1 (Allocation Model) und das Constrained Model Gemeinsamkeiten (allocation of energy) und Unterschiede. Ein Unterschied wäre, dass Modell 1 sagt, dass Veränderungen in Bezug auf den Ruheumsatz zu Verhaltensveränderungen führen aber das Constrained Model besagt, dass Verhalten zu Veränderungen für Komponenten (für einen oder mehrere) des Gesamtverbrauchs (TDEE) führt.

Beispiel für Anpassungseffekt:
Bei Trainierten Personen, die für einen Halbmarathon trainieren (Wochen), gab es ein Plateau der TDEEs und das trotz mehr Volumen am Ende der Vorbereitung.

►,,Despite an increase in training volume during this period, TDEE plateaued in both men (14.6 vs. 13.9 MJ d 1) and women (10.4 vs. 10.2 MJ d 1).‘‘
Dann dazu noch Jäger und Sammler (Daten z.B. aus Afrika), die keinen Unterschied der TDEE zeigen Vs. uns in Europa, obwohl mehr körperliche Aktivität. Dazu noch Pontzers Arbeit (mehr Aktivität = Energie, die verbraucht wird für andere Funktionen wird geringer)

Alles Support für das Contrained Modell.

►,,support the hypothesis that TDEE is constrained in humans‘‘

Personen, die diese Aktivitätsschwelle nicht erreicht haben, könnten einen additiven Effekt auf den Gesamtverbrauch haben (mehr Verbrauch). Es könnte aber auch alternative Modelle geben, bei denen ein System oder mehrere Systeme sich anpassen bei viel Sport. Darunter dann vielleicht Systeme für Reproduktion, Immunfunktion, Thermoregulation, Reparationsprozesse, etc., die sich anpassen. Hier könnten sich also mehr Optionen anpassen und nicht nur Ruheumsatz, thermischer Effekt der Ernährung, NEAT.

Also, auch wenn sich mehr Aktivität empfiehlt, könnte geplanter Sport zu kompensatorischen Veränderungen führen, die das Verhalten und Physiologie betreffen und somit eine Erhöhung des Gesamtverbrauchs (TDEE) mindern.
Wer länger geht, bleibt länger liegen – Viel Aktivität hier, führt dazu, dass andere Aktivitäten weniger werden.

►,,That is, there was an increase in both energy expenditure and physical activity with a programmed exercise intervention and no evidence of compensation either in non-programmed activity or in resting metabolic rate. These findings were consistent across multiple outcome measures.‘‘

Zum Schluss noch ein paar Sätze zur ActivityStat Hypothese [7], was Dr. Thomas Rowland 1998 schon beschrieb. Erhöht man seinen Energieverbrauch oder Aktivität in einem Bereich, dann kompensiert ein anderer Bereich (Verhaltensaspekt des Contraint Energy Models, um Aktivität konstant zu halten über Tag).

Es sei ein Set Point für körperliche Aktivität und Energieverbrauch, ein Wert, den der Körper halten will. Die Arbeit gibt an, dass der methodische Ansatz vieler Studien nicht optimal sei (Dauer oder Messmethode). In der Arbeit aus dem Jahr 2016 testete man die Hypothese. 6 Wochen Training und ihr Effekt auf Energieverbrauch und körperliche Aktivität. Hier gab es keine Evidenz für die ActivityStat Hypothese. Auch hier einige Limitationen. Waren sie vielleicht unter dem Schwellenwert, bei dem noch keine Kompensation zu beobachten ist? Auch Messungen (Technik) gibt die Studie als Limitation an.

Ich schließe mit dem Fazit aus Arbeit [6], welche die Evidenz darin sieht, dass regulärer, geplanter Sport zu kompensatorischen Veränderungen (Verhalten und/oder physiologisch) führt, die den erwarteten erhöhenden Effekt (TDEE) abschwächt, besonders bei hohen Leveln an körperlicher Aktivität:

►,,As summarized in this review, emerging evidence suggests that adoption of regular, structured exercise leads to compensatory changes in behavior and/or physiology that may attenuate the expected increases in TDEE, particularly at higher levels of PA.”

[1] Low levels of physical activity are associated with dysregulation of energy intake and fat mass gain over 1 year http://ajcn.nutrition.org/content/102/6/1332.abstract
[2] Energy intake/physical activity interactions in the homeostasis of body weight regulation. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15387474
[3] Constrained Total Energy Expenditure and Metabolic Adaptation to Physical Activity in Adult Humans https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26832439
[4] Why you won’t lose weight with exercise alone https://www.eurekalert.org/pub_rel…/2016-01/cp-wyw012016.php
[5] The ActivityStat hypothesis: the concept, the evidence and the methodologies. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23329607
[6] The effect of exercise on non-exercise physical activity and sedentary behavior in adults. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28164451
[7] Testing the activitystat hypothesis: a randomised controlled trial https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5004298/