2014年5月30日金曜日

肥満を防ぐには To prevent obesity

二つの肥満仮説

Two obesity hypotheses

肥満に関して、二つの仮説がある。
  • カロリー説。 摂取カロリーが消費カロリーを上回ると、超過分のカロリーが脂肪に置き換えるという仮説である。この場合、痩せるためには、消費カロリーを増やすか、摂取カロリーを減らすことが必要である。
  • ホルモン説(炭水化物説)。 炭水化物摂取によってインスリンが放出されて脂肪細胞が刺激されて脂肪の燃焼が妨げられる。インスリン濃度が上昇した状態が続くと体重が増える。したがって、痩せるためには炭水化物摂取制限をし、インスリン濃度の上昇を防ぐことが必要である。
There are two hypotheses concerning obesity
  • Calorie theory.  When an ingestion calorie exceeds a consumption calorie,  an exceeded calorie transposes to fat. In this case, in order to become thin, it is required to increase a consumption calorie or to reduce an ingestion calorie. 
  • Hormone theory (carbohydrate theory).  An insulin is emitted by carbohydrate ingestion, adipose cells are stimulated, and combustion of fat is barred. If the insulin concentration remains high level, body weight will increase. Therefore, it is required to carry out carbohydrate ingestion restrictions, in order to become thin, and to prevent the rise of insulin concentration. 

トーベス(2013, 日経サイエンス、2013年12月号) によれば、ホルモン説が注目を浴びているが、検証には成功していない。摂取カロリーを統制して、炭水化物の効果を調べる必要があるが、炭水化物1g 4 kcal, タンパク質1g 4 kcal, 脂質1g  9kcalは食物の形態や消化率を無視した値で、かなり統制が難しい。この辺りの統制不能の誤差が研究結果に混入していると思う。

According Taubes(2013, Nikkei Science, the December, 2013 issue) , the hormone theory is capturing the spotlight, but its verification is not succeeded. Although it is necessary to control an ingestion calorie and to investigate the effect of carbohydrate. The calorie value of each gram of  carbohydrate 4 kcal, protein 4 kcal, and lipid  9 kcal are the values which disregarded the form and digestive rate of food. Therefore the control of intake calorie is quite difficult.  I think that this kind of error is mixed in research findings.

いくつか、メタ分析を行ったレビューを読んでみた。ジョンスンら(2013) は砂糖の取り過ぎが肥満、メタボリック症候群、糖尿病を引き起こすという。ネズミの実験では果糖がインスリン抵抗性(インスリンの分泌があっても血糖値が下がらないこと)や血圧を上げるという。また、体重の増加とは関係なしに、メタボリック症候群が発展するらしい。彼らは人間で行われたいくつかのランダム化比較研究をレビューしている。それによると、糖分を投与されたグループは体重が増え、インシュリン抵抗性が大きくなった。また、糖分を含んだ飲み物とミルクや水などの飲み物を与えた比較研究では、統制群に比較して脂肪組織や体重が増えた。

I have read several systematic reviews which conducted meta analysis. Johnson et al(2013) maintained the sugar caused overweight, metabolic syndrome, and diabetes. Fructose raises insulin resistance ( this means that if there is secretion of an insulin, the blood sugar level do not decrease) and blood pressure in rats. Moreover, seemingly, metabolic syndrome will develop without the relation to the increase in weight. They reviewed the randomized comparative studies in men. According to them, the intake of fructose increased body weight and insulin resistance level. Moreover, the subject receiving sugary soft drink gained more liver fat, cholesterol and weight as compared to the control group. 

