Making up a physiologic behaviour from a physics constraint

(versión en español: pinchar aquí)

When you eat more calories than you burn, the excess calories are primarily shunted into your adipose tissue. Your adiposity, or body fatness, increases. It really is as simple as that (Stephan Guyenet, PhD)

No, it is not as simple as that. As a matter of fact, that idea is a perfect example of the energy balance pseudoscience. The laws of physics do not tell you how things work, but rather the constraints under which they work. Whatever happens in a system, its behaviour cannot violate nature laws: matter cannot be created from nothing, an object will not accelerate unless a net force is applied or energy can not be created nor destroyed. Nevertheless, those limitations are often irrelevant in practice. For example, according to the Law of Conservation of Matter, you cannot accumulate matter in your body unless more matter enters the body than exits. But that fact is irrelevant for understanding growths in a living being.

What I want to explain in this blog entry is that the fraud in the energy balance theory does not lie in the maths —since this theory is indeed compatible with the physics constraint imposed by The First Law of Thermodynamics—, but in the physiologic behaviour that this theory makes up by using language tricks.

I am going to use a water tank as an analogy. Water is poured regularly into the tank and part of its contents is lost through a drain. We know that water cannot accumulate in the tank unless more water comes in than is lost through the drain. That is a true as useless, because it is just saying accumulation with different words. But, do you think that when more water comes in than goes out, the excess water is accumulated in the tank?

I am going to present two simple models based on a water tank. Both of them are compatible with the physics laws, since water is not created nor destroyed in any of them, but they behave differently. I insist: my point is that the energy balance theory is a fraud not because of its maths but because it makes up a physiologic behaviour.

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Model #1

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Let us assume, for example, the following behaviour of the drain: the rate at which water flows from the tank is constant. In this case, if the rate of water flowing into the tank is bigger than the drain rate, water will accumulate in the tank. We could say “excess water” accumulates in the tank.

But let us assume that the drain rate is adaptative and equal to the rate of water poured into the tank. Would you say that, in this case, “when more water comes in than goes out, excess water accumulates in the tank“? No it does not and, in this case, there is no such thing as excess water. Not always it is correct to say that “when more water comes in than goes out, the excess water is accumulated in the tank“.

It is our physiology knowledge what would lead, where appropriate, to talk about “caloric excess”. From the First Law of Thermodynamics we cannot deduce a physiologic behavior, which is what the fraudulent energy balance theory does.

For example, the storage of carbohydrates as glycogen cannot be caused by an intake that exceeds their oxidation, because that would mean that by increasing our carbohydrate intake we could gain as much weight as we wanted. But physiology says it is not like that.

a chronic imbalance between carbohydrate intake and oxidation cannot be the basis of weight gain because storage capacity is limited and controlled, conversion to fat is an option which only occurs under extreme conditions in humans, and oxidation is increased to match intake (Broskey et al.)

Physiology determines if it is correct to speak of a specific “excess” as a cause of a specific accumulation.

Model #2

In this model part of the contents of the tank is lost through the drain, but part is lost because it overflows the walls of the tank.

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Please note that our body has physiologic mechanism that can dissipate unnecessary nutrients as heat. One of these mechanisms are the uncoupling proteins, which can be found in several organs and tissues in our body.

Moreover, in this model the walls of the tank are not fixed, but they can dynamically expand or contract, changing the total volume of the tank. In this model the position of the walls is regulated by the concentration of specific substances in the water.

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Let us assume that a specific substance is present in the water and it makes the tank expand. As a consequence of that expansion, the total volume of water stored in the tank increases. Would you say that, in this case, “when more water comes in than goes out, excess water accumulates in the tank“? No, this not correct. The use of the term “excess water” is unwarranted.

Water is not accumulated because more water comes in than goes out, although more water will come in than go out when water accumulates.

This model does not violate universal laws of physics —water is not magically created nor destroyed— and the existence of another model that is also compatible with the physics laws, but with a behaviour different from that of the energy balance theory, clearly shows that this theory goes beyond the physics constraint that the First Law of Thermodynamics establishes: it introduces an unwarranted physiologic behaviour. As I said before, the fraud of the energy balance pseudoscience does not lie in the maths but in the unwarranted physiologic behaviour that it makes up.

Fundamentally, obesity is a problem of energy imbalance, which only develops when energy (food) intake exceeds total energy expenditure (Schrimpton et al.).

Obesity is not a problem of energy imbalance: it is a problem of excessive triglyceride accumulation in the adipose tissue. There is no physiologic basis for talking about “energy” or “energy excess” in regard to weight changes in the human body.

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Are we obese because of a hungry brain or are we because of the pseudoscience that the “experts” spread?

The energy balance theory

Stephan Guyenet, PhD has written a book titled “The Hungry Brain: Outsmarting the Instincts That Make Us Overeat “. Just having a look at its cover makes it clear that nothing interesting can be expected from inside the book, as this guy is trying to answer a wrong question: he assumes that the cause of obesity is that we overeat.

A couple of excerpts from the book:

Three independent methods suggest that our calorie intake increased substantially over the course of the obesity epidemic, and this increase is sufficient to account for the weight we gained. Simply stated, we gained weight because we ate more.

When you eat more calories than you burn, the excess calories are primarily shunted into your adipose tissue. Your adiposity, or body fatness, increases. It really is as simple as that

Any energy that’s left over after the body has used what it needs is stored as body fat

When calorie expenditure decreases and calorie intake increases, the energy balance equation leaves only one possible outcome: fat gain. We gained fat as we ate more calories than we needed to remain lean, given our physical activity level. In other words, we overate.

