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Wie viele Kalorien verbrennen wir, wenn wir versuchen, mathematische Beweise zu verstehen?

Wie viele Kalorien verbrennen wir, wenn wir versuchen, mathematische Beweise zu verstehen?



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Beim Denken verbrennen wir Kalorien. Zum Vergleich: "Und wenn es das richtige Holz und die richtigen Schachgroßmeister mitten in einem Turnier sind, dann verbrauchen sie 6.000 bis 7.000 Kalorien am Tag denkend" von hier aus…

Wie viele Kalorien verbrennen wir, wenn wir versuchen, mathematische Beweise zu verstehen? Wie hängt es von der Darstellung des Beweises ab? Zum Beispiel gibt es viele Beweise für den Satz des Pythagoras, sogar einige ohne Worte…


Nicht viele.

Obwohl feuernde Neuronen zusätzliches Blut, Sauerstoff und Glukose beschwören, ist jeder lokale Anstieg des Energieverbrauchs im Vergleich zur gefräßigen Grundaufnahme des Gehirns winzig. In den meisten Fällen erfordern kurze Phasen zusätzlicher geistiger Anstrengung also etwas mehr Intelligenz als üblich, aber nicht viel mehr. Bei den meisten Laborexperimenten wurden die Freiwilligen jedoch nicht mehreren Stunden anspruchsvoller mentaler Akrobatik ausgesetzt.

-Scientific America Verbrennt wirklich hartes Denken mehr Kalorien?

Unsere Ergebnisse kommen zu dem Schluss, dass die gemessene Ff,ATPase die oxidative Phosphorylierungsrate in ruhenden Rattengehirnen widerspiegelt, dass dieser Fluss eng mit der Änderung des Energiebedarfs bei unterschiedlichen Gehirnaktivitätsniveaus korreliert und dass eine signifikante Menge an ATP-Energie für die „Haushaltung“ benötigt wird “ im isoelektrischen Zustand. Diese Ergebnisse zeigen unterscheidbare Charakteristika des ATP-Stoffwechsels zwischen Gehirn und Herz, und sie unterstreichen die Bedeutung des In-vivo-31P-MT-Ansatzes, um möglicherweise eine einzigartige und leistungsstarke Neuroimaging-Modalität für die nichtinvasive Untersuchung des zerebralen ATP-Stoffwechselnetzwerks und seiner zentralen Rolle in der Bioenergetik bereitzustellen, die mit Gehirnfunktion, Aktivierung und Krankheiten.

-PNAS Eng gekoppelte Gehirnaktivität und zerebrale ATP-Stoffwechselrate


Die Kalorientheorie – beweise es oder verliere es

Im Juni und Juli 2009 wandte ich mich an die British Dietetic Association (BDA), Dietitians in Obesity Management (DOM), den National Health Service (NHS), das National Institute for Clinical Excellence (NICE), das Gesundheitsministerium (DoH), das National Obesity Forum (NOF) und die Association for the Study of Obesity (ASO) alle diese Expertenorganisationen um einen Nachweis der 3.500-Formel (auch bekannt als Kalorientheorie) bitten.

Britische Diätetische Gesellschaft (BDA)

Am 10. Juni habe ich folgende Anfrage an den BDA geschickt: „Ich forsche zum Thema Adipositas und wäre Ihnen sehr dankbar, wenn Sie mir helfen könnten. Können Sie bitte erklären, woher das ‚Ein Pfund Fett enthält 3.500 Kalorien‘ kommt?“

Ich erhielt eine prompte und angenehme Antwort: „Leider haben wir keine Informationen zu dem von Ihnen gewünschten Thema.“ Es wurde mir vorgeschlagen, einen Ernährungsberater zu kontaktieren. Später in diesem Monat war ich zufällig mit mehreren Ernährungsberatern auf einer Adipositas-Konferenz, also fragte ich andere Delegierte und niemand wusste, woher die 3.500-Formel stammte. Niemand wusste, woher die Proportionen der „Eatwell“-Platten kamen. Eine Ernährungsberaterin sagte zu mir: „Sie haben uns zum Nachdenken gebracht, wie viel uns während unseres Trainings nur ‚erzählt‘ wurde, ohne dass es eine Erklärung gab. Eine Gruppe von uns dort drüben weiß nicht einmal, woher die Fünf am Tag kommt.“ (Das kann helfen)

Also schickte ich nach der Konferenz am 29. Juni folgende E-Mail an den NHS: „Ich bin Adipositasforscher und versuche, die Gründe für die Aussage herauszufinden: „Ein Pfund Fett enthält 3.500 Kalorien, also um zu verlieren“. 1 Pfund pro Woche benötigen Sie ein Defizit von 500 Kalorien pro Tag“. Diese spezifische Referenz ist ein wörtliches Zitat aus der Gewichtsverlust-Broschüre der British Dietetic Association. Möchten Sie Gewicht verlieren und es fernhalten? Die BDA-Antwort lautete: „Wir haben keine Informationen zu diesem Thema.“ Da diese Formel die Grundlage aller aktuellen Ratschläge zur Gewichtsabnahme ist, ist es wichtig, sie nachweisen zu können. Können Sie mir bitte mitteilen, woher diese Formel stammt und welche Beweise dafür vorliegen?“

Am 30. Juni erhielt ich eine weitere prompte Antwort: „Leider verfügt unser Lifestyles-Team nicht über diese Informationen und kann Ihnen bei Ihrer Anfrage nicht weiterhelfen. Ich würde vorschlagen, dass Sie sich an das Gesundheitsministerium wenden, um zu sehen, ob sie helfen können.“

Am 1. Juli habe ich den E-Mail-Austausch mit dem NHS an das Gesundheitsministerium weitergeleitet. Ich musste am 6. Juli jagen und bekam dann eine Antwort, dass sie sich innerhalb von 20 Werktagen bei mir melden würden. Inzwischen hatte ich auch NICE angeschrieben (1. Juli) und sie antworteten am 2. Juli, dass sie sich innerhalb von maximal 20 Werktagen bei mir melden würden.

Nationales Adipositas-Forum (NOF)

Am 2. Juli schickte ich dieselbe E-Mail an die NOF und die ASO und erhielt eine sehr prompte E-Mail von der NOF (zwei Stunden später) zurück, die mir vorschlug, die ASO zu kontaktieren. Ich dankte der NOF dafür, wies aber darauf hin, dass ihre eigene Website die 3.500-Formel wörtlich zitiert und auch das folgende klassische Beispiel enthält: „Ein einfacher Keks mit 50 Kalorien weniger pro Tag könnte Ihnen helfen, 2,3 kg (5 Pfund) in ein Jahr – und ein zusätzlicher Keks bedeutet, dass Sie das in einem Jahr gewinnen können!“ Seitdem habe ich nichts mehr von der NOF gehört. Ich schickte Dr. David Haslam, NOF-Vorsitzender, am 6. Juli eine E-Mail mit dem Anhang An Essay on Obesity, den ich geschrieben hatte, für sein Interesse und seinen Kommentar. Am 10. Juli schickte ich auch Dr. Haslam meinen Austausch mit der ASO, damit Informationen ausgetauscht werden konnten.

