Проучване оспорва 130-годишен стандарт за определяне на калориите в храната

Изследователи са разработили нов математически модел, наречен DAMM, който проследява как чревните бактерии допринасят за калориите, които организмът абсорбира от храната, нещо, което 130-годишната формула на Атуотър - стандартен научен метод, използван за изчисляване на наличните калории в храната - не може да направи точно.

В малко контролирано проучване, DAMM превъзхожда метода на Атуотър, постигайки 96% точност спрямо 88%, като прогнозите са много по-близки до действително измерените.

Формулата на Атуотър често подценява усвояването на калории, пристрастие, което изследователите свързват с неспособността ѝ да отчита произведените от бактерии мастни киселини, когато приемът на фибри е нисък.

Някои чревни микроби, произвеждащи метан, изглежда живеят в биофилми по чревната стена, а не в изпражненията, което означава, че стандартните тестове за микробиом може значително да подценяват техните популации.

Всеки етикет за хранителна стойност е изграден върху един и същ набор от стойности: 4 калории на грам протеин, 4 на грам въглехидрати, 9 на грам мазнини. Тези числа водят началото си от формули, разработени в края на 19-ти век, известни като факторите на Атуотър, и те са били истинско научно постижение за времето си. Проблемът е, че те третират човешката храносмилателна система като обикновена пещ, която обработва храната по един и същи начин при всеки човек, всеки път.

Екип изследователи сега е изградил математически модел, който отчита това, което старият метод игнорира, и в малко контролирано проучване резултатите им показват, че вековната формула е давала грешки в математиката, особено при типичната западна диета.

Наречен DAMM (Dispozicija, Absorption, and Microbial Metabolism - Храносмилане, Абсорбция и Микробен Метаболизъм), новият модел проследява енергията на храната стъпка по стъпка, докато тя преминава през храносмилателната система, от първата хапка през това, което се абсорбира в долната част на червата, и това, което се отделя. Учени от Държавния университет на Аризона и Института за транслационни изследвания AdventHealth са провели изследването, публикувано в списание PLOS ONE.

Чревните бактерии активно разграждат несмилаемата храна, особено фибрите и устойчивото нишесте, произвеждайки малки молекули, наречени късоверижни мастни киселини, които организмът абсорбира и използва за енергия. Атуотър приема, че този микробен принос е еднакъв за всички, независимо от диетата или индивида. DAMM показва, че това предположение е погрешно.

Как учените тестват калорийния модел DAMM

За да тестват DAMM, изследователите са използвали данни от предишно клинично проучване, включващо 17 здрави мъже и жени. Всеки участник е консумирал две много различни диети в рандомизиран ред, като всеки човек е служил като собствена сравнителна точка, за да се контролират разлики като възраст, пол и етническа принадлежност.

Едната диета е била от пълноценни храни, изградена с големи количества фибри и устойчиво нишесте - видовете въглехидрати, които преминават през тънките черва предимно несмилаеми и служат като гориво за чревните бактерии. Другият вариант диета е бил западен тип: богата на преработени храни и бедна на фибри. И двете са прецизно калибрирани, за да отговарят на индивидуалните енергийни нужди на всеки участник, приготвени в специална кухня и наблюдавани за повече от 99% спазване на диетата. Участниците прекарват 11 дни на всяка диета в дома си, след което 11 дни в специално оборудвано съоръжение, където изследователите измерват енергийния им разход. Период на "очистване" от поне 14 дни разделя двете фази.

Изследователите са измерили колко енергия участниците действително са абсорбирали, като са анализирали фекални проби, събрани в продължение на шест дни, и са проследили производството на метан в продължение на 23 часа в метаболитна камера с размерите на стая. Те също така са измерили колко време е необходимо на храната да премине през дебелото черво, използвайки електронна капсула за поглъщане. Генетичното тестване на фекални проби е идентифицирало популации от микроби, произвеждащи метан, в червата.

Нов калориен модел, наречен DAMM, отчита чревните бактерии и превъзхожда формулата на Атуотър, използвана на всеки етикет за хранителна информация. Кредит: StudyFinds

Стара формула срещу нов модел: Колко голяма е разликата?

Когато изследователите сравняват прогнозите на DAMM с действителните измервания, подобрението спрямо Атуотър става очевидно. DAMM постигна съвпадение между прогнозираната и измерената абсорбция на енергия от 96%, в сравнение с 88% за Атуотър. Измерени в gCOD, единица химическа енергия в храната, прогнозите на Атуотър се отклоняват средно с около 22 единици на ден, докато тези на DAMM се отклоняват само с около 2,5.

По отношение на западната диета, Атуотър постоянно е подценявал количеството енергия, което участниците всъщност са абсорбирали, статистически значимо отклонение, което при DAMM не се наблюдава. Изследователите предполагат, че това се случва, защото старият метод подценява енергийния принос на късоверижните мастни киселини, произвеждани от чревните бактерии, особено при диети, където фибрите са оскъдни.

Чревните микроби може да се крият в биофилми, изкривявайки стандартните тестове

Някои хора притежават микроби, произвеждащи метан, в червата си и когато изследователите се опитват да оценят тези популации, използвайки фекални проби, прогнозите на DAMM за метана се оказват много погрешни, поне десет пъти по-ниски от действителните измервания.

Изследователите твърдят, че много от тези микроби може да се задържат в биофилм близо до чревната лигавица, където стандартните фекални проби не биха забелязали голяма част от популацията им. Когато моделът е коригиран, за да приеме, че истинската популация е по-голяма, отколкото предполагат фекалните проби, прогнозите се подобряват драстично - от лошо съвпадение до 76% съвпадение с измереното отделяне на метан.

Някои микроби, произвеждащи метан, са свързани в други изследвания със състояния, включително затлъстяване и анорексия, въпреки че механизмите все още не са изяснени. Ако тези организми са вградени близо до чревната лигавица, а не в чревното съдържимо, това положение би могло да усили взаимодействията им с организма по начини, които стандартните изследвания на микробиома, базирани на изпражнения, постоянно биха пропуснали.

Различията в микробиома могат да обяснят защо една и съща диета работи различно за различните хора

Известно е, че съставът на чревния микробиом варира в зависимост от пола, възрастта, расата, географията, генетиката и здравословното състояние.

Модел, който отчита какво всъщност правят тези микроби, вместо да третира техния принос като фиксиран и идентично за всички, би могъл да помогне на изследователите евентуално да разберат защо една и съща диета води до различни резултати при различните хора. DAMM все още трябва да бъде валидиран в проучвания, разработени специално за загуба или наддаване на тегло, преди този потенциал да може да бъде потвърден, но това е първият модел, създаден, който задава този въпрос сериозно.

Справка: Modeling the microbial contribution to human energy balance using the Digestion, Absorption, and Microbial Metabolism (DAMM) model; Taylor L. Davis, Blake Dirks, Elvis A. Carnero, Karen D. Corbin, Steven R. Smith, Andrew Marcus, Rosa Krajmalnik-Brown, Bruce E. Rittmann;  PLOS ONE , Published: May 27, 2026; https://doi.org/10.1371/journal.pone.0347668

Източник: Have We Gotten Calories Wrong All This Time? Study Challenges 130 Years Of Nutrition Science, StudyFinds 

Още по темата

21/04/2026

Медицина

Защо фруктозата се държи повече като хормон и по-малко като източник на калории

05/06/2024

Технологии

AI проследява всяка ваша лъжица и може да ви брои калориите

22/09/2020

Животът

Калории или макронутриенти? Експерт обяснява кое е по-добре да следим при режим

09/11/2018

Животът

По кое времето на деня изгаряме най-много калории