一方、カーンら(2014)のレビューでは砂糖を強調しすぎであるという。確かに、砂糖の摂取量は2000年からは減少しているが、肥満者は増え続けている。レビューによると、砂糖に関するランダム化比較試験では、砂糖を通常の食事に追加した場合に体重が増えるが、摂取カロリーが一定の場合は体重は変化しない。ジョンスンらは摂取カロリーが一定でも砂糖が血清中の尿酸値を上げることを示したが、肝臓の生理指標にはほとんど影響がなかった。エネルギー消費を摂取カロリーで統制すると、砂糖は体重には何の影響も与えない。


On the other hand,  Kahn et al(2014) criticized that role of dietary sugar was emphasized too much. Surely, although the estimated intake of sugar is decreasing from 2000, the number of obesity persons are increasing.  According to this review, when sugar was added to the usual meal, weight increased, but when intake calorie was constant, weight did not change in many randomized controlled trials. Johnson et al.(2013) showed that sugar increased the uric acid in serum, but it had no effect on a wide variety of hepatic biomarkers. Kahn et al. asserted that sugar gave no influence on body weight when energy consumption was controlled by intake calorie.

カーンらの砂糖の想定される効果をまとめた表を引用しておこう。砂糖を同一カロリーの他の食品への変更しても体重の増加は見られないし、糖尿病の原因になるというエビテンスもない。もちろん、摂取カロリーを増やすと太るし、砂糖は過剰なカロリーを提供してしまう。

I will cite a summary table of Kahn et al.(2014) on the putative effects of sugar. The body weight did not increase when sugar was changed to other isocaloric nutrients. And, there is no evidence that sugar caused diabetes. Of course, excessive intake calorie causes weight increase, and sugar provides unnecessary calorie.




日経サイエンスの記事の執筆者は、ホルモン説に立ち、近い将来に実証されそうに書いているが、他の論文を読んでみると、この仮説を支持するエビデンスもなく、実証は簡単ではないようだ。

Taubes(2013, Nikkei Science, the December, 2013 issue) was standing on  hormone theory, and he gave us an impression that this theory was proved in near future. But, I think it is not easy to prove this theory after reading several systematic reviews, because of the lack of evidence.


肥満治療の長期効果

The long-term effect of intervention of obesity

肥満への介入研究をした論文のメタ分析をいくつか読んだ。特に長期的な効果が重要だろう。ヨハンソンら(2014) は、超低カロリーダイエット(800 kcal以下 /day)、低カロリーダイエット(1200kcal以下/day)を1~2カ月行い、抗肥満薬、食事の代替、高タンパク食、マクロ的栄養素、サプリメント、運動の、どの方法で維持するのが良いかを調べた。20の研究、計3017名の介入研究のメタ分析で、治療期間は半年から3年間である。
I have read several systematic reviews which carried out the meta analysis of intervention studies of obesity. Especially, the long-term effect must be important. Johansson, et al. (2014) evaluated the long-term effects of ant-obesity drugs, meal supplement, high-protein diet, dietary supplements, other diet, or exercise on weight loss maintenance after initial very low calorie diet (below 800 kcal / day) and a low-calorie-content diet (1200 kcal or less / day) term for one or two months. Their meta analysis included 20 randomized control trials, the total number of subjects were 3017.  The treatment periods were from half a year to three years.


統制群は灰色の直線、実験群は色の直線で描かれている。サプリメントは統制群との差がまったくなく、効果がない。高タンパク食は5カ月のフォローアップ期間で統制群との差が1.5kgと効果があった。また、マクロ栄養(低脂肪)は統制群との差が1.2kgで効果があった。運動は0.8kgの差しかなく、統計的に意味のある差ではなかった。肥満防止薬は20カ月後でも体重の増加がなく、統制群より3.5kg軽い。また、食事の代替物(おそらく超低カロリーの物)は18カ月後でリバウンドはあるが、統制群よりも3.9kg軽い。つまり、もっとも効果があったのは薬物や食事の代替物であった。

The results of control group were drawn in gray straight lines, and that of experimental group were drawn in color straight lines. Dietary supplement had no effect compared to the control group. High-protein diet had significant difference in the five months follow-up period. The discrepancy was 1.5 kg.  And macronutrition ( low fat ) had significant difference with a control group. Its discrepancy was 1.2 kg. Exercise had no significant difference, which was  only a 0.8 kg difference.  Also after 20 months, anti-obesity drugs had significant prevention effects. The weight of anti-obesity group was lighter than a control group 3.5 kg. Moreover, meal replacement (it may be super-low calorie food) group was  lighter than a control group 3.9 kg, although there was a little rebound in 18 months. In sum, anti-obesity drug and meal replacement were the most effective.