Vereinigung zur Erforschung von Fettleibigkeit (ASO)

Die Antwort der ASO war bei weitem die hilfreichste, aber sie konnte die 3.500-Formel immer noch nicht beweisen. Meine Anfrage wurde an die Vorstandsmitglieder verteilt und zwei haben freundlicherweise geantwortet:

Eine Antwort war: „Die grundlegende Biologie sagt uns, dass 1 kg reines Fett, umgewandelt in Energie = 9000 kcal, 1 Pfund reines Fett = 0,453 kg = 4077 kcal. Die Annäherung an 3500 kcal basiert auf der Annahme, dass „Fettgewebe“ nicht zu 100 % aus Fett besteht (etwas Wasser und etwas mageres Gewebe). Daher 1 Pfund reines Fett zu verlieren = 4077 kcal Defizit oder 1 Pfund Fettgewebe im Körper = ca. 3500 kcal Defizit. Dies entspricht 500 kcal pro Tag, um 1 Pfund in einer Woche zu verlieren. Dies wurde durch zahlreiche Studien mit Ganzkörperkalorimetrie belegt.“ Für diese „zahlreichen Studien“ wurden keine Quellen angegeben. Ich habe am 21. Juli und erneut am 11. August nach „sogar eine Adipositas-Studie, die diese Formel beweist“ gefragt und nichts zurückbekommen.

Sie können ohne großen Aufwand 1 Pfund = 2.843 Kalorien oder 3.752 Kalorien herstellen. (Dieser Fehler könnte einen Gewichtsverlust von zwei Kilo oder eine Zunahme von sechs Kilo pro Jahr haben, wenn einer dieser Unsinne wahr wäre.) (Bitte beachten Sie die Fußnote für die Berechnung).

Das ASO-Mitglied verwendet das Wort „Approximation“, ebenso wie viele Verweise auf die Kalorienformel, sodass die Anzahl der Variablen möglicherweise anerkannt wird. Die folgenden Ernährungsempfehlungen berücksichtigen dieses Wort „Annäherung“ jedoch nicht. Nehmen wir nur eine Variante – der Unterschied zwischen 3.555 und 3.500 entspricht fünf bis sechs Pfund pro Jahr (Fußnote). Die NOF warnt davor, dass das Essen oder Nichtessen eines Kekses pro Tag dazu führen kann, dass eine Person in einem Jahr fünf Pfund zunimmt oder verliert. Nun, die ungenaue Formel kann dies auch ohne jegliche Keksbeteiligung tun. Wenn 3.555 und nicht 3.500 richtig sind (obwohl es für beide Formeln keinen Beweis gibt), hätte dies in den letzten 30 Jahren (der Adipositas-Epidemie-Periode) einen Unterschied von 172 Pfund gemacht. Glücklicherweise wäre der Fehler „zu unseren Gunsten“, so dass wir alle in der Lage gewesen wären, fast 11.000 Kekse zu essen und damit durchzukommen oder über 12 Steine ​​leichter zu sein.

Die zweite Antwort der ASO waren „Beweise“ von NICE und ein Weblink zum vollständigen NICE-Dokument Management of obesity: Full Guidance, Dezember 2006. Als spezifischer Beweis wurde eine Studie (Tabelle 15.14) mit 12 Probanden mit einem Defizit von . angeboten 600 Kalorien pro Tag, wobei das Ergebnis „eine Veränderung von ca. Die mediane Gewichtsveränderung über alle Studien hinweg betrug etwa -4,6 kg (Bereich -0,60 kg bis -7,20 kg) bei einer 600-kcal-Defizitdiät oder einer fettarmen Ernährung und +0,60 kg (Bereich +2,40 kg bis -1,30 kg) bei der üblichen Pflege.“ .

Also, lassen Sie mich das verstehen, die Leute mit dem 600-Kalorien-pro-Tag-Defizit (der NICE-Empfehlung) waren 5 Kilogramm leichter als diejenigen, die dies „nach 12 Monaten“ nicht taten. Bei Anwendung der mathematischen Grundformel sollten diese 12 Personen jeweils 600*365/3.500 = 62,57 Pfund Fett verloren haben. Keine Unze (Fett) mehr oder weniger. UND, es hätte keine Spannweite der Ergebnisse geben sollen – jeder hätte genau das gleiche verloren haben (das passiert mit einer mathematischen Formel). Am wenigsten verlor jemand (sagen wir alles in Pfund) war 0,8 Pfund und das meiste, was jemand verlor, war 17,2 Pfund. Selbst der höchste Gewichtsverlust war 45 Pfund niedriger, als er hätte sein sollen. Auch hier dreht sich alles um Fett – wir haben noch nicht einmal angefangen, uns mit Muskel- oder Wasserverlust zu beschäftigen. Dies ist auch eine Studie mit 12 Personen. Es gibt 1,1 Milliarden übergewichtige Menschen auf der Welt und wir können keine Formel mit 12 von ihnen beweisen.

In Tabelle 15.14 waren 15 weitere Studien aufgeführt, von denen 10 Daten enthielten, wo über einen bestimmten Zeitraum ein Kaloriendefizit entstanden war. Dadurch konnte ich analysieren, was der Gewichtsverlust hätte sein sollen (mit der 3.500-Formel) und was der durchschnittliche Gewichtsverlust tatsächlich war (aus den Studiendaten). Auch hier gab es in jeder einzelnen Studie ein breites Spektrum an Ergebnissen (was bedeutet, dass die Formel an sich versagt hat). In allen anderen zehn Studien war der tatsächliche Gewichtsverlust um ein Vielfaches von dem entfernt, was der Gewichtsverlust hätte sein sollen. Die kleinste Lücke zwischen dem tatsächlichen Gewichtsverlust und dem Gewichtsverlust „sollte passieren“ (gemäß der Formel) betrug 28,7 Pfund (wir ignorieren weiterhin Wasser, um der Formel eine Chance zu geben). Auf der anderen Seite lag der größte Unterschied zwischen dem Fett, das hätte verloren werden sollen, und dem Fett, das verloren wurde, bei 143,9 Pfund.

Gesundheitsministerium (DoH)

Ich verstand noch die immensen Auswirkungen von all dem, als am 21. Juli die Antwort des DoH eintraf, in der es hieß: „Das Ministerium ist sich der Gründe für die Gewichtsformel, auf die Sie sich beziehen, nicht bewusst.“ Machen Sie eine Sekunde Pause – das Gesundheitsministerium der britischen Regierung hat keine Ahnung, woher ihre Gründungsempfehlung zur Ernährung stammt. Freundlicherweise schlugen sie eine andere Leitung vor (Dietitians in Obesity Management UK (DOM UK) – eine Fachgruppe der British Dietetic Association), die ich am 24. Juli weiterverfolgte.

Nationales Institut für klinische Exzellenz (NICE)

Ich habe NICE am 27. Juli gejagt, da die 20 Arbeitstage in meinem Kalender „vor“ waren. Ich schien im Juli zwischen NHS und NICE ausgetauscht worden zu sein, und eine hilfsbereite Frau rief mich zurück, um mir mitzuteilen, dass sie die richtige Abteilung für die Anfrage gefunden habe. Ein paar Tage später kam die Antwort: „Obwohl unsere Leitlinien auf Studien mit 500-Kalorien-Defizit-Diäten verweisen, haben wir keine Informationen über die Begründung hinter der Aussage ‚Ein Pfund Fett enthält 3.500 Kalorien, also 1 Pfund pro Woche abnehmen“. du brauchst ein Defizit von 500 Kalorien am Tag'.“ Das heißt – obwohl wir eine evidenzbasierte Organisation sind, haben wir keine Beweise.

Ernährungsberater im Adipositas-Management (DOM)

Am 10. August erhielt ich eine Antwort von DOM UK: „Ich habe unsere Mitglieder gefragt und diese Antwort wurde zurückgegeben. Es ist eine mathematische Gleichung, 1 Gramm Fett ist 9 kcal, daher entspricht 1 kg Fett 9000 kcal. Es gibt einige Verluste, aber 1 Pfund Fett ist ungefähr 4500 kcal dividiert durch 7 Tage und seine (sic) ungefähr 643 kcal, daher das Defizit.“ Ich ging am 10. August zurück zu DOM UK, um eine Antwort auf den zweiten Teil der Kalorientheorie zu erbitten – wenn so 600 Kalorien entstehen (und ich habe noch nie zuvor gesehen, dass aus 3500 4500 werden), wie können wir dann? sagen mit solcher Zuversicht, dass jedes Mal, wenn dieses Defizit entsteht, ein Pfund verloren geht.

