Livros didáticos, diretrizes de saúde pública e materiais de educação do paciente caracteristicamente conceituam a obesidade como um distúrbio do equilíbrio energético. De acordo com a visão convencional refletida no modelo de balanço energético (MBE), comer demais leva ao excesso de adiposidade. O tratamento dietético se concentra na diminuição da ingestão de energia para reduzir a gordura corporal armazenada.

Uma visão alternativa, o modelo de carboidrato-insulina (MCI), postula um caminho oposto: que o aumento da adiposidade leva a excessos.

Em vez disso, o tratamento dietético visa reduzir o armazenamento de gordura corporal principalmente por meio de mecanismos hormonais que impactam diretamente o tecido adiposo, produzindo assim um balanço energético negativo.

O objetivo da revisão desenvolvida por Ludwing e colaboradores (2022) foi comparar as características de ambos os modelos, avaliar os pontos fortes das evidências científicas e especificar melhorias na formulação do MBE para promover um choque construtivo de paradigmas.

Ambos os modelos de obesidade compartilham uma característica comum: a suposta regulação homeostática de um parâmetro fisiológico crítico para promover o funcionamento ideal. No MBE, o peso corporal (ou gordura corporal) é a variável regulada, uma possibilidade com algum suporte evolutivo: enquanto a gordura corporal adequada é necessária para sobreviver em tempos de escassez de alimentos, o excesso de gordura pode aumentar o risco de desenvolvimento de doenças.

O novo MBE propõe que o cérebro controle a ingestão de alimentos para regular o peso corporal por meio de sinais endócrinos, metabólicos e do sistema nervoso que atuam em resposta às necessidades energéticas dinâmicas do corpo, bem como às influências ambientais. Esse sistema de controle se concentra na recompensa, no apetite e no processamento sensorial envolvendo desejo e motivação que operam principalmente abaixo de nossa consciência.

A obesidade é resultado da maior disponibilidade e comercialização de uma ampla variedade de alimentos ultraprocessados, baratos, convenientes, de alta energia, ricos em porções, gordura e açúcar e pobres em proteínas e fibras. Essas exposições causam excessos e o excesso de energia é depositado na gordura corporal.

O MCI representa um paradigma oposto, com origem no início do século XX. Considere o fornecimento de combustíveis metabólicos no sangue como o parâmetro regulado. Embora a gordura corporal adequada possa ajudar a sobreviver durante a fome, o acesso a combustíveis metabólicos é necessário para a sobrevivência imediata, dada a dependência de todos os tecidos, e especialmente do cérebro, de um suprimento contínuo de combustível.

Este modelo propõe que uma dieta de alta carga glicêmica com grandes quantidades de carboidratos rapidamente digeríveis (ou seja, açúcar livre, grãos processados, a maioria dos vegetais ricos em amido) provoca respostas hormonais que inibem a mobilização de gordura (lipólise) e promovem a deposição de gordura no tecido adiposo.

Consumir uma refeição de alta carga glicêmica resulta em uma alta proporção de insulina para glucagon e GIP para secreção de GLP-1. Esse perfil hormonal altamente anabólico desloca a partição do substrato para o armazenamento, deixando menos energia disponível para o tecido metabolicamente ativo, incluindo o cérebro, especialmente no período pós-prandial tardio. O cérebro responde a esse estado metabólico ativando vias que controlam a fome e outras respostas apetitivas para promover a ingestão de energia.

Se um indivíduo resiste ao desejo de comer restringindo os alimentos, os combustíveis metabólicos são conservados através da redução do gasto de energia manifestada como fadiga (levando ao comportamento sedentário), diminuição da termogênese da atividade não-exercício, aumento da eficiência muscular e outros mecanismos.

O curso natural da obesidade, que geralmente se desenvolve ao longo de anos ou décadas, envolve o armazenamento excessivo de 1 a 2 gramas de gordura/dia, em média, muito pequena para medir em estudos de alimentação metabólica de curto prazo (ou seja, ≤ 2 semanas). Embora esse efeito possa ser visto em estudos e ensaios observacionais de longo prazo, a inferência causal desses dados pode ser limitada pela baixa adesão às dietas de teste e confusão.

Além disso, poucos estudos têm focado na infância, uma fase dinâmica no desenvolvimento da obesidade. Embora estudos em animais possam elucidar os mecanismos, sua tradução para humanos permanece problemática. Por essas razões, a vasta literatura sobre a patogênese da obesidade pode ser citada seletivamente para fazer pontos opostos, pois cada lado desse debate colocou o outro em questão.

> Investigação com animais

Embora roedores e humanos não tenham evoluído para comer as mesmas dietas, as pesquisas com animais experimentais foram consideradas para o artigo

Problemas metodológicos podem ser evitados por um exame direto da direção causal. Embora as respostas hormonais aos macronutrientes possam diferir entre as espécies devido à divergência evolutiva, os mecanismos biológicos que afetam o armazenamento de gordura são altamente conservados, aumentando o potencial de tradução de estudos com roedores para humanos.