Quackery and pseudoscience

Two sentences from Guyenet’s book are perfect as an illustration of how the energy balance pseudoscience is built:

When you eat more calories than you burn, the excess calories are primarily shunted into your adipose tissue. Your adiposity, or body fatness, increases. It really is as simple as that

Any energy that’s left over after the body has used what it needs is stored as body fat

Is actually that the way our body works? First our body uses the energy it needs, and then what’s left is stored as body fat? Is that what our knowledge of the human body’s physiology says that happens? I’d like to see the scientific evidence that supports Guyenet’s claims, because I think it is absolutely UNTRUE that our body works the way he declares. Guyenet’s ideas are not science, they are quackery.

What are the tricks here?

    1. the sophistry makes energy expenditure seem like an input in the “human body” system. And once two terms of the energy balance (i.e. expenditure and intake) are fraudulently presented as inputs, then the energy balance equation is used to deduce that the the third one (energy stored as body fat) is forced to change. But the caloric intake is, actually, the only input in the “energy balance” model: energy expenditure and energy accumulation are outputs/results/consequences, not inputs/variables under our control. They deduct what is cause and what is effect from a mathematical equation when causality can only be inferred from the knowledge of how this particular system works.
    2. without any possible justification, they use the term “body fat” in the energy balance equation, instead of “energy accumulation”. The result of this is that two terms of the energy balance equation are related to the human body as a whole, but the third one (and also the conclusions) are related to a specific tissue. As I said before: unjustifiable.
    3. they perform a one-dimensional problem analysis, one that misleadingly only takes into account the “energy” variable and, logically, this approach is a blind alley in which the only conclusion that can be reached is to identify the calories as cause or solution for our obesity problem.

Moreover, the data that Guyenet is using is epidemiological, i.e. statistical data from a population. These data aren’t from a controlled experiment’s output. In this case, not even the caloric intake is necessarily an input, a cause: a priori it is only an effect, an observed symptom. Nobody here has carried out a controlled experiment in which the caloric intake has been increased: we are observing that the caloric intake has increased in the last decades, because of an unknown cause. There is no rational basis supporting Guyenet’s claims, which are the idea that two of the terms of the energy balance equation have changed and then, as a consequence, the third one has been forced to change.

An inappropriate food composition (i.e. the presence of sugars, grain flours, added chemicals, etc.) could have simultaneously induced fat accumulation —-per se, independently of the calories consumed—, an increase in the caloric intake (which in turn aggravates the body fat accumulation) and a reduction of the physical activity levels. The laws of thermodynamics can’t say what is cause and what is effect, nor do they impose a relevant role for energy, neither as a cause nor as a solution to the problem of obesity. The idea that “calories count” is not derived from the thermodynamics laws, and therefore it needs to be proved. I believe it is really significative that when evidence is presented to defend this theory, it is always false.

Although I have written repeatedly about all these sophisms, there is one of them that I consider critical:

from a tautology (i.e. saying the same in a different way) it is inferred that gaining or losing weight are energy balance issues, and that talking about calories is unavoidable.

“If you eat more calories than you burn, you will gain weight”

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The best way to explain the deception is, probably, to apply the same reasoning to a different tissue, e.g. muscle mass:

the laws of physics tell us that muscle mass can’t get bigger unless you eat more than you spend, so the increase in muscle mass happens as a result of a caloric intake that is excessive for your energy needs

You know it is wrong. You know that there is a “trick” in the reasoning. You know that the laws of physics don’t say that the muscle mass increases because you eat too much and move too little, and nobody can convince you of that, no matter how skilled they are playing with words. You understand that, when talking about the muscle tissue, it is absolutely stupid to use the energy balance theory to infer the cause of the growth. Once you realize that facts, nobody will ever convince you that using the laws of physics is a must when talking about the adipose tissue.

If you consume more calories than you burn, will your muscles grow?

What is wrong with the above sentence? This is not a rhetorical question: it is an important one. Can you explain the fallacy?

The carrot, the stick and the string

In one of my favourite blog posts, ““, I use the analogy of a man attached to a carrot by means of a stick and a string (see image below). What I try to to illustrate with the analogy is how solutions for a problem derived from inviolable laws of physics, can be undeniably stupid. As we will see next, a key in the fallacy is assuming a value for a parameter that is not actually under our control.

Stick

Referred to the picture above, are the following statements true or false?

If you run faster than the carrot, you’ll reach it.

If you run slower than the carrot, it will eventually disappear from your sight.

Reaching the carrot is about managing your speed relative to the carrot’s speed. Creating a speed surplus is the way to reach it, while a speed deficit will make it move away from you.

Disassembling the stick that links you to the carrot is useless, because unless your speed is greater that the carrot’s you won’t reach it.

Are you still not persuaded that speed is the key to solve the problem?

all you need is to know is the carrot’s speed and then move faster than it. Let’s say that the carrot is moving at 1 km/h. In this case, you only need to move a little faster, for example at 2 km/h, and I can guarantee that you’ll reach the carrot. It really is as simple as that.

Do you disagree with this? May be you think that it is possible to reach the carrot without being faster than it is? I’m sorry to break this to you, but that would violate the laws of physics and you can’t do that.

Is it true that if you run faster than the carrot you’re going to catch it? Yes, it is, but it is a sophism , because this solution is only correct in appearance, since it is unrelated to the specifics of the problem. Any reference made to the carrot’s speed should be making clear that this magnitude is an observed output, instead of giving the impression that it is an input with a specific value or that we can force a positive or negative difference relative to another parameter.

According to logic, what is the relationship between the man’s speed and his distance to the carrot? Does logic say that managing his speed is the way to reduce that distance? Do the laws of physics tell us that any solution that works does so simply because it helps us increase our speed?

If the laws of physics say always exactly the same thing, whether there is or there isn’t a stick that links you to the carrot, can these laws be useful in any way to solve the problem?