Am 18. August erhielt ich eine Antwort von einem der Mitglieder des DOM UK Komitees: „Meiner Meinung nach kommt es aus der Thermodynamik der Ernährung, wonach ein Pfund Fett 7000 kcal entspricht, also 1 Pfund Fett pro Gewicht zu verlieren Woche benötigen Sie ein Energiedefizit von 7000 kcal pro Woche oder 500 kcal pro Tag. Je nachdem, ob Sie das metrische System und Ihr klinisches Urteilsvermögen verwenden oder nicht, verwenden einige Menschen ein Defizit von 600 kcal pro Tag und andere 500 kcal pro Tag. Es gibt gute Beweise dafür, dass dieses Defizit zu Gewichtsunterschieden von ca. 5 kg nach 1 Jahr führt.“

Dieses Mal hat sich das „benötigte“ Defizit von 3.500 auf „7000“ Kalorien verdoppelt. Oder anders ausgedrückt, aus einem Pfund Fett sind 7.000 Kalorien geworden. Sie können anfangen zu sehen, was ich als Forscher erlebt habe – wie weit diese Formel als Tatsache verwendet wird und wie wenig sie verstanden wird und wie wenige Menschen wissen, wie sie ihre eigene „Fakte“ verwenden können.

In dem Beispiel von Dietitians in Obesity Management, den wichtigsten Befürwortern der Kalorienformel, führt ein Jahr mit einem Defizit von 600 Kalorien pro Tag zu einem Gewichtsverlust von ungefähr 11 Pfund – nicht die 62,5 Pfund Fett allein, die geliefert werden sollten.

Als ich darauf hinwies und vorschlug: „Ich denke wirklich, wir müssen die Grundlage der aktuellen Ernährungsempfehlungen grundlegend überprüfen und aufhören zu sagen ‚um 1 Pfund Fett zu verlieren, musst du ein Defizit von 3500 Kalorien schaffen‘‘, die letzte Antwort, die ich bekam war "Ich denke, ein Schlüssel zu all dem ist, dass der Gewichtsverlust nicht linear zu sein scheint, genauso wenig wie die Gewichtszunahme."

Endlich ein Eingeständnis, dass die Formel keine Tatsachengrundlage hat.

Die angesprochenen Organisationen waren hilfreich und zugänglich, aber keine kann erklären, woher die 3.500 kommen, geschweige denn ihre Gültigkeit nachweisen.

Ich habe eine einfache und vernünftige Bitte. Ich möchte einen Beweis für diese Formel – dass sie jedes Mal genau hält – oder ich möchte, dass sie weltweit aus allen Ernährungsberatungen verbannt wird.

Jeder Beweis muss den Ursprung der Formel angeben. Dann muss der Beweis in allen Fällen gelten. Es muss überwältigende, unwiderlegbare und konsistente Beweise dafür geben, dass jedes Mal, wenn ein Defizit von 3.500 Kalorien entsteht, ein Pfund Fett verloren geht.

Da wir bereits überwältigende Beweise dafür haben, dass ein solcher Beweis nicht erbracht werden kann, ist es nicht genug, dass wir stillschweigend aufhören, diese Formel zu verwenden – sie wird zu häufig als wahr angenommen, um sie einfach unter den Teppich zu kehren. Wir müssen eine öffentliche Erklärung abgeben, die besagt, dass sie nicht gilt und nicht wieder verwendet werden sollte. Wir müssen den Leuten sagen, dass sie es tun werden nicht verlieren ein Pfund Fett für jedes Defizit von 3.500 Kalorien, das sie schaffen. Wir müssen den Leuten sagen, dass es keine Formel gibt, wenn es um Gewichtsverlust geht, und wir haben uns geirrt, wenn wir den Menschen die Hoffnung geben, dass Hungern jedes Jahr zu einem Verlust von 104 Pfund führen wird, allein an Fett.

Diese Berechnung wird wie folgt durchgeführt: Es wird davon ausgegangen, dass eine Person bei einer täglichen Aufnahme von Kalorien, die einem Pfund Fett entsprechen, ihr Gewicht halten kann. Wenn wir glauben, dass ein Pfund 3.500 Kalorien entspricht und tatsächlich ein Pfund 2.843 Kalorien entspricht, würden über ein Jahr 657 „zusätzliche“ Kalorien pro Tag, einfach aus der Formel „falsch liegen“, 239.805 zusätzliche Kalorien ergeben und dies, geteilt durch 2.843 ergibt 84 Pfund oder sechs Steine. Passen Sie die Berechnungen für Frauen an, die normalerweise bei 2.000 Kalorien pro Tag und Männer eher bei 2.600 Kalorien pro Tag bleiben, und die Ungenauigkeit der Formel führt immer noch zu großen Unterschieden.


Einführung

Die Popularität des natürlichen Bodybuildings nimmt rasant zu. In den Vereinigten Staaten fanden im Jahr 2013 über 200 Amateur-Bodybuilding-Wettkämpfe (Drogen getestet) statt, und die Zahl der Wettbewerbe wird voraussichtlich 2014 steigen [1]. Die Vorbereitung auf einen Bodybuilding-Wettkampf beinhaltet eine drastische Reduzierung des Körperfetts bei gleichzeitiger Erhaltung der Muskelmasse. Dies wird typischerweise durch eine verringerte Kalorienaufnahme, intensives Krafttraining und vermehrtes Herz-Kreislauf-Training erreicht. Die Teilnehmer nehmen an zahlreichen Ernährungs- und Nahrungsergänzungsstrategien teil, um sich auf einen Wettbewerb vorzubereiten. Einige haben eine starke wissenschaftliche Grundlage, viele jedoch nicht. Daher besteht der Zweck dieses Artikels darin, die wissenschaftliche Literatur zu Themen zu überprüfen, die für die Ernährung und Nahrungsergänzung für die Vorbereitung von Bodybuilding-Wettkämpfen relevant sind. Ernährungsumstellungen während der letzten Woche zur Verbesserung der Muskeldefinition und -fülle (Peaking) sowie psychosoziale Probleme werden ebenfalls behandelt. Letztendlich werden evidenzbasierte Empfehlungen für Ernährung, Supplementation und Strategien für natürliche Bodybuilder in der “peak Week” gegeben. Abschließend möchte ich sagen, dass dieses Papier keine Trainingsempfehlungen für natürliches Bodybuilding behandelt und die verwendete Trainingsmethodik mit jedem Ernährungsansatz interagiert und dessen Auswirkungen modifiziert.


Die Entwicklung der Mathematik - Die Ägypter und die Babylonier

Natürlich ist diese Einteilung in zwei weite Bereiche ein wenig grob und willkürlich, wobei Statistik und Wahrscheinlichkeit, Topographie, Geometrie und Infinitesimalrechnung allesamt eigenständige Fächer sind. Sie verwenden ihre eigene Sprache und Methoden, so unterschiedlich wie die Biologie von der Physik oder die Psychologie von den Ingenieurwissenschaften. Diese Aufteilung in zwei Disziplinen geht jedoch auf die Entstehung des Faches vor Tausenden von Jahren zurück.

