Kontrola łaknienia, na którą wpływają liczne neuroprzekaźniki, zachodzi w podwzgórzu. Ośrodkowy mechanizm kontroli głodu i sytości jest regulowany przez połączenia z innymi strukturami mózgowymi oraz przez przekaźniki obwodowe, co pozwala dopasować ilości spożywanych pokarmów do zapotrzebowania energetycznego. Na kontrolę łaknienia, z wyłączeniem niektórych stanów patologicznych mogących wpływać na trawienie (stany zapalne, niestrawność, przyjmowane leki itp.), wpływają dwa rodzaje czynników: fizjologiczne i psychosocjalne.
Czynniki fizjologiczne wpływające na kontrolę łaknienia pozwalają na dopasowanie spożycia do potrzeb energetycznych. Pojawienie się uczucia głodu i ilość spożywanych pokarmów zależą od zapotrzebowania na energię (aktywność fizyczna, wzrastanie, stan rezerw energetycznych) i od kaloryczności poprzedniego posiłku. Wyraźnie widać więc, że zwiększona aktywność fizyczna lub niezbyt obfity posiłek wpływają na zwiększenie spożycia pokarmów podczas następnego posiłku.
Istnieją liczne i różnorodne czynniki psychosocjalne wpływające na łaknienie. Najważniejsze z nich to: stres, niepokój, walory smakowe i dostępność pożywienia (sposób przygotowania, wielkość porcji) oraz presja rodziny i otoczenia („zjedz jeszcze trochę!”).
Zachwianie równowagi w zakresie któregokolwiek z tych czynników może prowadzić do otyłości. Czynniki fizjologiczne prawdopodobnie wpływają na czynniki konstytucjonalne, a czynniki środowiskowe na czynniki psychospołeczne.
Na całkowity wydatek energetyczny składają się: podstawowa przemiana materii, termogeneza i aktywność fizyczna. Podstawowa przemiana materii pochłania 60-70% całkowitego wydatku energetycznego. Jest to energia zużywana przez organizm w spoczynku, potrzebna do utrzymania funkcjonowania narządów i odpowiedniego napięcia mięśniowego. Na termogenezę zużywa się 10-15% całkowitego wydatku energetycznego i jest to, ogólnie rzecz biorąc, energia potrzebna do procesów trawienia, wchłaniania, metabolizmu i magazynowania składników energetycznych (termogeneza związana z odżywianiem) oraz energia potrzebna do adaptacji organizmu w zmiennej temperaturze. Wydatek energetyczny związany z aktywnością fizyczną zmienia się w zależności od intensywności i czasu trwania wysiłku oraz w zależności od warunków w jakich jest wykonywany (po posiłku, w określonej temperaturze). U dziecka należy również uwzględnić energię potrzebną do wzrastania, która zawiera się w dwóch powyższych składowych.
Ze wszystkich wymienionych składowych jedynie wysiłek fizyczny może zmieniać się znacząco u tej samej osoby lub u różnych osób, wpływając na krótkoterminowy bilans energetyczny. W istocie, chociaż to podstawowa przemiana materii pochłania najwięcej energii, to jej zmienność u tej samej lub u różnych osób zależy głównie od masy komórek aktywnych (masa sucha), a stosunkowo mato od wpływu czynników genetycznych i konstytucjonalnych. Należy wspomnieć, że pewna część termogenezy, (zwana dodatkową) wyzwalana przez pożywienie, jest niezależna od energii potrzebnej do metabolizmu i związana z pobudzeniem układu nerwowego autonomicznego przez spożyte pokarmy oraz osobniczo zmienna. Jednak jest to zbyt mata część energii całkowitej, aby jej zmienność mogła wpłynąć na homeostazę energetyczną.
