Why Diets So Frequently Fail
Article Date: 11 Mar 2009 - 6:00 PDT
If a person consumes more calories than he or she uses, they gain weight. If this continues over time, they become obese. All they should need to do, then, is reverse the whole process by restricting calories and/or expending more of them until a healthy body weight is restored.
If it were so simple, 5.5 million Canadians would not be obese. And the diet book industry would be bankrupt.
Unfortunately, eating too much does more than add pounds. It changes the chemistry of the brain, says Dr. William Colmers, Professor of Pharmacology at the University of Alberta.
"If you go on a diet when you're overweight or obese, in most cases your brain will think you're starving," says Dr. Colmers, who leads the CIHR Team in the Neurobiology of Obesity. "The brain has a set point, like a body weight thermostat, that's been shifted. That's why diets don't work."
Dr. Colmers uses electrophysiology and digital imaging in slices of rat and mouse brain to study how nerve cells use neurotransmitters to send and receive messages. He believes two key neurological components - the hedonic (reward) system that leads us to prefer ice cream over vegetables and the homeostatic (stabilizing) system that regulates the intake of calories in relation to the output of energy - are, essentially, out of sync.
"The homeostatic system is the body's way of keeping the balance between energy consumed and energy expended in check. It can regulate body weight with extreme accuracy - to within a slice of cucumber a day. But a high-fat or high-calorie diets can throw the homeostatic system off permanently."
In examining how the two systems interact, Dr. Colmers and colleagues are focusing on Neuropeptide Y (NPY), a short protein that acts as a chemical messenger and is involved in eating behaviour.
Sorting it out, however, will not be easy. NPY does much more than help regulate appetite. It also affects anxiety, sleep patterns and sexual arousal. Blocking it from fulfilling its function in triggering appetite could affect those other roles.
Other research efforts to manipulate neurotransmitters have met struggles. A drug called Acomplia, which inhibits the CB1 cannabinoid receptors in the brain to help curb appetite and promote weight loss, was linked it to "statistically, significantly increased suicidality" by an advisory panel to the U.S. Food and Drug Agency. In late 2008 the European Medicines Agency recommended a temporary suspension of marketing authorization of Acomplia for obese and overweight patients and it was withdrawn.
Dr. Colmers says it's important to take a larger look - studying how neurological systems interact. "Everything is tied into everything else in the brain," says Dr. Colmers. "There are very few things that work in isolation."
Medical science needs a better understanding of how the brain circuitry affects obesity, says Dr. Arya Sharma, Scientific Director of the Canadian Obesity Network.
"Most people fail to realize how complicated the behavior associated with obesity is. Dr. Colmers' work is a perfect example of how fundamental research can inform issues in clinical practice."
The Study
Dr. Colmers and his colleagues (see list below) are working on the theory that persistent activation of the hedonic (reward) system in the brain permanently changes defended body weight or "set point."
Using animal models, the researchers will investigate how prolonged stimulation of the hedonic system affects the homeostatic regulation that balances calories consumed with calories burned.
This five-year project will provide a clearer picture of how obesity changes the brain and what can be done to prevent or reverse it.
CIHR Team on the Neurobiology of Obesity
- Dr. William F. Colmers, Department of Pharmacology, University of Alberta (Principal Investigator)
- Dr. Alain Dagher, Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal (Co-PI)
- Dr. Alastair V. Ferguson, Department of Physiology, Queen's University, Kingston ON (Co-PI)
- Dr. Keith A. Sharkey, Department of Physiology and Biophysics, University of Calgary, Calgary AB (Co-PI)
Why do we get fat?
While environmental factors play a significant role in obesity, evolution shares a large part of the blame, says Dr. Colmers. He sketches a 13,000-years-ago scenario to make his case:
"Suppose you're a hunter-gatherer and you're out on the plains and living from hand to mouth. You stumble on a mastodon that's checked out and it's just waiting there to be eaten. There are maybe 20 people in your tribe. You can't freeze the mastodon because you don't have a freezer. There's no means of preserving food, so how do you carry it around with you? You eat it. You sit there and eat and eat and eat until it's gone or you've consumed as much as you possibly can. And then you carry it around in a sterile form as fat. This is a handy thing, this particular gene is a successful adaptation for survival."
Unfortunately, most of us are no longer hunter-gatherers and we are not living on a high-protein mastodon diet. We eat high-fat, high-calorie foods that we, sometimes, don't even get out of our cars to snare, let alone chase around the plains. Our lifestyles may have changed, but our genes haven't. We are still genetically predisposed to store the food, in the form of fat, to get us through the lean times.
Canadian Institutes of Health Research
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¿Por qué las dietas fallan frecuentemente?
11 Mar 2009 - 6:00 PM
Si una persona consume más calorías de las que suele consumir, se gana peso. Si continúa haciéndolo, se vuelve obeso. Todo lo que necesita hacer cuando ya se tiene sobrepeso es revertir todo el proceso que se utilizo para engordar restringiendo las calorías y/o gastando una gran cantidad de ellas hasta que el cuerpo llegue a un peso saludable.
Si fuera tan simple, 5.5 millones de canadienses no serian obesos y la industria de libros para dietas se iría a la bancarrota.
Desafortunadamente, el comer demasiado hace más que simplemente subir unos kilos, cambia la química del cerebro, según dice el Dr. William Colmers, Profesor de Farmacología de la Universidad de Alberta.
