De wet van eraf en eraan.

Natuurkunde

Een tijdje terug las ik een artikel in de NRC geschreven door Martijn Katan.
Hij is biochemicus en emeritus hoogleraar voedingsleer aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

Hij begon zijn loopbaan in de thermodynamica, dat is de energieleer. Later stapte hij over naar de voedingsleer.

Bij voedingsleer lijkt natuurkundige kennis overbodig, maar dat ligt anders.
Bij vetzuchtonderzoek komt de energieleer wel degelijk van pas.
Je moet dan weten hoeveel een mens aankomt van honderd kilocalorieën (kcal).
Veel leerboeken schrijven daar onjuist over. Die hanteren het beeld van een vollopende badkuip met de stop in de afvoer. Een pond vetweefsel aanmaken kost 4.000 kcal, dus met honderd kcal per dag erbij kom je elke maand bijna een pond aan tot je doodgaat aan extreme vetzucht.

Zo gaat het natuurlijk niet. Naarmate mensen zwaarder worden hebben ze meer eten nodig om op gewicht te blijven; wie dik is eet veel, anders valt hij af. Toch was dit jarenlang omstreden. Vroeger werd onderzocht hoeveel mensen eten door het ze te vragen.
Hoe dikker ze waren, hoe minder ze zeiden te eten en veel wetenschappers geloofden dat. 

Tegenwoordig kunnen we met isotopen objectief vaststellen hoeveel iemand eet, en inderdaad: dikke mensen eten meer dan dunne.

Energieverbruik neemt toe met gewicht. Het kost immers meer energie om te wandelen met een lijf van 100 kilogram, dan met een lijf van 70 kilogram.
Zet maar eens een zak aardappelen van 5 kilogram als oefening tien keer van de keukentafel op de grond en weer terug. Als je dat later met een pak suiker van een kilogram doet weet je wat ik bedoel.

 

Nu de wet van eraf en eraan.

Neem Annie Fictie als voorbeeld.

Ze fietst dagelijks naar kantoor, doet eens per week pilates, eet 2.500 kcal per dag en weegt al jaar en dag 65 kg. Op een dag ontdekt ze de pure chocola en sindsdien neemt ze ’s ochtends en ’s avonds een blokje bij de koffie. Voor de rest eet, snoept en beweegt ze als altijd. Die chocola levert 100 kcal extra. Daarom komt ze aan, eerst snel en dan langzamer.

Na een half jaar weegt ze 67 kilo en na drie jaar 68 kilo. Zwaarder wordt ze niet. Dat komt omdat ze alle calorieën uit de chocola verbruikt bij het onderhouden en meetorsen van die drie extra kilo’s. Om meer aan te komen zou ze meer chocola moeten eten.

Als mensen jaar in jaar uit dikker worden komt dat dus niet omdat ze op hun twintigste eenmalig meer zijn gaan eten; dat is na een half jaar grotendeels uitgewerkt. Nee, ze eten ieder jaar meer. Afvallen gaat net zo. Wie minder eet valt in het begin snel af, daarna steeds langzamer en ten slotte heeft hij het kleinere lichaam gekregen dat past bij de kleinere voedselinname. Verder afvallen vereist nog minder eten – of meer bewegen.

Het inzicht dat energieverbruik toeneemt met gewicht vormt het uitgangspunt voor de formules waarmee de natuurkundige Kevin Hall de energiestofwisseling van de mens beschrijft. Hij maakt duidelijk wat er gebeurt in het voorbeeld van hierboven.
Halls formules kloppen ook met de uitkomsten van experimenten naar afvallen en aankomen. We weten nu dat je alleen blijft aankomen als je steeds meer eet.
Hall’s formules laten ook zien waarom afvallen op een gegeven moment stokt.
Je kunt dit voorstellen als een wastafel waar de afvoer van open staat. Uit de kraan komt water, dat is het eten, wat er wegloopt is het energieverbruik en de hoogte van het water is het gewicht. Het water loopt er van onderen even hard uit als het er van boven in komt, dus de waterhoogte en daarmee het gewicht blijven constant. De kraan verder open draaien betekent meer eten. Dan stijgt het water, maar dat verhoogt de druk op de afvoer en na een paar centimeter stijging stroomt het weer even snel weg als het er in komt en blijft het nieuwe niveau – het gewicht – constant.

Wat als je een week lang uitspat met pizza’s, bier, biefstukken en roomijs?
Dat komt overeen met een emmer water legen in die wastafel terwijl de kraan loopt: het peil stijgt tijdelijk en zakt daarna terug tot waar het eerst stond.
Je wordt dus van een uitspatting tijdelijk zwaarder, blijvend dikker word je alleen als je blijvend meer eet. Op dieet gaan is de kraan een stukje dicht draaien: het water zakt eerst snel, dan langzamer en ten slotte blijft het hangen op een lager niveau. Zodra je de kraan weer open draait, dus gewoon gaat eten, komen water en gewicht terug op het oude niveau.

Hall heeft zijn formules verwerkt in een app, de Body Weight Simulator.
Deze app is verkrijgbaar voor iPhone, maar waarschijnlijk alleen met Amerikaanse maten en gewichten.

Niet handig zo’n app, maar ook niet belangrijk, het gaat om begrip over dit verhaal.

Hopelijk begrijpt de lezer van dit blog dat afvallen beperkt wordt tot een bepaald maximum als je jouw leefwijze veranderd. Nog meer afvallen betekent nieuwe wijzigingen

Wel verfrissend. Een moeilijk en gecompliceerd probleem als aankomen en afvallen te benaderen vanuit de natuurkunde.

Het uitgangspunt is gemakkelijk te begrijpen, net zoiets als 1+1=2.

Bronnen napluizen en nog meer verhalen over maatschappelijke verschijnselen lezen die verklaard worden vanuit wetenschap?
Kijk eens op de site van Martijn Katan, www.mkatan.nl