No MBE, a dieta impulsiona a deposição de gordura aumentando a ingestão de alimentos. Portanto, quando os animais em uma dieta obesogênica são alimentados aos pares com seus irmãos de ninhada em uma dieta isocalórica de controle, garantindo a mesma ingestão energética, os efeitos sobre a composição corporal devem ser idênticos.

Os estudos do índice glicêmico (IG) oferecem outra maneira de contornar as diferenças específicas da espécie no metabolismo de macronutrientes. Em uma linha de pesquisa envolvendo várias linhagens e espécies de roedores, os efeitos do IG foram examinados pela substituição do tipo de amido, controlando por macronutrientes, gordura saturada, açúcar e micronutrientes.

Apesar de consumirem menos calorias, esses animais tinham mais gordura corporal em detrimento dos tecidos magros do corpo. Embora vários mecanismos (por exemplo, o microbioma intestinal) possam mediar esses efeitos, eles contradizem uma premissa fundamental da MBE, de que a composição da dieta não tem efeitos independentes de calorias na deposição de gordura.

Os estudos de ação da insulina são outra referência. No MCI, o aumento da secreção de insulina promove o armazenamento de gordura através de mecanismos periféricos diretos. O MBE, com seu foco nas ações centrais dos hormônios, parece prever o contrário, tendo em vista as ações anoréxicas da insulina no cérebro. Esses estudos de adiposidade, envolvendo administração crônica de insulina e modelos genéticos de secreção reduzida de insulina, suportam o MCI.

> Cérebro e genética

Embora os sistemas nervosos tenham evoluído para controlar a ingestão de energia, o cérebro também controla praticamente todos os aspectos do metabolismo, incluindo o metabolismo da glicose. Claramente, fatores genéticos influenciam o risco de obesidade humana, com herdabilidade do IMC estimada em 30% com base no sequenciamento do genoma completo.

Assim, estudos genéticos indicam vias envolvendo a obesidade que atuam dentro e fora do cérebro; em muitos casos, estes parecem consistentes com o MCI. Em conjunto, os dados de expressão gênica não diferenciam definitivamente os dois modelos, tendo em vista o papel do cérebro no controle da ingestão alimentar e do metabolismo energético e na comunicação por meio de sinais neurais, metabólicos e hormonais.

> Epidemiologia

Apoiado por estudos observacionais, o MBE afirma que não há evidências que sugiram que a ingestão de carboidratos explique as diferenças entre os países no peso corporal, mas essas comparações ecológicas são de pouco valor para essa variável. Os países com alto consumo de carboidratos, por exemplo, tendem a ser pobres, com uma proporção substancial da população subnutrida, desnutrida e engajada na agricultura de subsistência.

Além disso, os autores deste modelo ignoraram uma longa e rica história de observações que ligam o surgimento de doenças crônicas comuns, incluindo obesidade, com transições nutricionais em toda a população que normalmente incluem o aumento do consumo de grãos altamente refinados, açúcar e bebidas açucaradas.

Estudos de coorte prospectivos fornecem uma maior capacidade de controle de fatores de confusão, particularmente o status socioeconômico, embora os fatores de confusão residuais possam permanecer. Além disso, o peso corporal e outras medidas de adiposidade são especialmente suscetíveis à causalidade reversa (a tendência de as pessoas mudarem suas dietas como resultado, e não como causa, de ganho de peso ou obesidade).

Embora tanto o MBE quanto o MCI concordem que os dados epidemiológicos sugerem uma variedade de potenciais fatores dietéticos do excesso de ingestão calórica, outros autores levantaram novas questões sobre esse conceito, pelo menos no que diz respeito ao estágio atual da epidemia de obesidade.

Com base em pesquisas nacionalmente representativas, a ingestão de energia estagnou ou diminuiu desde 2000 e a atividade física aumentou modestamente, mesmo que as taxas de obesidade continuem a aumentar. Essas tendências exigem a consideração de explicações causais alternativas, incluindo aquelas relacionadas à disfunção metabólica.

> Ensaios clínicos

Uma meta-análise recente não relatou diferença na perda de peso a longo prazo entre dietas focadas em macronutrientes, citadas pelo MBE. Enquanto outras meta-análises comparando dietas com baixo teor de carboidratos versus dietas ricas em carboidratos sugeriram uma vantagem significativa, embora modesta, para a primeira. Apesar disso, a interpretação das evidências tende a confundir eficácia com implementação do comportamento.

Os autores do MBE reconheceram a necessidade de ensaios de pelo menos vários meses de duração, observando que mesmo pequenas diferenças no gasto energético e no equilíbrio de macronutrientes podem teoricamente levar a diferenças significativas no peso e composição corporal se as dietas forem mantidas por longos períodos.

> Fármacos

Um papel dominante da insulina na fisiologia dos adipócitos, incluindo lipogênese e lipólise, é reconhecido há décadas. Em pacientes com diabetes, insulina e fármacos que aumentam a secreção de insulina ou ação no metabolismo do tecido adiposo causam ganho de peso.

Alguns desses efeitos podem envolver outros mecanismos compatíveis com a MBE, como a redução da glicosúria. No entanto, a perda de peso induzida por drogas redutoras de secreção sugere que a ação da insulina no armazenamento de gordura observada em roedores ocorre em humanos.