?Si haces una dieta cuando estas con sobrepeso u obeso, en la mayoría de lo casos el cerebro va a pensar que estás privándote de comer? dice el Dr. Colmers, quien conduce el grupo CIHR en la neurobiología de la obesidad. ?El cerebro tiene un punto de saciedad, como un termostato del peso, que ha sido cambiado, y es por eso que las dietas no funcionan?
El Dr. Colmers usa la electrofisiología y las imágenes digitales en ratas y ratones, observando su cerebro, para estudiar como las celular nerviosas usan los neurotransmisores para enviar y recibir mensajes. Él cree en dos componentes neurológicos claves: el sistema hedónico que nos hace preferir el helado en vez de los vegetales y el sistema homeostático que regula la entrada de calorías en relación con el gasto de energía.
?El sistema homeostático es la forma en la que el cuerpo mantiene el balance de la energía consumida y la energía gastada. Puede regular el peso del cuerpo con extrema exactitud. Pero una dieta con muchas calorías o muchas grasas puede tirar abajo el sistema homeostático permanentemente.
Al examinar cómo interactúan los dos sistemas, el Dr. Colmers y sus colegas están enfocados en los Neuropéptidos Y (NPY), una pequeña proteína que actúa como un mensajero químico y esta relacionada con el apetito.
Los NPY hacen mucho mas que regular el apetito, también afectan la ansiedad, los patrones del sueño y el despertar sexual. Por lo tanto, si se le impide realizar su función de despertar el apetito puede afectar todos los otros papeles.
Otros esfuerzos de investigacion para manipular neurotransmisores han causado discordias. Una droga llamada Acomplia, que inhibe el receptor CB1 cannabinoide en el cerebro para ayudar a detener o disminuir el apetito y promover la perdida de peso estaba ligada según las estadísticas a ?incrementar el suicidio significativamente? según un aviso de la Agencia de Drogas y comida de EE.UU. En el 2008 la Agencia de medicinas europea recomendó la suspensión de la distribución del medicamento Acomplia para pacientes obesos y con sobrepeso, el cual fue retirado.
El Dr. Colmers dijo que es importante investigar más a fondo, estudiando como los sistemas neurológicos interactúan. ?Todo esta atado en todo lo demás del cerebro? dice el Dr. Colmers. ?Hay muy pocas cosas que trabajan aisladas dentro del cuerpo?
La ciencia medica necesita un mejor entendimiento de como los circuitos del cerebro afectan la obesidad, dice la Dra. Arya Sharma, Directora científica del red obesidad canadiense.
?La mayoría de la gente falla al darse cuenta cuan complicada es la asociación del estado de animo con la obesidad?. El trabajo del Dr. Colmers es un ejemplo perfecto de cómo las investigaciones fundamentales pueden informar y ayudar en la práctica clínica?.
La investigación
El Dr. Colmers y sus colegas trabajan en la teoría de que la constante activación del sistema hedónico en el cerebro cambia el peso del cuerpo o cambia el ?punto de saciedad? del cerebro.
Basándose en modelos de animales, los investigadores investigarán cuan prolongado debe ser la estimulación del sistema hedónico para que afecte la regulación del sistema homeostatico que equilibra las calorías consumidas con las calorías que se queman.
Este proyecto de cinco años proveerá una imagen clara de como la obesidad cambia el cerebro y que se puede hacer par prevenirlo o revertirlo.
Grupo CIHR de Neurobiología de Obesidad.
- Dr. William F. Colmers, Departmento de Farmacología, Universidad de Alberta.
- Dr. Alain Dagher, Instituto Neurológico de Montreal, Universidad Mc. Gill, Montreal.
- Dr. Alastair V. Ferguson, Departmento de Fisiología, Universidad de Queen, Kingston ON.
- Dr. Keith A. Sharkey, Departamnete de Fisiologia y Biofísica, Universidad de Calgary, Calgary AB.
Por qué engordamos?
Mientras los factores medioambientales juegan un rol significativo en la obesidad, la evolución también tiene gran parte de la culpa, según dice el Dr. Colmers. Él describe un escenario hace 13.000 años atrás para presentar este caso:
?Supone que eres un cazador-recolector y te encuentras viviendo sólo de lo que encuentras para comer. Te encuentras con un mastodonte que según vez, se encuentra esperándote para ser comido. Hay alrededor de 20 personas en tu tribu. No puedes congelar el mastodonte debido a que no hay congeladores. No hay medios para preservar la comida, entonces, cómo lo haces para conservarlo? Te lo comes. Te sientas en algún lugar y comienzas a comer hasta que comes lo máximo que puedes comer. Luego, esta comida la llevas en el cuerpo en forma de grasa. Es algo práctico, este particular gen es una exitosa adaptación acertada para la supervivencia?.
Desafortunadamente, la mayoría de nosotros ya no somos Cazadores-recolectores y no vivimos de una dieta alta en proteinas como la carne de mastodonte. Comemos dietas altas en grasas y altas en calorias. Nuestro estilo de vida puede haber cambiado, pero nuestros genes aún no. Todavía estamos geneticamente predispuestos a guardar la comida e forma de grasa.
Instituto Canadiense de Estudios de la Salud.
Grupo 8
Integrantes: Alejandra Bernal G.
Daniela Méndez E.
María Paz González
Página web: http://www.medicalnewstoday.
Día de visita: Miércoles 11 Marzo, 2009
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