The laws of thermodynamics are exactly the same regardless of the physiological mechanism used by an adipocyte to grow! What on earth made us believe that these laws can be useful for understanding or curing obesity? Nobody uses them with any other growth of a tissue. Isn’t that fishy?

Summary

We are nothing else than arrogant morons. If we ask a child for help on how to reach the carrot, he/she will not say that you have to create a speed surplus. Moreover, the “speed” concept won’t even cross his/her mind. And he/she will solve the problem. The fact that a law of physics is inviolable, doesn’t mean that that law is necessary, nor useful nor relevant to solve a problem. In my opinion, the people that defend the use of the laws of thermodynamics in nutrition are themselves the problem and will never be the part of the solution.

If you consume 2000 kcal/day and your expenditure is 1950 kcal/day, you will gain weight. If you have that same energy expenditure and you consume only 1900 kcal/day, you will lose weight.

Did we gain weight because we consumed more calories than we expended? Can you tell now how, from a tautology that tells us nothing useful, has the energy balance pseudoscience been built?

Further reading:

¿Nos engorda un cerebro hambriento o más bien lo hace la pseudociencia difundida por los “expertos”?

La teoría del balance energético

Stephan Guyenet, PhD ha escrito un libro: “El cerebro hambriento: seamos más listos que los instintos que nos hacen comer de más” (“The Hungry Brain: Outsmarting the Instincts That Make Us Overeat“). Ya la portada deja claro que nada se puede esperar del interior del libro, pues este señor intenta dar respuesta a una pregunta equivocada: presupone que la causa de la obesidad es que se come “de más” (ver).

Algunos fragmentos del libro (pongo el texto original y mi traducción a continuación):

Three independent methods suggest that our calorie intake increased substantially over the course of the obesity epidemic, and this increase is sufficient to account fotr the weight we gained. Simply stated, we gained weight because we ate more.

Tres métodos independientes sugieren que nuestra ingesta calórica aumentó substancialmente en el transcurso de la epidemia de obesidad, y este aumento es suficiente para explicar el peso que hemos ganado. En pocas palabras, ganamos peso porque comimos más.

When you eat more calories than you burn, the excess calories are primarily shunted into your adipose tissue. Your adiposity, or body fatness, increases. It really is as simple as that

Cuando consumes más calorías de las que quemas, el exceso de calorías es principalmente empujado al tejido adiposo. Tu adiposidad o grasa del cuerpo, aumenta. Es realmente tan simple como eso

Any energy that’s left over after the body has used what it needs is stored as body fat

Cualquier energía que queda después de que el cuerpo ha utilizado lo que necesita es almacenada como grasa corporal

When calorie expenditure decreases and calorie intake increases, the energy balance equation leaves only one possible outcome: fat gain. We gained fat as we ate more calories than we needed to remain lean, given our physical activity level. In other words, we overate.

Cuando disminuye el gasto calórico y aumenta la ingesta calórica, la ecuación del balance energético deja solamente un resultado posible: ganancia de grasa. Hemos ganado grasa porque hemos consumido más calorías de las necesitábamos para permanecer delgados, dado nuestro nivel de actividad física. En otras palabras, hemos comido de más.

Charlatanería y pseudociencia

Dos de las frases del libro de Guyenet son perfectas como ilustración de cómo se construye la pseudociencia del balance energético:

Cualquier energía que queda después de que el cuerpo ha utilizado lo que necesita es almacenada como grasa corporal

Cuando disminuye el gasto calórico y aumenta la ingesta calórica, la ecuación del balance energético deja solamente un resultado posible: ganancia de grasa.

¿Es así como funciona nuestro cuerpo (ver)? ¿Primero se usa la energía para cubrir las necesidades, y a continuación lo que queda se almacena como grasa corporal? ¿Es eso lo que dice nuestro conocimiento de la fisiología que sucede? Me gustaría ver la evidencia científica que hay tras las afirmaciones de Guyenet, porque a mí me parece que es absolutamente FALSO que nuestro organismo funcione como este señor dice. Lo de este señor no es ciencia, es charlatanería. Quackery, en inglés.

Algunas de las trampas o errores de razonamiento:

  1. la sofistería convierte el gasto energético en una entrada del sistema. Y una vez establecida de forma fraudulenta una relación entre dos términos del balance energético (ingesta y gasto), se transmite la idea de que el tercero (acumulación de grasa corporal) es forzado a asumir un valor. La realidad es que la única “entrada” del modelo “balance energético” es la ingesta energética: gasto energético y acumulación de energía son resultados/salidas/consecuencias, no entradas/variables bajo nuestro control (ver). En definitiva, se está deduciendo una relación causa-efecto de una ecuación matemática cuando la causalidad sólo se puede deducir del conocimiento de cómo funciona el sistema concreto del que hablamos (ver).
  2. sin ninguna justificación posible, se habla de “grasa corporal” en lugar de “acumulación de energía” (ver,ver). El resultado es que dos de los términos del balance energético se aplican a nivel corporal, pero el tercero y las conclusiones hacen referencia a un tejido concreto (ver). Como decía: injustificable.
  3. se está realizando un análisis unidimensional del problema, en el que de forma engañosa únicamente se tienen en cuenta las calorías y, lógicamente, ese planteamiento es un callejón sin salida en el que la única conclusión a la que se puede llegar es identificar a las calorías como causa o solución al problema de la obesidad (ver,ver,ver).

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Pero, además, Guyenet lo que está haciendo es observar datos estadísticos de una población. Esos datos no proceden de la realización de un experimento. En este caso, ni siquiera la ingesta energética es necesariamente una entrada, una causa: a priori es un efecto, un síntoma observado. No hemos realizado un experimento controlado en el que se ha aumentado la ingesta energética y se ha observado el resultado: estamos observando que la ingesta energética ha aumentado en los últimos años, por una causa desconocida. No hay ninguna base racional que sustente el planteamiento de Guyenet, que es asumir que dos de los términos del balance energético los estamos fijando y que el tercero es consecuencia del cambio en esos otros dos.