O MBE considera a eficácia dos agonistas do receptor GLP-1 para a obesidade como evidência contra a MCI, pois essa incretina potencializa agudamente a secreção de insulina estimulada por glicose. No entanto, o GLP-1 tem outras ações biológicas relevantes, incluindo a redução da taxa de esvaziamento gástrico (o que reduz a resposta glicêmica).

Para resumir as evidências relacionadas aos dois modelos, dados em animais mostraram que a deposição excessiva de gordura pode ser claramente dissociada da ingestão de energia, o que contraria uma premissa fundamental da MBE. Em modelos animais envolvendo não apenas a dieta, mas também as vias cerebrais que mediam a ingestão de alimentos, a obesidade pode ocorrer sem aumento da ingestão de alimentos.

No entanto, os dados humanos têm limitações metodológicas significativas que, até agora, impediram um teste definitivo dos dois modelos. Para avançar a ciência, serão necessários estudos de duração adequada e desenhos complementares.

> Tradução clínica e adoção pública

Ambos os lados do debate concordam que mudanças fundamentais no ambiente alimentar alimentaram a pandemia de obesidade. O foco do novo MBE em uma ampla gama de fatores dietéticos oferece poucos insights práticos inovadores.

De particular preocupação, as relações causais com o ganho de peso crônico não foram demonstradas para fatores dietéticos abordados pelo MBE além daqueles que também envolvem vias relacionadas ao MCI (açúcar, que é rico em glicose e frutose; fibra, que reduz o IG de carboidratos ingeridos juntos e proteína, que reduz o IG de carboidratos ingeridos juntos e estimula a secreção de glucagon).

As demais metas dietéticas específicas do MBE incluem: densidade energética (mudanças agudas na densidade energética afetam a ingestão de curto prazo), gordura dietética (foco em reduzi-la na dieta) e processamento de alimentos (dieta “ultraprocessada” versus “não processada”).

> Choque de paradigmas

Manter o contraste entre esses modelos concorrentes é fundamental para esclarecer o pensamento, informar uma agenda de pesquisa e identificar meios eficazes de prevenção e tratamento.

Os autores do MBE afirmaram que o MCI abandonou preceitos fundamentais, referindo-se a formulações "adipocêntricas" anteriores que afirmavam considerar apenas as ações da insulina no tecido adiposo. No entanto, esta caracterização não foi feita pelos proponentes do MCI e oferece uma falsa distinção. O controle da biologia do tecido adiposo por múltiplas influências hormonais, autonômicas e outras é reconhecido há décadas.

Mesmo que a proveniência do MCI seja criticada, o MBE apresenta deficiências significativas, incluindo:

- Falta de hipóteses testáveis ​​explícitas. Como os principais passos ao longo do caminho causal serão interrogados? Que estudos diferenciarão a via causal proposta (comer demais leva ao ganho de peso crônico) da hipótese contrastante do MCI?

- Ao argumentar que os oponentes do MBE confundem física com fisiopatologia, seus autores afirmaram que incorporaram mecanismos fisiológicos subjacentes à partição de energia, de modo que os desequilíbrios energéticos gerais são refletidos principalmente como desequilíbrios de gordura, independentemente da composição da dieta.

- Falta de mecanismos envolvendo componentes-chave do modelo. Como o novo MBE explica o rápido ganho de peso em nível populacional e as grandes variações dentro dos indivíduos ao longo do tempo?

- Desconsideração de mecanismos metabólicos bem estabelecidos.

- Dificuldade em explicar a história natural da obesidade.

- Confiança em pressupostos que não diferenciam modelos.

Para problemas de saúde pública intratáveis, o propósito dos modelos científicos é orientar o desenho da pesquisa informativa e, ao ajudar a elucidar os mecanismos causais, sugerir abordagens eficazes para prevenção ou tratamento. No entanto, os estudos desenvolvidos até o momento não fazem nenhuma das duas coisas. No mínimo, as futuras formulações devem:

1. Especificar previsões mecanicamente orientadas e testáveis ​​que examinam o caminho causal.
2. Explicar o porquê das respostas metabólicas defendem o aumento do IMC em nível populacional.
3. Demonstrar como os efeitos independentes de calorias da dieta sugeridos por pesquisas clínicas e demonstrados por modelos animais podem ser integrados a este modelo.

Um choque construtivo de paradigmas pode ser facilitado pelo reconhecimento de que a evidência de um modelo em certos cenários experimentais não invalida o outro modelo em todos os cenários, e que a patogênese da obesidade em humanos pode envolver elementos de ambos.

Por fim, ressaltamos que esse embate de ideias não deve atrasar a atuação em saúde pública. Grãos refinados e açúcares adicionados representam cerca de um terço da ingestão de energia nos EUA e na Europa. Ambos os modelos apontam para esses carboidratos altamente processados, embora por razões diferentes, como os principais impulsionadores do ganho de peso. Independentemente de como esse debate evolua, agora há um consenso sobre a necessidade de substituir esses produtos por carboidratos minimamente processados ​​ou gorduras saudáveis ​​na prevenção e tratamento da obesidade.