一方、シュイングハックルら(2013) は、データベースから高タンパクダイエットに関するランダム化比較研究15を選び、心臓循環系、メタボの危険要因を検討した。研究期間は12カ月から24カ月であった。高タンパクダイエットは空腹時血糖値を除き、体重や腰回りなど、すべての危険因子に関して有意水準に達しなかった。肥満に対して、高タンパクダイエットを推奨するには時期尚早であるという。

On the other hand, Schwinghackl et al.(2013) chose the 15 randomized comparative studies about a high-protein diet from the database, and examined  cardiovascular and metabolic risk factors. The intervention terms were from 12 to 24 months. The high-protein diet did not reached the significance level about the risk factors, such as weight and waist, except for the fasting blood sugar level. They asserted that it was premature for recommending  high-protein diet to obesity.

暫定的結論

Provisional conclusion 

日経サイエンスの記事はホルモン説を支持する著者によって書かれたので、ホルモン説が正しそうな印象を受ける。しかし、メタ分析を行った系統的レビューをいくつか読むと、カロリー説のエビデンスはある程度あり、ホルモン説のエビデンスが乏しいという印象を受けた。また、肥満への介入研究を見ると、体重を減らした後の維持はかなり難しく、運動などでは効果がない。薬物は効果があるが、副作用がある。炭水化物制限を行いつつ、肉を無制限に食べるダイエットは、カロリー説のエビテンスと矛盾するので機能するはずがない。高タンパクダイエットは長期的には効果がないばかりか、窒素酸化物が増えるので、腎臓や肝臓等に負担がかかり、腎臓結石や痛風の危険が増える欠点もある。結局、体重を減らし、維持するには、特定の栄養素に偏ったダイエットをするのではなく、摂取カロリーを全体的に減らすしか方法はないだろう。

The article of Nikkei Science(2013, Nikkei Science, the December, 2013 issue) gave us an impression that the hormone theory seemed to be right, because the author was standing on  hormone theory.  However, when I read several systematic reviews which conducted meta analysis, I had an impression that there was much evidence of calorie theory, and the evidence of hormone theory was scarce. Moreover, the intervention studies of obesity tells us that the maintenance after reducing weight is quite difficult. That is, anti-obesity drug had significant effect but I am afraid that it may have much side effect. Regrettably, the exercise had no effect.
The diet permitted to eat meat without restriction while performing carbohydrate restrictions, had clear contradiction to calorie theory. This diet do not work well clearly. High-protein diet had no long-term effect to maintain the reduced weight, and it also burdens on the kidney, live etc, because much nitrogen oxide will be produced. There is also a risk factor of  kidney stones or gout. After all, It is not recommended to rely on a specific nutrient diet. The only method to maintain our body weight may be the way to reduce intake calorie as a whole.

2014年5月26日月曜日

電源システム再考 Reconsidering the electric system


この夏はもう一度、ワイオミングのウインド・リバー・レインジに行く予定である。途中で食料を投下して貰い、20日間ほど山の中に留まる。そこで、電源には神経質になってしまう。オプションは多いし、気象条件にも左右される。今、考えていることを書いておく。

I am planning to hike Wind River Range in Wyoming this summer. I will purchase a food drop service in the midst of hiking. Then, I can stay around 20 days in the wilderness.  Therefore, I am nervous about the electric system. There are many options, and it depends on the weather. This is my thought about it.