Układ regulacji bilansu energetycznego pozwala na utrzymanie przyrostu masy ciała u dzieci i stałej masy ciała u osób dorosłych, codziennie modyfikując ilość przyjmowanych pokarmów i wydatek energetyczny. Układ ten, zwany ponderostatem, określa wszystkie procesy metaboliczne regulujące wahania bilansu energetycznego w celu utrzymania masy ciała na pewnym stałym, właściwym dla organizmu poziomie. Jego zadaniem jest więc precyzyjne dopasowanie ilości spożytych pokarmów do poziomu wydatku energetycznego oraz korekta większych lub mniejszych rozbieżności spowodowanych czynnikami zewnętrznymi. Nadmierny wydatek energetyczny (zwiększony wysiłek fizyczny, reakcja na zimno, przyspieszenie wzrastania) jest kompensowany większym spożyciem pokarmów, a zwiększenie lub zmniejszenie ilości przyjętych pokarmów kompensuje się przez odpowiednią zmianę wydatku energetycznego. Innymi słowy, zmniejszenie masy ciała spowodowane dobrowolnym stosowaniem diety powoduje zmniejszenie wydatku energetycznego i zwiększenie apetytu, natomiast zamierzony przyrost masy ciała prowadzi do zwiększenia wydatku energetycznego i zmniejszenia apetytu. Z tych dwóch mechanizmów regulacji masy ciała oddziaływanie na apetyt jest skuteczniejsze niż zmiana wydatku energetycznego, prawdopodobnie z powodu większej możliwości adaptacji.
Każda zdrowa osoba ma zatem swoją własną charakterystyczną masę ciała. U zdrowego dziecka masa ciała utrzymuje się w określonym przedziale centylowym. U dorosłego człowieka charakterystyczna masa ciała pozostaje stała przez okres wielu miesięcy lub lat, ale zmienia się pod wpływem procesów starzenia. Aby utrzymać stałą masę ciała, przekaźniki obwodowe (leptyna, grelina, insulina itp.) informują o stanie rezerw energetycznych podwzgórze, które wpływa na apetyt i na wydatek energetyczny, korygując zaburzoną równowagę.
Czynniki genetyczne determinują osobniczą masę ciała, którą ponderostat ma za zadanie utrzymać. Jest również pewne, że czynniki środowiskowe (przekarmianie, siedzący tryb życia, stosowane leki) mogą zmieniać tę wartość, co często prowadzi do otyłości.
Układ regulacji podaży i wydatku energii (ponderostat) utrzymuje masę ciała na osobniczo stałym poziomie. Wartość ta, najprawdopodobniej określona genetycznie, może ulegać zmianom pod wpływem środowiska.
Na bilans energetyczny wpływają głównie węglowodany i tłuszcze. Białka wpływają na bilans energetyczny pośrednio, przez swe działanie anabolizujące.
Rola węglowodanów
Spożyte węglowodany, proste i złożone, pobudzają utlenianie własnej cząsteczki, co znaczy, że ich użyteczność energetyczna jest wprost proporcjonalna do spożycia. Nieutlenione węglowodany są magazynowane w wątrobie i w mięśniach w postaci glikogenu. Ilość odkładanego glikogenu jest ograniczona do kilkuset gramów. W niewielkich ilościach węglowodany mogą być magazynowane w postaci tłuszczów. Przemiana węglowodanów do kwasów tłuszczowych jest reakcją chemiczną pochłaniającą bardzo duże ilości energii, uzyskiwanej głównie ze spalania lipidów. Przemiana glukozy w kwasy tłuszczowe pochłania taką samą ilość energii, jaka zawarta jest w de novo syntetyzowanych kwasach tłuszczowych. Upraszczając, można powiedzieć, że lipogeneza indukowana węglowodanami prowadzi do eliminacji nadmiaru spożytych węglowodanów – bez magazynowania zapasów energetycznych!
Rola tłuszczów
Odwrotnie niż węglowodany, tłuszcze nie pobudzają utleniania swojej cząsteczki, a ich magazynowanie w tkance tłuszczowej nie wymaga dostarczania energii. Co więcej, tłuszcze mogą być odkładane bez ograniczeń w tkance tłuszczowej.
Tłuszcze są magazynowane w komórkach tłuszczowych w postaci triglicerydów. Komórki tłuszczowe (adypocyty) różnicują się w razie potrzeby z komórki macierzystej. Zróżnicowana komórka tłuszczowa magazynuje triglicerydy (ulega przerostowi), a kiedy osiąga wielkość krytyczną, nowy preadypocyt rozpoczyna różnicowanie. Liczba komórek tłuszczowych wzrasta więc proporcjonalnie do ilości nadwyżek tłuszczów, co nazywamy rozrostem (hiperplazją) tkanki tłuszczowej. Trzeba podkreślić, że adypocyty nigdy nie wracają do stadium niezróżnicowanego – zmniejszenie ilości masy tłuszczowej odpowiada