Una inadecuada composición de la comida (i.e. presencia de azúcar, harinas, productos químicos, etc.) puede estar produciendo simultáneamente acumulación de grasa —por engordante, al margen de las calorías consumidas—, un aumento de la ingesta (que a su vez se traduce en mayor acumulación aún de grasa corporal) y una reducción de los niveles de actividad física (ver,ver). Las leyes de la termodinámica no imponen qué es causa de qué, ni imponen un papel relevante de la “energía” ni en el origen ni en la solución al problema de la obesidad. No deriva de las leyes de la física, por lo que la idea de que “las calorías importan” hay que justificarla y demostrarla (ver,ver,ver). Creo que es muy significativo que las únicas pruebas que se presentan para defender esa teoría son falsas (ver,ver).

Aunque he hablado de todos estos sofismas de forma reiterada en el blog, uno de ellos lo considero primordial (ver):

sin más base que una tautología (i.e. decir lo mismo de otra forma) se hace creer a la gente que engordar o adelgazar son una cuestión energética y que es inevitable tratar el problema hablando de calorías

“Si comes más de lo que gastas vas a engordar”

Posiblemente, la mejor forma de entender el engaño es aplicar la misma forma de pensar a la masa muscular:

las leyes de la física establecen que no se puede aumentar la masa muscular sin comer más de lo que se gasta, por lo que el aumento de la masa muscular se produce como consecuencia de una ingesta excesiva respecto de nuestras necesidades energéticas

Sabes que no es así. Sabes que hay una “trampa” en este planteamiento. Sabes que las leyes de la física no dicen que el músculo aumente por comer mucho y moverse poco, por mucho que se juegue con las palabras (ver,ver,ver,ver,ver). Sabes que, hablando del tejido muscular, deducir del balance energético la causa del aumento de tamaño es una soberana estupidez. A partir de ahí, es complicado que alguien te convenza de que las leyes de la física obligan a hablar de calorías cuando el tejido es otro.

Si comes más de lo que gastas, aumentará tu musculatura

¿Qué es falso en la afirmación anterior? No es una pregunta retórica: es una pregunta importante. ¿Puedes explicar en qué consiste la falacia?

El hombre y la zanahoria

En una de las entradas del blog que más me gusta, “Aprende a adelgazar con los expertos en nutrición“, uso la analogía de un hombre unido a una zanahoria mediante un palo y un hilo (ver imagen bajo estas líneas) para ilustrar cómo proponer soluciones para un problema empleando leyes de la física cuyo cumplimiento es innegable, puede ser absolutamente estúpido. Como vamos a ver, se juega con las palabras suponiendo un valor en un parámetro sobre el que en realidad no tenemos ningún control.Stick

Referidas a la imagen anterior, ¿son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones?

Si corres más rápido que la zanahoria, la alcanzas.

Si eres más lento que la zanahoria, acabará desapareciendo de tu vista.

Por tanto, alcanzar la zanahoria es una cuestión de gestionar tu velocidad relativa a la velocidad de la zanahoria. Creando un superávit de velocidad la alcanzarás, con un déficit de velocidad desaparecerá de tu vista.

Por mucho que desmontes el palo que te une a la zanahoria, si tu velocidad no es mayor que la de la zanahoria no vas a alcanzarla. Tan simple como esto.

¿No estás convencido/a? A ver:

lo único que necesitas es saber a qué velocidad se mueve la zanahoria y moverte más rápido que ella. Pongamos que la zanahoria se mueve a una velocidad de 1 km/h. En tal caso, tú te tienes que mover un poco más rápido, por ejemplo a 2 km/h, y vas a alcanzar a la zanahoria. Es realmente tan sencillo como eso.

¿Qué es lo que no entiendes? ¿Es que crees que es posible alcanzar la zanahoria sin ser más rápido que ella? Disculpa, pero eso violaría las leyes de la física.

¿Es cierto que si corres más rápido que la zanahoria la vas a alcanzar? Sí, pero es un sofisma, porque esa solución sólo es correcta en apariencia, pues es ajena a la realidad del problema (ver). Cualquier referencia a la velocidad de la zanahoria tiene que ser expresando que su magnitud es un resultado observado, y no asumiendo como punto de partida que tiene un valor determinado o que podemos forzar porque sí una diferencia positiva o negativa respecto de otro parámetro.

Según la lógica, ¿qué relación existe entre la velocidad de la persona y su distancia hasta la zanahoria? ¿Dice la lógica que regular nuestra velocidad es la forma de reducir esa distancia? ¿Se decuce de las leyes de la física que cualquier solución que funcione lo hace porque sencillamente nos ayuda a aumentar nuestra velocidad? (ver,ver)

Si las leyes de la física son exactamente las mismas, exista o no exista un palo que te une con la zanahoria, ¿pueden esas leyes ser útiles de alguna manera para resolver el problema?

¡Las leyes de la termodinámica son exactamente las mismas sea cual sea el mecanismo fisiológico por el que un adipocito engorda! ¿Qué nos ha hecho creer que estas leyes pueden ser útiles para entender o combatir la obesidad? No se usan con ningún otro crecimiento de un tejido en un ser vivo, ¿no es eso altamente sospechoso? (ver

Resumen

No somos más que unos burros arrogantes. Si le pregunto a un niño cómo alcanzar la zanahoria, no me hablará de que tengo que crear un superávit de velocidad. Ni siquiera el concepto “velocidad” pasará por su mente. Y resolverá el problema. Que una ley de la física se tenga que cumplir siempre, no implica que esa ley sea ni necesaria, ni relevante, ni útil para resolver un problema. En mi opinión, las personas que defienden el uso de las leyes de la termodinámica en nutrición son el problema y nunca van a ser la solución.