1.電源

Goal Zero Nomad 7。これ以外にも様々な太陽電池パネルはあるが、とりあえず、トラブルはないし、最大7W出力と高能率で、USB出力(5V, 1.0A)と、シガーソケット出力(15V, 0.3A)がある。カラビナをつけたので、実測467gと重くなった。元は440gである。

Source of electricity

GoalZero Nomad 7. There are many various solar panels, but I do not know other panels. I have no experience of trouble with this panel. Therefore, I will use this panel The maximal output is 7 W. There are USB output(5V, 1.0A) and a cigar socket output(15V, 0.3A). I added the small carabiners, then total weight became 467 gram ( originally 440 gram).



The source of electricity: Nomad 7, 467 gram

2. 蓄電池 + ランタン

電気を蓄えるには、標準のGoalZero、cheero Power Plus 2という大容量リチウムイオン電池、WAKAWAのリチウムイオン電池を考えた。ランタンの代わりにLEDライトを考えた。
  • GoalZero 単三4本 電池込みの重量は162g。エネループを使うとして、電源容量は1,900mAh X 4 = 7,600mAh。容量は大きい。しかし、エネループの電圧が一つでも下がると、他の機器の充電が難しくなる。特にカメラのリチウム電池を充電する時にトラブルが発生する。
  • cheero Power Plus 2 安価で大容量のリチウム充電池。容量は10,400mAh。ランタンとして吊せるように金具をエポキシで貼り付けた。重量は302g。
  • WAKAWAKA 小さな太陽電池パネル付き、内蔵のリチウムイオン電池は公称2,200mAh。カメラのリチウム電池(1900mAh) を充電すると、残量はゼロになる。
  • LED ライト。USB Torchという製品で、1W, 48 lumens のライト。38g。
  • バッテリーを吊すためのケーブルを自作。7g。
Storage + Lantern 

In order to have stored electricity, I decided to use a lithium ion battery called cheero Power Plus 2, which has large capacity, as compared to standard GoalZero, or to the lithium ion battery of WAKAWA.  I purchased an additional LED light
  • GoalZero.  The weight including 4 AA batteries is 162g. Its capacity is 1,900mAh X 4 = 7,600mAh when 4 eneloops are used. Capacity is large. However, if the voltage of one of eneloop dropped, charging of other apparatus will become difficult. Especially, charging  the lithium battery of a camera is impossible.
  • cheero Power Plus 2  An economical large-capacity lithium ion battery. Its capacity is 10,400mAh. I adhered metal parts with epoxy so that it could hang as a lantern. Weight is 302g. 
  • WAKAWAKA  This was a product of combination of a solar panel,  lithium ion battery, and LED light.  The capacity is  2,200mAh. The residual quantity will become zero when a lithium battery (1900mAh) of a camera is charged by WAKAWAKA.
  • LED Light. This is called USB Torch. The light is  1W and 48 lumens. weight 38 gram. 
  • I made a hanging cable for a lithium ion battery.  7 gram. 



2. 電圧変換ケーブル

eBayで600円で購入した中国製のコンバーター。クレージードックに教えて貰った物。動作は問題なかった。剥き出しの回路はシューグーを分厚く塗って固めた。Nomad 7には15V出力があるので、カメラのリチウム電池を直結して充電はできるが、非常に遅い。そこで、試しにコンバーターを購入した。このケーブルを使えば任意のUSB出力を利用して、カメラやNexus7のリチウムイオン電池が数時間で充電可能である。

Voltage converter cable 

I purchased the converter cable made in China for 600 yen at eBay. I was taught by Crazy Doc. It works well. I thickly covered the circuit with Shoe Goo. Since Nomad 7 has 15V DC output, I connected it to the lithium battery charger of camera directly. It can charge the battery, but it is very slow. Therefore, I purchased this converter. When this cable is used with a lithium iron battery (USB output ), the batteries of camera and Nexus 7 can be charged in several hours. 




5.5 V (USB ) to 12 V DC converter cable, 23 gram

4.ランタンとしてのテスト

WAKAWAKAは少し黄色い光で、広がりがある。ランタンとしては理想的。最大120 lumens

Test as a lantern

The light of WAKAWAKA is tinged with yellow, and wide. The ideal light as a lantern. Maximal output is 120 lumens.



