Система нормализации массы тела человека «Минус фунт», позволяющая комфортно худеть, удерживать вес, а при необходимости (недостаточная масса тела, восстановление после вынужденного голодания или болезни, беременность) планомерный набор веса, была опубликована в 2010 году.
Собственно, в рамках этой системы были использованы принципы отрицательной обратной связи, известные на бытовом уровне тысячелетиями, а в технике основанный на этих принципах центробежный регулятор применялся с 17-го века для управления расстоянием и давлением между жерновами ветряных мельниц. Более известно, что в 1788 году Джеймс Уатт приспособил регулятор для поддержания постоянства числа оборотов паровой машины, вследствие чего центробежный регулятор часто именуют «регулятором Уатта».
И в практике питания, с тех пор, как стало понятно, что вес человека можно регулировать количеством употребляемой им пищи, эти принципы широко использовались. Доктора всегда рекомендовали своим пациентам, страдающим от избыточного веса, умеренное питание.
И не удивительно, что проблема регулирования веса по принципам уже разработанной к тому времени теории автоматического управления (ТАУ) привлекла внимание программиста Джона Уокера, одного из основателей компании Autodesk (AutoCad), изложившего в 1993 году в электронной книге, озаглавленной «Диета хакера. Как похудеть и облысеть посредством стресса и скудного питания», историю своего похудения с 98 кг до 66 кг за срок с января по ноябрь 1982 г, с дальнейшим удержанием веса, принципы этого похудения, и рекомендации читателям книги, желающим нормализовать свой вес по его примеру.
Уокер исходил из того, что ежедневные показания веса человека искажены случайным образом, или «зашумлены». В книге снижение веса рассматривается как инженерная проблема, которую автор и решает инженерными методами.
Чтобы избавиться от сопровождающего показания веса на весах шума, Уокер показывает работу давно применяющихся биржевыми игроками (трейдерами) метода отслеживания тренда (тенденции изменения) биржевых курсов (акций или валютных пар, например евро/доллар) путем сглаживания реального курса методом скользящих средних (простых или экспоненциальных), показывающим среднюю цену за определенный период времени.
В качестве примера работы системы Уокер приводит графики своего веса по некоторым месяцам, сглаженные экспоненциальной средней. Сглаживать Уокер (в случае самостоятельных расчетов, без использования специализированных компьютерных сервисов) рекомендует следующим образом: к предпоследнему значению сглаженного веса прибавляется 0,1 от разницы между последним измеренным значением и предпоследним сглаженным значением. Коэффициент 0,1 является параметром экспоненциального сглаживания, при равном 1 коэффициенте экспоненциальное сглаживание повторяет измеренные значения, а с уменьшением коэффициента график все меньше реагирует на случайные отклонения, в то же время, начиная существенно запаздывать в реакции на изменившуюся тенденцию. При коэффициенте 0,1 запаздывание составляет 9 дней.
Подобный пример с похудением в течение месяца на 3 кг, последующим удержанием веса в течение также 30 дней, и последующем наборе веса за 30 дней также на 3 кг и экспоненциальным сглаживанием измеренных значений с параметром 0,1 приведен на рисунке.
По графику хорошо заметно, как экспоненциальная средняя отстает от реальной динамики веса, отображая в среднем те значения, что были 9 дней назад.
По истечении каждого месяца Уокер предлагает определять по графику сглаженного веса (или по компьютерной программе MS Excel) месячную потерю веса, сравнивая ее с планируемой, и в случае опережения «плана» добавлять калорий (что снизит темп похудения), а в случае невыполнения плана урезать калории, что интенсифицирует похудение.
То, что предложенная Уокером система работоспособна, сомнений нет. Но автором не учтен ряд моментов, остановимся на них подробнее.
1. Уокер не касается вопроса, на сколько фунтов (или килограммов) в неделю (или месяц) возможно похудение; также не рассматривает вопрос, существует ли оптимальная скорость похудения, и чем чревато превышение этой скорости.
В системе «Минус фунт» этот вопрос поставлен и решен – превышение темпа 400 г в неделю (для женщин) или 500 г (для мужчин) чревато снижением уровня основного обмена (см. нашу статью «Как быстро и на сколько падает обмен веществ на экстремальной диете»), что нарушает комфортность похудения, приводя к неуклонному снижению калорийности питания (не объясняемому лишь снижением веса).
Что характерно, Уокер приводит в своей книге несколько месячных графиков похудения, но избегает выкладывать график за весь период похудения, и, что самое главное, не приводит графика (или гистограммы) калорийности рациона. А ведь подобная столбчатая диаграмма, за весь период похудения (с января по ноябрь) и ежемесячной коррекцией калорийности, выглядела бы очень показательно.
Упустить показательность для своего метода автор-инженер не мог, это можно было сделать только сознательно – диаграмма калорийности похудения Уокера вызвала бы нежелательные вопросы.
В нашей статье «Каков должен быть дефицит калорий при похудении» обосновано, что худеть с темпом свыше 400-500 г в неделю не имеет смысла, по завершению похудения придется прибегнуть к восстановлению снизившегося уровня обмена веществ, см. нашу статью «Кому и зачем надо ускорять обмен веществ».
Время, якобы выигранное путем ускоренного похудения на низкокалорийной диете, полностью перекроется временем, затраченным на восстановление обмена. Уокер худел в среднем примерно на 630-740 г в неделю, точных данных нам не удалось встретить ввиду указания лишь месяцев начала и конца похудения. Эти значения представляются чрезмерными, дефицит калорий составлял порядка 700 ккал вместо рекомендуемых для мужчин 500 ккал.
2. Уокер вносил коррекцию в калорийность рациона ежемесячно, тем самым делая систему чересчур инерционной. Уровень основного обмена человека изменяется в пределах ±10% от действия случайных факторов наподобие стрессов, климата; общие энерготраты меняются в зависимости от меняющейся физической нагрузки. Все это требует более оперативного регулирования, без исчисляющегося неделями запаздывания. В системе «Минус фунт» калорийность корректируется еженедельно.
Очистка значений веса от «шума» в системе «Минус фунт» производится не методом непрерывного отслеживания экспоненциальной средней, а путем разовой еженедельной оценки типичного веса недели (ТВН). Из 7 значений веса за неделю выбирается медиана (из 7 значений убираются 3 самых больших и 3 самых маленьких значения; то значение, что остается, и есть ТВН). Разница двух ТВН по соседним неделям и есть недельное изменение веса, по которому производится коррекция калорийности.
Отслеживание динамики веса по медиане устойчивее отслеживания по средним значениям, это доказывается в курсе математической статистики. См. нашу статью «Правильное взвешивание для похудения и удержания веса».
Как результат последовательного использования правил системы «Минус фунт», график веса худеющего (или удерживающего вес) представляет собой прямую линию (наклонную при похудении и горизонтальную при удержании веса) с незначительными, вызванными случайными причинами, отклонениями вверх и вниз.
Также, гистограмма калорийности при похудении отражает снижение веса, при удержании веса высота столбиков гистограммы остается на примерно одинаковом уровне.
Таким образом, между двумя рассматриваемыми системами много схожего – фильтрация наложенного на вес «шума» и периодическая коррекция калорийности рациона, но система «Минус фунт», в отличие от «Диеты хакера», учитывает физиологические особенности похудения (зависимость УОО от дефицита калорий), тем самым делая похудение более комфортным, а также более оперативно (неделя против месяца) реагируя на изменения внешних характеристик.