Si comes 2000 kcal/día y gastas 1950 kcal/día, engordas. Si con el mismo gasto energético consumes sólo 1900, adelgazas.

¿Hemos ganado grasa porque hemos consumido más calorías de las necesitábamos? ¿Vemos ahora un poco más claro cómo a partir de una tautología que realmente no dice nada, se ha construido la pseudociencia del balance energético?

Leer más:

Sugar-sweetened beverages and obesity

DAILY calories from sugar-sweetened beverages among U.S. adults (1980-2010):

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CUMULATIVE TOTAL increment in the percentage of obese adults (orange stars) versus CUMULATIVE TOTAL calories from sugar-sweetened beverages (blue line; numerical data not shown in the figure):

Are these data consistent with an important effect of sugar-sweetened beverages on body weight? Do they suggest, on the contrary, that sugar-sweetened beverages are highly unlikely to be an important cause of obesity?

Further reading:

Obesidad y bebidas edulcoradas con azúcares

Ingesta DIARIA de bebidas edulcoradas con azúcares (1980-2010) en adultos en USA:

imagen_0462 (fuente,fuente)

Incremento ACUMULADO en el porcentaje de adultos obesos (estrellas naranjas) frente a ingesta ACUMULADA de bebidas edulcoradas con azúcares (línea azul; no se muestran los valores en el eje vertical):
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¿Son compatibles estos datos con un efecto importante del consumo de bebidas edulcoradas con azúcares en la epidemia de obesidad? ¿Sugieren, por el contrario, que es altamente improbable que exista una relación importante entre obesidad y bebidas edulcoradas con azúcares?

Leer más:

Si hoy consumes menos azúcar que ayer, ¿adelgazas?

Introducción

Esta entrada es una extensión de un artículo que publiqué hace unos días. La idea que quiero analizar es la siguiente:

Tenemos datos de la evolución temporal de dos parámetros, llamémoslos A y B. Algunas personas creen que hay una relación de dependencia A-B de tal forma que A influye de forma notable en B, pero A ha cambiado en los últimos años sin que eso se haya visto reflejado demasiado en B, lo que para otras personas sugiere que es altamente improbable que A tenga un efecto significativo en B.

A efectos de explicar el fallo en el planteamiento anterior, voy a suponer un modelo de obesidad muy sencillo: engordamos 3 g por cada 100 g de azúcar consumido. Por favor, que nadie se moleste en criticar el modelo: únicamente lo empleo como herramienta para explicar el error que hay en el planteamiento que hemos visto antes. Lo que vamos a ver es que, bajo la premisa de que el azúcar está determinando por completo el aumento de peso corporal, la correlación entre ingesta de azúcar y peso corporal puede ser baja. Ésa es la conclusión relevante y el modelo concreto empleado es irrelevante.

Valores DIARIOS y valores ACUMULADOS

En definitiva, el supuesto es que engordamos 3 g por cada 100 g de azúcar consumidos. Si consumo 50 g de azúcar, engordaré la mitad: 1.5 g.

Si un día consumo una cierta cantidad de azúcar, el incremento de peso DIARIO estará directamente relacionado con esa ingesta DIARIA de azúcar.

Si a lo largo de un año he consumido una cierta cantidad de azúcar, el incremento ANUAL de peso también estará directamente relacionado con esa ingesta ANUAL de azúcar. Si en un año consumo 33 kg de azúcar, engordaré 1 kg. Si hubiese consumido sólo la tercera parte de esos 33 kg, habría engordado la tercera parte de 1kg.

Pongamos que con los años nuestro consumo DIARIO de azúcar ha ido evolucionando según indica la curva azul en la gráfica que muestro bajo estas líneas. En tal caso, nuestro aumento de peso DIARIO sería el indicado por la curva roja (calculado según la hipótesis de que engordamos 3g por cada 100 g de azúcar consumidos).

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Ingesta de azúcar DIARIA y aumento de peso DIARIO son dos variables directamente relacionadas. Su correlación, i.e. el parecido entre ambas calculado matemáticamente, es máxima.

Si representamos (en azul) la ingesta de azúcar ACUMULADA desde 1980 (es decir, en cada año indicamos el total de azúcar consumido desde 1980 hasta ese año), frente al (en rojo) aumento de peso corporal ACUMULADO desde 1980 hasta ese año, la gráfica sería la siguiente:

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Igual que sucedía con ingesta de azúcar DIARIA y engorde DIARIO, hay una relación directa entre ingesta de azúcar ACUMULADA y aumento de peso ACUMULADO. Es lo que dicta la lógica: bajo la premisa de que el engorde es directamente proporcional al azúcar consumido, si el consumo total de azúcar en los últimos X años ha sido más grande, habrás engordado más, y si es más pequeño, habrás engordado menos.

Para que se entienda mejor lo que voy a contar a continuación, vamos a pensar en que estamos llenando un cubo a base de vasos de agua. Cada día vertemos en el cubo el contenido de un vaso. Si la cantidad de agua en el vaso ha ido subiendo día tras día hasta 110 ml, y llevamos los últimos 15 días reduciendo progresivamente la cantidad de agua hasta llegar a 95 ml, ¿esperamos que el agua acumulada en el cubo se reduzca? ¿Alguien defiende que si reduzco la cantidad de agua que transporto con el vaso, se tiene que reducir la cantidad de agua acumulada en el cubo? Como no se reduce, ¿concluimos entonces que es altamente improbable que el agua en el vaso haya tenido un papel relevante en el llenado del cubo?