Babylonische Ziffern (Public Domain)

Angewandte Mathematik wurde aus der Not heraus entwickelt, um die Sterne zu beobachten und Kalender zu entwickeln oder architektonische Wunderwerke zu bauen. Die Ägypter entwickelten ein mathematisches System, das auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist, basierend auf der Notwendigkeit einer genauen Vermessung. Ihre Methoden waren funktional und angenähert und verwendeten rohe Gewalt und Versuch und Irrtum, um Lösungen zu finden. Wie ihre großen Denkmäler bezeugen, funktionierte dies für sie und sie brauchten zum Beispiel den Wert von Pi nicht bis auf 40 Dezimalstellen zu kennen, sondern nur eine Näherung, die funktionierte.

Babylon Tontafeln (Creative Commons)

Im Gegensatz dazu begannen die Babylonier mit ihren Fähigkeiten in der Astronomie und der Notwendigkeit, immer genauere Kalender zu entwerfen, sich mit der theoretischen Seite der Mathematik zu befassen und die Beziehungen zwischen Zahlen und Mustern zu untersuchen. Wie die Ägypter gaben sie viel von ihrem Wissen an die Griechen weiter, wobei große Mathematiker wie Thales und Pythagoras von diesen großen Kulturen lernten.


Warum das Verfolgen Ihrer Makros Ihnen einen Vorteil verschafft

Falls Sie sich nicht sicher sind, definieren wir zunächst, was Makros oder Makronährstoffe eigentlich sind.

Es gibt drei wichtige Makronährstoffe: Protein, Kohlenhydrate und Fett. (Der vierte Makronährstoff ist Alkohol.)

Ihr Körper zerlegt die Makronährstoffe, die Sie essen, in Verbindungen, die dazu dienen, Energie zu erzeugen, Körperstrukturen aufzubauen, chemische Reaktionen zu erzeugen und die Freisetzung von Hormonen zu stimulieren. Das bedeutet, dass sie Einfluss darauf haben können, wie Sie sich fühlen, Ihre Leistung erbringen und sich sogar verhalten.

Wenn Sie Makros verfolgen, müssen Sie die Kalorien nicht direkt zählen. Stattdessen protokollieren Sie, wie viele Gramm jedes Makronährstoffs Sie täglich zu sich nehmen.

Das liegt daran, dass jeder Makronährstoff eine bestimmte Anzahl an Kalorien liefert:

  • 1 Gramm Protein = 4 Kalorien
  • 1 Gramm Kohlenhydrate = 4 Kalorien
  • 1 Gramm Fett = 9 Kalorien
  • (1 Gramm Alkohol = 7 Kalorien)

Infolgedessen bedeutet das Tracking von Makros, dass Sie automatisch Kalorien verfolgen. Es ist nur so, dass Sie sicherstellen, dass eine bestimmte Anzahl dieser Kalorien aus Protein, Kohlenhydraten bzw. Fett stammt. Dies ist als Ihr Makronährstoffverhältnis bekannt.

Nehmen wir zum Beispiel an, Sie essen:

  • 30% deiner Kalorien aus Protein
  • 40% deiner Kalorien aus Kohlenhydraten
  • 30% deiner Kalorien aus Fett

Ihr Makronährstoffverhältnis wäre dann: 30:40:30.

Indem Sie Ihr Makronährstoffverhältnis basierend auf Ihrem Alter, Geschlecht, Aktivitätsniveau, Zielen und Vorlieben anpassen, können Sie Ihren Ernährungsplan optimieren.

Wenn Sie versuchen, Gewicht zu verlieren, können Sie einen höheren Proteinanteil zu sich nehmen, da dies dazu beitragen kann, dass Sie sich nach den Mahlzeiten länger satt fühlen. Oder wenn Sie ein sehr aktiver Sportler sind, möchten Sie vielleicht einen höheren Anteil an Kohlenhydraten, um Ihren höheren Energiebedarf zu decken.

Die gute Nachricht: Unser Kalorien-, Portions- und Makrorechner berechnet all das für Sie.

Gerade gib deine Daten ein und innerhalb von Millisekunden erhalten Sie ein Makroverhältnis, das genau auf Sie zugeschnitten ist Ihre Körper, Ziele und Vorlieben. (Außerdem gibt Ihnen der Precision Nutrition Calculator die Möglichkeit, diese Zahlen weiter anzupassen, falls Sie ein anderes Makronährstoffverhältnis ausprobieren möchten.)

Wie das Kalorienzählen hat auch das konventionelle Makro-Tracking seine Schattenseiten. Die vielleicht größte Herausforderung: Da es ein sorgfältiges Abmessen und Wiegen von Lebensmitteln erfordert, werden die meisten Menschen nicht lange daran festhalten.

Viele sagen, dass es sich umständlich anfühlt und sogar die Freude am Essen nimmt. Was seine Wirksamkeit auf sehr kurze Zeiträume beschränken kann. Hier kommt das Handportions-Tracking-System von Precision Nutrition ins Spiel.


Wenn du das Gefühl hast, alles richtig zu machen und trotzdem nicht abnehmen kannst, könnte dies der Grund sein

Verbrauchte Kalorien minus verbrannte Kalorien: Dies ist die einfache Formel für Gewichtsverlust oder Gewichtszunahme. Aber Diätetiker finden oft, dass es nicht funktioniert.

„Für mich ist eine Kalorie eine Maßeinheit, die einem wirklich im Nacken schmerzt.“

Bo Nash ist 38 Jahre alt. Er lebt in Arlington, Texas, wo er als Technologiedirektor für einen Lehrbuchverlag tätig ist. Und er ist 5'10" und 245 lbs - was bedeutet, dass er als fettleibig eingestuft wird.

Um Gewicht zu verlieren, verwendet Nash eine App, um die Kalorien, die er verbraucht, aufzuzeichnen, und ein Fitbit-Band, um die Energie zu verfolgen, die er verbraucht. Diese Tools bringen eine scheinbare Präzision: Nash kann die Kalorien in jedem Cracker, der geknetet und eine Treppe hochgestiegen ist, quantifizieren. Aber wenn es um Gewichtszunahme geht, stellt er fest, dass nicht alle Kalorien gleich sind. Wie viel Gewicht er zu- oder abnimmt, scheint weniger von der Gesamtzahl der Kalorien abzuhängen, sondern mehr davon, woher die Kalorien kommen und wie er sie zu sich nimmt. Die Einheit, sagt er, habe eine "nebulöse Qualität".

Auch Tara Hälle ist fettleibig. Sie bekam ihren zweiten Sohn am St. Patrick's Day im Jahr 2014 und konnte die 70 Pfund, die sie während der Schwangerschaft zugenommen hatte, nicht verlieren. Haelle ist ein freiberuflicher Wissenschaftsjournalist mit Sitz in Illinois. Sie versteht die Wissenschaft der Gewichtsabnahme, sieht sie aber wie Nash nicht in der Praxis. „Aus mathematischer und wissenschaftlicher und sogar viszeraler Ebene ist es sinnvoll, dass sich das, was man hineingibt und was man herausnimmt, gemessen in der diskreten Einheit der Kalorien, ausbalanciert“, sagt Haelle. "Aber so scheint es nicht zu funktionieren."

Nash und Haelle befinden sich in guter Gesellschaft: Mehr als zwei Drittel der amerikanischen Erwachsenen sind übergewichtig oder fettleibig. Für viele von ihnen ist die Diät das Heilmittel: Jeder Dritte versucht zu jedem Zeitpunkt, auf diese Weise Gewicht zu verlieren. Es gibt jedoch zahlreiche Belege dafür, dass Diäten selten zu einer anhaltenden Gewichtsabnahme führen. Das sind teure Ausfälle. Diese Unfähigkeit, die außergewöhnliche Prävalenz von Fettleibigkeit einzudämmen, kostet die Vereinigten Staaten mehr als 147 Milliarden US-Dollar im Gesundheitswesen sowie 4,3 Milliarden US-Dollar an Fehlzeiten und noch mehr an Produktivitätsverlusten.