WAKAWAKA


USB Torchは白い光で、広角に設定しても、少し広がりが小さい。明るさは48 lumensとWAKAWAKAの半分だが、WAKAWA を最大出力では使わないので、実質的には変わらない。

The light of USB Torch is white and a little narrow. The maximal output is 48 lumens, a half of WAKAWAKA. But there is no essential difference from WAKAWAKA, since I do not use WAKAWAKA  as a maximal output.


USB Torch


ランタンとして使うならWAKAWAがベストだが、リチウムイオン電池の容量が小さい。任意のリチウムイオン電池と組み合わせ可能なUSB Torchも健闘している。こんど、アメリカにはUSB Torchを持っていくことになりそうだ。

WAKAWAKA is the best when it is used as a lantern, but the capacity of lithium ion battery is small. Therefore, the USB Torch is not bad, when it is used with any lithium ion battery. I will bring the USB Torch to USA this summer.

5. エネロープ用チャージャー 

もし、cheeroなどのリチウムイオン電池を太陽電池パネルの蓄電池として利用すると、USB出力対応の充電器が必要になる。これは、エネロープ用で、41g。単4も充電できる。

The charger for eneloop

When lithium ion batteries, such as cheero is used as a storage of  solar energy, the charger of AA batteries should have a USB input. This is a charge for eneloop. Its weight is 41 gram. AAA batteries can also be charged.


6. カメラ用バッテリーチャージャー

これは1000円程度のPentax互換品。15Vのシガーソケット出力に対応している。Pentax純正よりもコンパクトで優れている。

The charger for a lithium ion battery of camera

This is a cheep Pentax compatible charger, which costs around 1000 yen. This has 15 V DC cigar socket output. Therefore this is superior to the Pentax products.


Battery Charger for Camera,  72gram


7. 暫定的結論

cheeroのリチウムイオンバッテリーを持っていけば、数時間でカメラのバッテリーや単三電池が充電できる。つまり、寝ている間に充電することにすれば、予備バッテリーが不要になる。ラジオとノイズリダクションのイヤホンは単4だか、GPS、ヘッドランプ、inReachは単三電池なので、もしバッテリーが切れても入れ替えて使用できるので、緊急事態は起こらない。しかし、カメラのバッテリーが突然切れると、撮影チャンスを永久に失ってしまう。つまり、予備バッテリーはカメラ用だけでよい。

Tentative conclusion

If I use cheero, I can charge a battery of  camera or AA or AAA battery in several hours. That is, reserve batteries are unnecessary, when they are charged at night.The batteries of radio and of the noise reduction earphone are AAA, and the batteries of GPS, headlamp, and inReach are AA. The emergency does not happen when the batteries run out suddenly, because all the batteries do not  run out simultaneously. However, if the battery of a camera is run out, I will lose a chance to take photos eternally. That is, a reserve battery of camera is the only necessity.

最終的な電源システム
  • Goal Zero Nomad 7
  • cheero Power Plus 2
  • USB Torch
  • 5.5 V (USB ) to 12 V DC converter cable
  • エネロープ用チャージャー
  • カメラ用バッテリーチャージャー
  • 予備バッテリーはカメラ用のみ
関連機材としては、GPS、 inReach、ヘッドランプ、ノイズリダクション・イヤホン(ラジオは持っていかないが、航空機の中で使う)。予備乾電池は持たない。

A final electric system

  • Goal Zero Nomad 7
  • cheero Power Plus 2
  • USB Torch
  • 5.5V (USB) to 12 V DC converter cable
  • USB charger for eneloop
  • A reserve battery of camera. 

My electric devices are GPS, inReach, a head lamp, and a noise reduction earphone (I will leave the radio at home. I use earphone in an airplane).  I will not bring AA and AAA rechargeable batteries.