Nos metemos en el charco: recordemos que ingesta DIARIA de azúcar y engorde DIARIO tienen máxima correlación entre sí y recordemos también que ingesta ACUMULADA de azúcar y engorde ACUMULADO tienen máxima correlación entre sí: ¿qué relación hay entre la ingesta DIARIA de azúcar en un año concreto y la ganancia de peso ACUMULADA hasta esa fecha?

Desde luego la relación no es “directa”: si reduzco el consumo de azúcar DIARIO, el peso ACUMULADO hasta esa fecha no va a bajar, en todo caso subirá menos ese año que en años anteriores, pero seguirá subiendo, y el efecto además será pequeño en términos relativos, pues sólo cambiamos el dato de un año en un conjunto compuesto por todos los años considerados en el acumulado: llevamos muchos años acumulando peso y el consumo de azúcar del último año tendrá una influencia reducida en el total.

Desde otro punto de vista, es el consumo de azúcar ACUMULADO durante todos esos años, —incluido el último año, pero con un peso que depende de cuántos años consideremos—, el que determina el engorde ACUMULADO hasta ese año. Es absurdo esperar una relación directa entre ingesta DIARIA de azúcar y peso ACUMULADO hasta la fecha. Y, de hecho, esa relación no es directa. Suponiendo que hablamos de una persona que pesaba 80 kg en 1980, represento su peso corporal ACUMULADO (en rojo) y su ingesta DIARIA de azúcar (en azul):

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Sabemos que la curva roja depende completamente de la curva azul, pero no tienen una correlación alta. O en otras palabras, acabamos de comprobar que el hecho de que la correlación no sea alta no nos dice nada sobre la existencia de una relación de dependencia entre ambas variables. Si para esta misma situación hubiésemos escogido las dos gráficas anteriores a esta última, habríamos llegado a la conclusión de que la relación entre consumo de azúcar y ganancia de peso corporal es innegable.

Si recordamos el planteamiento con el que hemos empezado, A (curva azul) ha cambiado, y apenas se nota en B (curva roja), pero nos consta que A está determinando B por completo.

¿Qué acabamos de ver?

En la última gráfica que hemos visto, la curva roja está totalmente determinada por la curva azul y sin embargo la correlación entre ambas es baja. ¿Por qué? Porque esas dos variables, siendo que sí son una dependiente de la otra, no tienen una relación directa. Una tiene que ver con el peso ACUMULADO durante múltiples años, mientras que la otra es la ingesta DIARIA de azúcar en el último de esos años. Que una siga subiendo, aunque sea más lentamente, cuando la otra baja no sugiere que no exista una relación causa-efecto entre ellas. El engorde ACUMULADO no se va a reducir si la ingesta DIARIA de azúcar se reduce: tendría que producirse un “consumo negativo de azúcar” que diese lugar a un descenso en el peso corporal. Y en cualquier caso sería el nivel, i.e. el hecho de que el consumo fuera negativo, lo que marcaría el descenso en el peso ACUMULADO, no el cambio, i.e. el hecho de que el consumo fuera cada vez más pequeño. Aunque fuera posible consumir cantidades negativas de azúcar, seguiría sin existir una relación directa entre ambos parámetros y seguiría sin ser de esperar una correlación elevada entre esas dos variables.

decir que el azúcar es la principal causa de obesidad y diabetes es proponer que existe una relación directa

La suposición de que el azúcar es engordante es creer que la ingesta DIARIA afecta a la ganancia de peso DIARIA. No es la creencia en que la ingesta DIARIA está directamente relacionada con el peso corporal ACUMULADO hasta la fecha: es una estupidez plantear que si bajas la ingesta DIARIA de azúcar tiene que bajar el peso corporal ACUMULADO. No es una cuestión de matemáticas: es sentido común.

¿Sugiere la gráfica usada por Guyenet lo que él dice, que “es altamente improbable que el azúcar sea una causa importante de engorde“? No, no lo sugiere. La gráfica es perfectamente compatible con un efecto directo del consumo DIARIO de azúcar en la ganancia de peso DIARIA: porque se puede apreciar que cuando se ha reducido un poco el consumo DIARIO, se ha reducido el engorde DIARIO.

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Resumen

El principal error —o en lo que se basa el intento de engaño— de Guyenet es que propone que tiene que existir una relación directa entre el engorde ACUMULADO y el consumo de azúcar DIARIO, y eso no tiene ningún sentido en base a la hipótesis que está tratando de refutar. Nadie propone que el consumo DIARIO de azúcar tiene una relación directa con el engorde ACUMULADO: ¡esa relación va a ser no lineal! Si hubiese comparado engorde DIARIO con consumo de azúcar DIARIO sí habría encontrado una relación directa (consistente con un efecto engordante del azúcar). Si hubiese comparado engorde ACUMULADO con consumo ACUMULADO de azúcar, sí habría encontrado una relación directa (consistente con un efecto engordante del azúcar).

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Hemos visto, apoyándonos de un modelo sencillo de obesidad, que aunque el engorde ACUMULADO y el consumo DIARIO de azúcar no estén correlacionados, eso no sugiere que no exista una relación causal entre ambos parámetros.

Por otro lado, Guyenet confunde una baja ingesta de azúcar con un consumo negativo de azúcar. Aunque no hayas entendido nada de lo que he explicado hasta aquí en la entrada, es de sentido común que si el azúcar es engordante, reducir su consumo no nos hace adelgazar.