Das Herzstück dieser Ausgabe ist eine einzelne Maßeinheit – die Kalorien – und eine scheinbar einfache Arithmetik. „Um Gewicht zu verlieren, müssen Sie mehr Kalorien verbrauchen, als Sie zu sich nehmen“, so die Centers for Disease Control and Prevention. Diätetiker wie Nash und Haelle könnten alle ihre Mahlzeiten bei McDonald’s einnehmen und trotzdem abnehmen, vorausgesetzt, sie verbrennen genug Kalorien, sagt Marion Nestle, Professorin für Ernährung, Lebensmittelstudien und öffentliche Gesundheit an der New York University. "Wirklich, mehr braucht es nicht."

Doch so einfach finden Nash und Haelle die Gewichtskontrolle nicht. Und ein Teil des Problems geht weit über die individuelle Selbstkontrolle hinaus. Die Zahlen, die in Nashs Fitbit protokolliert oder auf den Lebensmitteletiketten gedruckt sind, die Haelle religiös liest, sind bestenfalls gute Vermutungen. Schlimmer noch, wie Wissenschaftler zunehmend feststellen, sind einige dieser Kalorienangaben völlig falsch – zum Beispiel um mehr als genug, um die Kalorien, die Haelle verbrennt, durch das Laufen einer zusätzlichen Meile auf einem Laufband auszulöschen. Eine Kalorie ist nicht gleich eine Kalorie. Und unser irriger Glaube an die Macht dieser scheinbar einfachen Messung kann den Kampf gegen Fettleibigkeit behindern.

Das Kalorienzählen beginnt in einem anonymen Bürogebäude in Maryland. Das Gebäude beherbergt das Beltsville Human Nutrition Research Center, eine Einrichtung des US-Landwirtschaftsministeriums. Bei unserem Besuch bereitet das Küchenpersonal das Abendessen für die Studenten vor. Plastiktabletts sind mit Hackbraten, Kartoffelpüree, Mais, Schwarzbrot, einem Schokostückchen, Vanillejoghurt und einer Dose Tomatensaft ausgelegt. Die Mitarbeiter wiegen und verpacken jeden Artikel und fügen manchmal ein zusätzliches zwei Zentimeter großes Stück Brot hinzu, um sicherzustellen, dass der Inhalt eines Tabletts genau dem Kalorienbedarf jedes Teilnehmers entspricht. „Wir bekommen tatsächlich Komplimente für das Essen“, sagt David Baer, ​​ein leitender Forschungsphysiologe der Abteilung.

Die Arbeit von Baer und Kollegen greift auf jahrhundertealte Techniken zurück. Nestlé führt moderne Versuche, Nahrung und Energie zu verstehen, auf einen französischen Aristokraten und Chemiker namens Antoine Lavoisier zurück. In den frühen 1780er Jahren entwickelte Lavoisier einen dreiwandigen Metallkanister, der groß genug war, um ein Meerschweinchen aufzunehmen. Innerhalb der Wände befand sich eine Eisschicht. Lavoisier wusste, wie viel Energie erforderlich war, um Eis zu schmelzen, und konnte die Wärme, die das Tier ausstrahlte, abschätzen, indem er die Wassermenge maß, die aus dem Kanister tropfte. Was Lavoisier nicht bewusst war – und nie Zeit hatte, herauszufinden, dass er während der Revolution auf die Guillotine gebracht wurde – war, dass die Messung der von seinen Meerschweinchen abgegebenen Wärme eine Möglichkeit war, die Energiemenge abzuschätzen, die sie aus der Nahrung gewonnen hatten waren verdaulich.

Bis vor kurzem verwendeten die Wissenschaftler von Beltsville eine im Wesentlichen vergrößerte Version von Lavoisiers Kanister, um den von Menschen verbrauchten Energieverbrauch zu schätzen: ein kleiner Raum, in dem eine Person schlafen, essen, ausscheiden und auf einem Laufband gehen konnte, während Temperatursensoren in die Wände eingelassen maßen die abgegebene Wärme und damit die verbrannten Kalorien. (Wir messen diese Energie jetzt in Kalorien. Grob gesagt ist eine Kalorie die Wärme, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Kilogramm Wasser um ein Grad Celsius zu erhöhen.) Heute wurden diese "direkten" Kalorimeter weitgehend durch "indirekte" ersetzt. heat'-Systeme, in denen Sensoren die Sauerstoffaufnahme und die Kohlendioxid-Exhalation messen. Wissenschaftler wissen, wie viel Energie bei den Stoffwechselprozessen verbraucht wird, die das ausgeatmete Kohlendioxid erzeugen, und können daher rückwärts rechnen, dass beispielsweise ein Mensch, der 15 Liter Kohlendioxid ausgeatmet hat, 94 Kalorien Energie verbraucht haben muss.

Die drei indirekten Kalorimeter der Anlage befinden sich in den Fluren der Forschungsküche. „Sie sind im Grunde nichts anderes als begehbare Kühlboxen, die so modifiziert wurden, dass die Menschen hier leben können“, erklärt der Physiologe William Rumpler, während er uns herumführt. In jedem weißen Zimmer ist ein Einzelbett an die Wand geklappt, daneben eine Toilette, ein Waschbecken, ein kleiner Schreibtisch und ein Stuhl sowie ein kurzes Laufband. Ein paar Schleusen ermöglichen das Hin- und Herleiten von Nahrungsmitteln, Urin, Kot und Blutproben. Abgesehen von diesen Erinnerungen an den Zweck des Raums ähneln die mit Vinylböden und Leuchtstoffröhren beleuchteten Einheiten einem Wohnheimzimmer aus den 1970er Jahren. Rumpler erklärt, dass die Probanden in der Regel 24 bis 48 Stunden im Kalorimeter verbringen und einem stark strukturierten Zeitplan folgen. Ein an der Tür befestigter Hinweis skizziert das Protokoll für die neueste Studie:

18:00 bis 18:45 Uhr – Abendessen,
23:00 Uhr – Späteste Schlafenszeit, obligatorisches Licht aus,
23:00 bis 6:30 Uhr – Schlafen Sie, bleiben Sie im Bett, auch wenn Sie nicht schlafen.

Zwischen den Mahlzeiten, Bluttests und Stuhlgang werden die Bewohner des Kalorimeters gebeten, 30 Minuten lang mit 3 Meilen pro Stunde auf dem Laufband zu laufen. Sie füllen den Rest des Tages mit dem, was Rumpler als „geringe Aktivität“ bezeichnet. „Wir ermutigen die Leute, Strickwaren oder Bücher zum Lesen mitzubringen“, sagt er. „Wenn Sie den Leuten freie Hand lassen, werden Sie überrascht sein, was sie in der Kammer tun.“ Er erzählt uns, dass einer seiner weniger kooperativen Untertanen eine Tüte mit M&Ms geschmuggelt und sich dann selbst verraten hat, indem er sie auf den Boden fallen ließ.

Mit einer Reihe von Bildschirmen direkt vor den Zimmern kann Rumpler jederzeit genau überwachen, wie viele Kalorien jede Person verbrennt. Im Laufe der Jahre haben er und seine Kollegen diese individuellen Ergebnisse aggregiert, um Zahlen für den allgemeinen Gebrauch zu erhalten: wie viele Kalorien eine 120-Pfund-Frau beispielsweise beim Laufen mit 6,0 Meilen pro Stunde verbrennt oder wie viele Kalorien ein sitzender Mann in den 60ern braucht jeden Tag zu konsumieren. Es sind die Durchschnittswerte aus Tausenden von extrem präzisen Messungen, die die Zahlen in Bo Nashs Bewegungs-Tracker liefern und Tara Haelle helfen, ein tägliches Kalorienaufnahmeziel festzulegen, das auf ihrer Größe und ihrem Gewicht basiert.

Das Messen der Kalorien in Lebensmitteln selbst basiert auf einer anderen Modifikation von Lavoisiers Gerät. Im Jahr 1848 erkannte ein irischer Chemiker namens Thomas Andrews, dass er den Kaloriengehalt schätzen konnte, indem er Lebensmittel in einer Kammer in Brand setzte und die Temperaturänderung im umgebenden Wasser maß. (Das Verbrennen von Nahrung ist chemisch ähnlich der Art und Weise, wie unser Körper Nahrung abbaut, obwohl es viel schneller und weniger kontrolliert wird.) Versionen von Andrews ‘Bombenkalorimeter’ werden heute verwendet, um die Kalorien in Nahrungsmitteln zu messen. Im Zentrum von Beltsville wurden Proben von Hackbraten, Kartoffelpüree und Tomatensaft im Bombenkalorimeter des Labors verbrannt. „Wir trocknen es gefriergetrocknet, zerkleinern es zu Pulver und brennen es“, sagt Baer.

Menschen sind natürlich keine Bombenkalorimeter, und wir extrahieren nicht jede Kalorie aus der Nahrung, die wir essen. Dieses Problem wurde Ende des 19. Jahrhunderts in einem der epischeren Experimente in der Geschichte der Ernährungswissenschaft angegangen. Wilbur Atwater, ein Wissenschaftler des Landwirtschaftsministeriums, begann mit der Messung der Kalorien in mehr als 4.000 Lebensmitteln. Dann verfütterte er diese Lebensmittel an Freiwillige und sammelte ihren Kot, den er in einem Bombenkalorimeter verbrannte. Nachdem er die im Kot gemessene Energie von der in der Nahrung abgezogen hatte, gelangte er zu den Atwater-Werten, Zahlen, die die verfügbare Energie in jedem Gramm Protein, Kohlenhydrate und Fett darstellen. Diese jahrhundertealten Zahlen bleiben die Grundlage für die heutigen Standards. Wenn Baer die Kalorien pro Gramm für den Hackbraten dieser Nacht wissen möchte, korrigiert er die Ergebnisse des Bombenkalorimeters mit Atwater-Werten.

Dieses gesamte Unternehmen, von der Anlage in Beltsville bis zu den Nummern auf den Verpackungen der Lebensmittel, die wir kaufen, erzeugt eine Aura wissenschaftlicher Präzision rund um das Geschäft des Kalorienzählens. Diese Präzision ist illusorisch.

Der Ärger beginnt an der Quelle, mit den von Atwater und anderen zusammengestellten Listen. Unternehmen dürfen gefriergetrocknete Produktpellets in einem Bombenkalorimeter verbrennen, um die Kalorienzahl zu ermitteln, obwohl die meisten diesen Ärger vermeiden, sagt Marion Nestle. Einige verwenden die von Atwater im späten 19. Jahrhundert entwickelten Daten. Aber die FDA erlaubt es Unternehmen auch, einen modifizierten Satz von Werten zu verwenden, der 1955 vom Landwirtschaftsministerium veröffentlicht wurde und unsere Fähigkeit berücksichtigt, verschiedene Lebensmittel auf unterschiedliche Weise zu verdauen.

Atwater’s numbers say that Tara Haelle can extract 8.9 calories per gram of fat in a plate of her favourite Tex-Mex refried beans the modified table shows that, thanks to the indigestibility of some of the plant fibres in legumes, she only gets 8.3 calories per gram. Depending on the calorie-measuring method that a company chooses–the FDA allows two more variations on the theme, for a total of five–a given serving of spaghetti can contain from 200 to 210 calories. These uncertainties can add up. Haelle and Bo Nash might deny themselves a snack or sweat out another few floors on the StairMaster to make sure they don’t go 100 calories over their daily limit. If the data in their calorie counts is wrong, they can go over regardless.

There’s also the issue of serving size. After visiting over 40 US chain restaurants, including Olive Garden, Outback Steak House and PF Chang’s China Bistro, Susan Roberts of Tufts University’s nutrition research center and colleagues discovered that a dish listed as having, say, 500 calories could contain 800 instead. The difference could easily have been caused, says Roberts, by local chefs heaping on extra french fries or pouring a dollop more sauce. It would be almost impossible for a calorie-counting dieter to accurately estimate their intake given this kind of variation.

Even if the calorie counts themselves were accurate, dieters like Haelle and Nash would have to contend with the significant variations between the total calories in the food and the amount our bodies extract. These variations, which scientists have only recently started to understand, go beyond the inaccuracies in the numbers on the back of food packaging. In fact, the new research calls into question the validity of nutrition science’s core belief that a calorie is a calorie.

Using the Beltsville facilities, for instance, Baer and his colleagues found that our bodies sometimes extract fewer calories than the number listed on the label. Participants in their studies absorbed around a third fewer calories from almonds than the modified Atwater values suggest. For walnuts, the difference was 21 per cent. This is good news for someone who is counting calories and likes to snack on almonds or walnuts: he or she is absorbing far fewer calories than expected. The difference, Baer suspects, is due to the nuts’ particular structure: “All the nutrients–the fat and the protein and things like that–they’re inside this plant cell wall.” Unless those walls are broken down–by processing, chewing or cooking–some of the calories remain off-limits to the body, and thus are excreted rather than absorbed.

Another striking insight came from an attempt to eat like a chimp. In the early 1970s, Richard Wrangham, an anthropologist at Harvard University and author of the book Catching Fire: How cooking made us human, observed wild chimps in Africa. Wrangham attempted to follow the entirely raw diet he saw the animals eating, snacking only on fruit, seeds, leaves, and insects such as termites and army ants. “I discovered that it left me incredibly hungry,” he says. “And then I realised that every human eats their food cooked.”

Wrangham and his colleagues have since shown that cooking unlaces microscopic structures that bind energy in foods, reducing the work our gut would otherwise have to do. It effectively outsources digestion to ovens and frying pans. Wrangham found that mice fed raw peanuts, for instance, lost significantly more weight than mice fed the equivalent amount of roasted peanut butter. The same effect holds true for meat: there are many more usable calories in a burger than in steak tartare. Different cooking methods matter, too. In 2015, Sri Lankan scientists discovered that they could more than halve the available calories in rice by adding coconut oil during cooking and then cooling the rice in the refrigerator.

Wrangham’s findings have significant consequences for dieters. If Nash likes his porterhouse steak bloody, for example, he will likely be consuming several hundred calories less than if he has it well-done. Yet the FDA’s methods for creating a nutrition label do not for the most part account for the differences between raw and cooked food, or pureed versus whole, let alone the structure of plant versus animal cells. A steak is a steak, as far as the FDA is concerned.

Industrial food processing, which subjects foods to extremely high temperatures and pressures, might be freeing up even more calories. The food industry, says Wrangham, has been “increasingly turning our food to mush, to the maximum calories you can get out of it. Which, of course, is all very ironic, because in the West there’s tremendous pressure to reduce the number of calories you’re getting out of your food.” He expects to find examples of structural differences that affect caloric availability in many more foods. “I think there is work here for hundreds and probably thousands of nutritionists for years,” he says.

There’s also the problem that no two people are identical. Differences in height, body fat, liver size, levels of the stress hormone cortisol, and other factors influence the energy required to maintain the body’s basic functions. Between two people of the same sex, weight and age, this number may differ by up to 600 calories a day–more than a quarter of the recommended intake for a moderately active woman. Even something as seemingly insignificant as the time at which we eat may affect how we process energy. In one recent study, researchers found that mice fed a high-fat diet between 9am and 5pm gained 28 per cent less weight than mice fed the exact same food across a 24-hour period. The researchers suggested that irregular feedings affect the circadian cycle of the liver and the way it metabolizes food, thus influencing overall energy balance. Such differences would not emerge under the feeding schedules in the Beltsville experiments.