Notas finales

  1. cuando en el texto hago referencia a relación directa entre dos variables, estoy diciendo que cuando una crece la otra también crece y que cuando una decrece la otra también decrece. Esa relación no necesariamente es de proporcionalidad.
  2. los datos que usa Guyenet son epidemiológicos. Este hecho es muy relevante, porque cuando cierta parte de la población decide dejar de consumir azúcar, posiblemente pone en marcha otro tipo de medidas para cuidar su salud, como no consumir harinas, no consumir productos procesados, cocinar más en casa, comer menos en restaurantes, etc. Y, además, los que toman esas decisiones no han sido escogidos al azar, sino que ellos son los que han decidido cuidarse, por lo que no sólo estamos comparando consumos: estamos comparando tipos de persona. Eso es una diferencia importante respecto de un estudio controlado aleatorizado, donde los participantes no escogerían si dejan de consumir azúcar o no y se intentaría que la variación en el consumo de azúcar (y quizá su sustitución por otro producto) fuera el único cambio realizado en todo el experimento. Nada de eso se cumple en la gráfica de Guyenet.
  3. sólo estamos contemplando la ingesta total de azúcar, sin tener en cuenta en qué formato se consume ese azúcar ni qué otros productos lo acompañan en la boca. Se ha perdido mucha información en el camino.
  4. estamos hablando de valores medios de una población en el caso de la ingesta y de qué porcentaje de adultos supera un cierto nivel de obesidad. Los datos interesantes serían comparar para un gran número de personas datos individualizados de consumo diario/anual con el cambio de peso diario/anual en esa misma persona.
  5. Para Guyenet la variación en el porcentaje de obesos ha sido pequeña —¡él esperaba una reducción!— pero la realidad es que el cambio ha sido demasiado grande para la mínima reducción en el consumo de azúcar (es una reducción media de un 9% respecto del valor inicial: no es reducir el consumo un 18%, como he leído por ahí). Cabe pensar que las personas que han dejado de consumir azúcar han tomado, al mismo tiempo, otras medidas para mejorar su salud, que pudieran estar contribuyendo en el claro cambio de tendencia a partir del año 2000 en el porcentaje de adultos obesos.

Leer más:

If your sugar intake today is lower than yesterday’s, do you slim down?

Introduction

This article is an extension of an article that I posted a few days ago. The idea that I want to discuss is the one below:

We have data from the time evolution of two parameters, named A and B. Some people believe that there is a dependence relationship between A and B so that A has a significant effect on B, but we know that A suffered a trend change and B didn’t, so other people say that this fact suggests that it is highly unlikely that A has a significant effect on B.

For the purpose of explaining the failures in the previous idea, I will assume a very simple model of obesity: we gain 3 g of body weight for every 100 g of sugar consumed. Please, don’t bother to criticize this model: I will only use it as a tool to explain the errors in the idea explained above. What we will see is that, under the premise that sugar is determining our body weight gain, the correlation between sugar intake and body weight may be low. That is the main conclusion and the specific model used for the explanations is irrelevant.

DAILY and CUMULATIVE TOTAL parameters

As said above, our assumption is that we fatten 3 g for every 100 g of sugar consumed. If our intake of sugar were 50 g, we would fatten half that amount: 1.5 g.

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Given a specific sugar intake, the DAILY increase in body weight will be directly related to that DAILY sugar intake.

If I’ve consumed a certain amount of sugar PER YEAR, the PER YEAR increase in body weight would also be directly related to the PER YEAR sugar intake. For example, if one year’s sugar intake were 33 kg, our body weight would increase by 1 kg that year. Had I consumed only one third of those 33 kg, my body weight would have increased that year one third of 1 kg.

Let’s say that over the years our DAILY sugar intake has changed according to the blue curve in the graph below. In this scenario, our DAILY body weight gain would change as indicated by the red curve (calculated according to the hypothesis of that we fatten 3g per each 100 g of sugar consumed).

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DAILY sugar intake and DAILY body weight gain are directly related variables. Their correlation, i.e. the mathematically-computed resemblance between them, is maximum.

If we compute (in blue) the CUMULATIVE TOTAL sugar intake since 1980 (i.e. for each year we compute the total amount of sugar consumed since 1980 until that year), versus (in red) the CUMULATIVE TOTAL body weight increase since 1980 until that year, we get this:

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Again, as we saw with DAILY body weight increase and DAILY sugar intake, there is a direct relationship between CUMULATIVE TOTAL sugar intake and CUMULATIVE TOTAL body weight gain. This is also to be expected: under the premise that body weight gain is directly proportional to the sugar intake, if the CUMULATIVE TOTAL sugar intake over the past X years gets bigger you are expected to gain more weight, and if it gets smaller you are expected to gain less weight.

In order to clarify what comes next, let’s assume we are filling a bucket by pouring into it daily glasses of water. Every day we pour into the bucket the contents of one glass of water. Let’s assume that the volume of water in the glass has been progressively rising, day after day, until reaching a peak at 110 ml, and then, for the last 15 days we have gradually reduced the volume of water in the glass until reaching 95 ml. Is the cumulative total water in the bucket expected to be reduced at the end of those 15 days? Does anyone think that if I reduce the volume of water poured daily, the volume of water in the bucket has to decrease? When we confirm it doesn’t decrease, do we conclude that it is highly unlikely that the volume of water in the glass has an important effect on the volume of water in the bucket?

Let’s get to the point, but first remember that the correlation between DAILY sugar intake and DAILY body weight gain is maximum, and remember, too, that the correlation between CUMULATIVE TOTAL sugar intake and CUMULATIVE TOTAL body weight gain is also maximum. Now, what kind of relationship exists between the DAILY sugar intake at a given year and the CUMULATIVE TOTAL body weight gain at that same year? A direct relationship is not to be expected: if the DAILY sugar intake is reduced, the CUMULATIVE TOTAL body weight is not expected to be reduced, in any case that year the body weight will go up by a smaller amount, but it will continue to increase, and the effect of a smaller DAILY sugar intake will also be small in relative terms, since we have only changed the data for one year that has to be accumulated to the rest of the years in the CUMULATIVE TOTAL: we have been accumulating body weight for years and the sugar intake during the last one of those years is expected to have a small effect in the CUMULATIVE TOTAL.