Until recently, the idea that genetics plays a significant role in obesity had some traction: researchers hypothesized that evolutionary pressures may have favored genes that predisposed some people to hold on to more calories in the form of added fat. Today, however, most scientists believe we can’t blame DNA for making us overweight. “The prevalence of obesity started to rise quite sharply in the 1980s,” says Nestle. “Genetics did not change in that ten- or twenty-year period. So genetics can only account for part of it.”

Instead, researchers are beginning to attribute much of the variation to the trillions of tiny creatures that line the coiled tubes inside our midriffs. The microbes in our intestines digest some of the tough or fibrous matter that our stomachs cannot break down, releasing a flow of additional calories in the process. But different species and strains of microbes vary in how effective they are at releasing those extra calories, as well as how generously they share them with their host human.

In 2013, researchers in Jeffrey Gordon’s lab at Washington University tracked down pairs of twins of whom one was obese and one lean. He took gut microbes from each, and inserted them into the intestines of microbe-free mice. Mice that got microbes from an obese twin gained weight the others remained lean, despite eating the exact same diet. “That was really striking,” said Peter Turnbaugh, who used to work with Gordon and now heads his own lab at the University of California, San Francisco. “It suggested for the first time that these microbes might actually be contributing to the energy that we gain from our diet.”

The diversity of microbes that each of us hosts is as individual as a fingerprint and yet easily transformed by diet and our environment. And though it is poorly understood, new findings about how our gut microbes affect our overall energy balance are emerging almost daily. For example, it seems that medications that are known to cause weight gain might be doing so by modifying the populations of microbes in our gut. In November 2015, researchers showed that risperidone, an antipsychotic drug, altered the gut microbes of mice who received it. The microbial changes slowed the animals’ resting metabolisms, causing them to increase their body mass by 10 percent in two months. The authors liken the effects to a 30-lb weight gain over one year for an average human, which they say would be the equivalent of an extra cheeseburger every day.

Other evidence suggests that gut microbes might affect weight gain in humans as they do in lab animals. Take the case of the woman who gained more than 40 lbs after receiving a transplant of gut microbes from her overweight teenage daughter. The transplant successfully treated the mother’s intestinal infection of Clostridium difficile, which had resisted antibiotics. But, as of the study’s publication last year, she hadn’t been able to shed the excess weight through diet or exercise. The only aspect of her physiology that had changed was her gut microbes.

All of these factors introduce a disturbingly large margin of error for an individual who is trying, like Nash, Haelle and millions of others, to count calories. The discrepancies between the number on the label and the calories that are actually available in our food, combined with individual variations in how we metabolize that food, can add up to much more than the 200 calories a day that nutritionists often advise cutting in order to lose weight. Nash and Haelle can do everything right and still not lose weight.

None of this means that the calorie is a useless concept. Inaccurate as they are, calorie counts remain a helpful guide to relative energy values: standing burns more calories than sitting cookies contain more calories than spinach. But the calorie is broken in many ways, and there’s a strong case to be made for moving our food accounting system away from that one particular number. It’s time to take a more holistic look at what we eat.

Wilbur Atwater worked in a world with different problems. At the beginning of the 20th century, nutritionists wanted to ensure people were well fed. The calorie was a useful way to quantify a person’s needs. Today, excess weight affects more people than hunger 1.9 billion adults around the world are considered overweight, 600 million of them obese. Obesity brings with it a higher risk of diabetes, heart disease and cancer. This is a new challenge, and it is likely to require a new metric.

One option is to focus on something other than energy intake. Like satiety, for instance. Picture a 300-calorie slice of cheesecake: it is going to be small. “So you’re going to feel very dissatisfied with that meal,” says Susan Roberts. If you eat 300 calories of a chicken salad instead, with nuts, olive oil and roasted vegetables, “you’ve got a lot of different nutrients that are hitting all the signals quite nicely,” she says. “So you’re going to feel full after you’ve eaten it. That fullness is going to last for several hours.”

As a result of her research, Roberts has created a weight-loss plan that focuses on satiety rather than a straight calorie count. The idea is that foods that help people feel satisfied and full for longer should prevent them from overeating at lunch or searching for a snack soon after cleaning the table. Whole apples, white fish and Greek yogurt are on her list of the best foods for keeping hunger at bay.

There’s evidence to back up this idea: in one study, Roberts and colleagues found that people lost three times more weight by following her satiety plan compared with a traditional calorie-based one–and kept it off. Harvard nutritionist David Ludwig, who also proposes evaluating food on the basis of satiety instead of calories, has shown that teens given instant oats for breakfast consumed 650 more calories at lunch than their peers who were given the same number of breakfast calories in the form of a more satisfying omelette and fruit. Meanwhile, Adam Drewnowski, an epidemiologist at the University of Washington, has his own calorie upgrade: a nutrient density score. This system ranks food in terms of nutrition per calorie, rather than simply overall caloric value. Dark green vegetables and legumes score highly. Though the details of their approaches differ, all three agree: changing how we measure our food can transform our relationship with it for the better.

Individual consumers could start using these ideas now. But persuading the food industry and its watchdogs, such as the FDA, to adopt an entirely new labeling system based on one of these alternative measures is much more of a challenge. Consumers are unlikely to see the calorie replaced by Roberts’s or Drewnowski’s units on their labels any time soon nonetheless, this work is an important reminder that there are other ways to measure food, ones that might be more useful for both weight loss and overall health.

Down the line, another approach might eventually prove even more useful: personalized nutrition. Since 2005, David Wishart of the University of Alberta has been cataloguing the hundreds of thousands of chemical compounds in our bodies, which make up what’s known as the human metabolome. There are now 42,000 chemicals on his list, and many of them help digest the food we eat. His food metabolome database is a more recent effort: it contains about 30,000 chemicals derived directly from food. Wishart estimates that both databases may end up listing more than a million compounds. “Humans eat an incredible variety of foods,” he says. “Then those are all transformed by our body. And they’re turned into all kinds of other compounds.” We have no idea what they all are, he adds–or what they do.

According to Wishart, these chemicals and their interactions affect energy balance. He points to research demonstrating that high-fructose corn syrup and other forms of added fructose (as opposed to fructose found in fruit) can trigger the creation of compounds that lead us to form an excess of fat cells, unrelated to additional calorie consumption. “If we cut back on some of these things,” he says, “it seems to revert our body back to more appropriate, arguably less efficient metabolism, so that we aren’t accumulating fat cells in our body.”

It increasingly seems that there are significant variations in the way each one of us metabolizes food, based on the tens of thousands–perhaps millions–of chemicals that make up each of our metabolomes. This, in combination with the individuality of each person’s gut microbiome, could lead to the development of personalized dietary recommendations. Wishart imagines a future where you could hold up your smartphone, snap a picture of a dish, and receive a verdict on how that food will affect you as well as how many calories you’ll extract from it. Your partner might receive completely different information from the same dish.

Or maybe the focus will shift to tweaking your microbial community: if you’re trying to lose weight, perhaps you will curate your gut microbiome so as to extract fewer calories without harming your overall health. Peter Turnbaugh cautions that the science is not yet able to recommend a particular set of microbes, let alone how best to get them inside your gut, but he takes comfort from the fact that our microbial populations are “very plastic and very malleable” – we already know that they change when we take antibiotics, when we travel and when we eat different foods. “If we’re able to figure this out,” he says, “there is the chance that someday you might be able to tailor your microbiome” to get the outcomes you want.

None of these alternatives are ready to replace the calorie tomorrow. Yet the need for a new system of food accounting is clear. Just ask Haelle. “I’m kind of pissed at the scientific community for not coming up with something better for us,” she confesses, recalling a recent meltdown at TGI Friday’s as she navigated a confusing datasheet to find a low-calorie dish she could eat. There should be a better metric for people like her and Nash – people who know the health risks that come with being overweight and work hard to counter them. And it’s likely there will be. Science has already shown that the calorie is broken. Now it has to find a replacement.

You can hear more on ‘End of the calorie’, the Gastropod episode accompanying this story, on Soundcloud or through iTunes.

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Listen to the podcast accompanying this story on SoundCloud and iTunes.
Audio titled The End of the Calorie by mosaicscience

This article first appeared on Mosaic and is republished here under a Creative Commons licence.


It is NOT as simple as Calories In Calories Out (CICO)

In my experience, weight loss trends or "fads" that come and go don't work because they aren't sustainable. Why do these fads keep coming and going? I believe it is because weight loss is not as simple as CICO. People know it and some look to make a buck selling a new approach that may appear somehow easier at first blush.

If you are struggling, and someone is telling you that it is as simple as CICO, they are wrong. The truth is, weight loss and weight management is easier for some than others for a bunch of reasons too long to list. Telling anyone who is struggling that it is as simple as CICO and they just need to eat less is tantamount to calling them a failure and is mean spirited. It is much more complicated than will power.

Change is hard, DAMN HARD, and we humans stumble along the way. All of us do. Those of us who are trying to accomplish something hard and stumble, or don't see the results we hoped for on the scale aren't failures. We are BRAVE. It takes courage to work for positive change and even more courage talk about it.

kEEP AT IT BRAVE WARRIORS! You are strong!


Battling obesity with better mathematical models

Credit: NIH

In the war to lose weight it may be something other than willpower or junk food that's preventing victory: it could be faulty use of mathematics.

Traditionally, nutritionists and researchers have assumed that all you need to do to lose weight is cut calories -- about 500 calories per day to lose a pound per week for most dieters, from the assumption that each pound of weight lost represented 3,500 calories in reduced calorie intake or increased exercise.

"People have used this rule of thumb for decades, and it turns out to be completely wrong," Kevin Hall, a scientist with the National Institutes of Health, said at the American Association for the Advancement of Science annual meeting in Vancouver.  

Hall said the reality is that losing weight slows a person's metabolism -- and the mathematical model typically used doesn't take this slowing into account. When dieters report a "yo-yo" sequence, of weight loss, reaching a plateau in weight and then slowly regaining previously lost pounds, this is part of the reason.

New models may have some of the answers. The science of weight loss isn't new scientists have been struggling to understand it for almost 40 years, said Carson Chow, a senior investigator at the National Institutes of Health in Bethesda, Md. Chow said that what's different now is that scientists are compiling many data sets into a single model.

Hall and Chow are part of a team that has created a new model, and an online weight simulation tool that shows what happens when people of varying weights, diets and exercise habits try to change their weight. Their model was first published last fall in the journal Die Lanzette.

"Instead of using that old rule of thumb, people input their goal weight in a certain period, and the model shows them what you have to do in [the] short term to get to goal weight and then what they'd have to do permanently," explained Hall. The model takes into account differences in sex and body-fat content.

At the moment, the online tool is not very user-friendly, say the researchers, so it's primarily intended for physicians and researchers who help guide people toward better health. Obesity is on the rise: two-thirds of the adult U.S. population is classified as overweight or obese, and around the globe, obesity rates have doubled in the past 30 years.

Outdated calculations predicted that people could lose weight forever, if they stuck to the calorie-reduction rules.  The new model predicts slower weight loss.

"If I want to lose 10 pounds of weight eventually, I have to cut 100 calories per day out of my diet," Hall explained. "You'll get halfway there in about a year, and then you will eventually plateau, [reaching the goal] after about three years."

Math can also help to drive policy decisions, said Boyd Swinburn of the World Health Organization Collaborating Centre for Obesity Prevention in Australia. He explained that many of the "best buy" policies that tend to have a real impact, such as restricting marketing to kids, taxing sugary substances, and increasing labeling, also tend to be the policies that governments do not want to undertake.

The less cost-ineffective interventions, like after-school programs, tend to be the ones that governments are more interested in undertaking, said Swinburn.

"You get a huge spread in the relative effectiveness of these programs," said Swinburn, adding that mathematical perspectives that parse out health improvements per dollar help shed light on policy interventions.

Questions remain about the science of weight loss. For example, is a calorie of butter burned the same way in the body as a calorie of fruit? Like many other parts of the equation, said Hall, it may vary from person to person.

The same is true of exercise. "For small changes, exercise is more potent than cutting calories -- it speeds up weight loss," said Hall. But at some point, a person will reach a tipping point, where cutting calories will have a larger impact.

That's because someone who is 200 pounds will lose more calories doing the same exercise than someone who is 150 pounds.

"The heavier you are, unlike the popular notion, the more calories you're burning," said Hall.


So, does dieting damage the metabolism?

Despite what you may have heard:

No, losing weight doesn’t “damage” your metabolism.

But because of the adaptations your body undergoes in response to fat loss (to prevent that fat loss, in fact), ‘energy out’ for those who have lost significant weight will always be lower than for people who were always lean.

Losing weight, and keeping it off, is accompanied by adaptive metabolic, neuroendocrine, autonomic, and other changes.

These changes mean that we expend less energy—around 5-10 percent less (or up to 15 percent less at extreme levels) than what would be predicted based on just weighing less.

Unfortunately, because of this adaptive response, someone who has dieted down will often require 5-15 percent fewer calories per day to maintain the weight and physical activity level than someone who has always been that weight.

(Or even less, potentially, because as we learned in the very beginning, the RMR of people of the exact same age/weight/etc. can still vary by up to another 15 percent.)

This means someone who was never overweight might need 2,500 calories to maintain their weight, while someone who had to diet down to that weight may need only 2,125-2,375 calories to hold steady.

We don’t know how long this lowered energy expenditure lasts. Studies have shown that it can hang around for up to 7 years after weight loss (or more 7 years is as far as it’s been studied). This likely means it’s permanent, or at least persistent.

This is extra relevant for people who have repeatedly dieted, or for fitness competitors who may repeatedly fluctuate between being extremely lean and being overweight in the off-season.

I don’t have data to back this up (to my knowledge no one has studied it), but adaptive thermogenesis seems to react more strongly or more rapidly with each successive yo-yo of extreme body fat fluctuations.

All of this explains why some people can feel like they’ve “damaged” their metabolism through repeated dieting. (And why some experts suggest “metabolic damage” is a real thing.)

But nothing really has been “damaged”.

Instead, their bodies have just become predictably more sensitive to various hormones and neurotransmitters. Their metabolic rates are understandably lower than predicted by various laboratory equations.

So, where does this leave us?


✅ Branches of Mathematics

What exactly is mathematics? First and foremost, it is very old. Ancient Greeks and Persians were already utilizing mathematical tools. Nowadays, we consider it an interdisciplinary language.

Biologists, linguists, and sociologists alike use math in their work. And not only that, we all deal with it in our daily lives. For instance, it manifests in the measurement of time. We often need it to calculate how much our groceries cost and how much paint we need to buy to cover a wall.

Simply put, mathematics is a universal instrument for problem-solving. We can divide pure math into three branches: geometry, arithmetic, and algebra. Let’s take a closer look:

It’s true that most high school students don’t like math. However, that doesn’t mean it can’t be a fun and compelling subject. In the following section, you will find plenty of enthralling mathematical topics for your paper.

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