From another point of view, the CUMULATIVE TOTAL sugar intake —including the contribution from last year, but with a weight that depends on how many years are being considered—, is the variable which determines the CUMULATIVE TOTAL body weight gain to that year. It is nonsense to expect a direct relationship between DAILY sugar intake and CUMULATIVE TOTAL body weight gain. And, in fact, that relationship is not a direct one. Assuming that a man weighed 80 kg in 1980, the graph below shows his CUMULATIVE TOTAL body weight (red curve) versus his DAILY sugar intake (blue curve):

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We know that the red curve is completely determined by the blue curve, but they don’t have a good correlation. Or in other words, we confirm that a low correlation tell us nothing about the existence of a dependence relationship between two variables. If for the same situation, we had chosen the two previous graphs, we would have concluded that the relationship between sugar intake and body weight gain is undeniable.

If we recall the idea at the beginning of the article, A (blue curve) has changed, and the effect on B (red curve) is apparently small, but we know for a fact that A completely determines B.

What are we seeing?

In the last graph I presented above, the red curve is completely determined by the blue curve and the correlation between them is low. How is that possible? Because these two variables, while they are completely related, they don’t have a direct relationship. One variable is the CUMULATIVE TOTAL body weight gain, the effect of several years of fattening, while the other variable is just the DAILY sugar intake for one of those years. The fact that one of them goes on rising, albeit more slowly, when the other one decreases DOES NOT suggest that a cause-effect relationship between them is unlikely. The CUMULATIVE TOTAL body weight gain is not supposed to go down when the DAILY sugar intake is reduced: a “negative consumption of sugar” would be needed to produce such an effect on body weight. And, in any case, it would be the level, i.e. the fact that sugar intake is negative, what would produce a decrease in the  CUMULATIVE TOTAL body weight gain, not the change, i.e. the fact that sugar intake decreases. Even if it were possible to consume negative amounts of sugar, neither there would be a direct relationship between both variables nor a high correlation would be expected.

anyone who defends that sugar intake is a main cause of obesity and diabetes is proposing that there is a direct relationship between those variables

That’s a fallacy. The hypothesis that sugar is fattening means that the DAILY sugar intake affects the DAILY body weight gain. Nobody says that the DAILY sugar intake is directly related to the CUMULATIVE TOTAL body weight gain to that date: it is stupid to expect that when your DAILY sugar intake goes down your CUMULATIVE TOTAL body weight has to go down. This is not mathematics: it is just common sense.

Does the data presented by Guyenet in his graph suggest, as he says, that “sugar is highly unlikely to be the primary cause of obesity“? No, it does NOT suggest that. His graph is absolutely consistent with a direct effect of the DAILY sugar intake on the DAILY body weight gain: it can easily be seen that when the DAILY sugar intake was decreased, the DAILY body weight gain also decreased.

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Summary

The main Guyenet’s mistake, or the base of his attempt of deception, is that he assumes that the CUMULATIVE TOTAL body weight gain and the DAILY sugar intake are directly related, and that hypothesis is both nonsense and inconsistent with the hypothesis that he is trying to refute. No one proposes that the DAILY sugar intake has a direct relationship with the CUMULATIVE TOTAL body weight gain: this specific relationship is expected to be non-linear! Had he compared DAILY body weight gain with DAILY sugar intake, he would have found a direct relationship (consistent with the hypothesis that sugar is fattening). Had he compared CUMULATIVE TOTAL body weight gain with CUMULATIVE TOTAL sugar intake, he would have found a direct relationship (consistent with the hypothesis that sugar is fattening).

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We have seen in this article, with help from a simple model of obesity, that although CUMULATIVE TOTAL body weight gain and DAILY sugar intake are not well correlated, that doesn’t suggest that there isn’t a causal relationship between both variables.

On the other hand, Guyenet confuses a lower intake of sugar with a negative consumption of sugar. Logic says that if sugar is fattening, reducing its consumption doesn’t make us slim down.

Endnotes

  1. When in this article I use the term “direct” what I’m saying is that when one variable goes up the other variable also goes up and that when one variable goes down the other variable also goes down. Note that a direct relationship is not necessarily one of proportionality.
  2. the data used by Guyenet as support for his hypothesis is epidemiological. This is relevant, since when part of the population chooses to decrease their sugar intake, they probably take additional measures related to improving their health, such as not eating grains/flour, not consuming processed products, cooking more at home, less frequently eating out, etc. And, in addition, those who make these decisions have not been chosen at random: they are the ones who have decided to take care of themselves, so we’re not just comparing sugar intake: we are comparing lifestyles. That is an important difference with respect to a randomized controlled trial (RCT), where participants can’t decide if they decrease their sugar intake (and perhaps its replacement by another product). In the case of a RCT that reduction is supposed to be the only difference between goups. Guyenet’s data is far from being that case.
  3. We are talking about total sugar intake, regardless of its format, regardless of when it is consumed, regardless of which products accompany it in the mouth. A lot of information is missed.
  4. We are talking about the average sugar intake of a population and the percentage of adults above a specific level of obesity. The interesting data would be to compare individualized DAILY sugar intake and DAILY body weight change, and we would want to have this data for a large number of people.
  5. Guyenet says the variation in the percentage of obese adult has been small —he even expected a decrease! — but, actually, the change has been bigger than expected from the small reduction in the DAILY sugar intake (gradually decreasing the intake from 110 g/d to 95 g/d is an average reduction of 9% relative to the baseline: it is not an 18% decrease!). May be people who have decreased their sugar intake have also taken, at the same time, other measures to improve their health, and those additional measures could be contributing to the undeniable trend change perceived from year 2000 in the percentage of obese adults.

Further reading: