۲-۲-۱ تعادل انرژی و چاقی
عدم تعادل دریافت و هزینه انرژی باعث بروزچاقی می‌شود. کل انرژی مورد نیاز بدن را می‌توان به چندین جزء مختلف تقسیم‌بندی کرد. به طور کلی معادله:
ذخایر انرژی + هزینه انرژی= دریافت انرژی از غذا
برقرار می‌باشد. ما انرژی را به صورت چربی ذخیره‌سازی می‌کنیم چرا که هم نسبت به کربوهیدرات متراکم‌تر است و هم برای ذخیره شدن به مقدار زیادی آب احتیاج ندارد.پدیده چاقی دو وجه کاملاً متفاوت دارد: ژنتیک و محیط (شکل ۵-۲).

شکل ۲-۵ ارتباط علت و معلولی بین ژنتیک، محیط، فیزیولوژی، رفتار و تعادل انرژی. ژنتیک و عوامل محیطی به طرق متعددی می‌توانند اثرات خود را اعمال کنند. این شکل نشان می‌دهد که رفتار یک مکانیسم جایگزین برای ژنتیک نبوده و آنها سطوح مختلفی از یک پدیده یکسان هستند. عدم تعادل انرژی به عنوان فیدبکی برای فیزیولوژی و محیط عمل کرده و بر هزینه و دریافت انرژی اثر می‌گذارد.
۲-۲-۲ شیوع چاقی
بررسی های متعدد نشان داده که طی ۳۰ تا۵۰ سال گذشته شیوع چاقی در جامعه افزایش پیدا کرده است. به عنوان مثال درسال ۱۹۸۰، فقط ۷ درصد جمعیت انگلستان به عنوان چاق طبقه‌بندی می‌شدند در حالیکه در سال ۲۰۰۰ این مقدار به ۲۰ درصد (یعنی حدود ۳ برابر) افزایش یافته است. در سال ۱۹۸۰ فقط حدود ۲۰ درصد مردم انگلستان دچار اضافه وزن بودند و در حال حاضر (سال ۲۰۰۰ ) این آمار به حدود ۴۵ درصد افزایش یافته است. در نتیجه اکثر مردم انگلستان یا چاق و یا دارای اضافه وزن هستند. در مورد ایالات متحده برآوردها حاکی از آن است که در سال ۲۰۰۳ حدود ۳۱ درصد مردم آمریکا چاق (۳۰<BMI) بودند. بنابراین به روشنی مشاهده می‌شود که چاقی در جوامع در حال افزایش است. عوامل مختلفی در این امر دخالت دارند که از آن جمله می‌توان به تماشای تلویزیون، غذاهای فوری، کم‌تحرکی و استفاده از ماشین‌ها در انجام امور روزمره،روش متفاوت زندگی،زندگی شهرنشینی وکم شدن جامعه های روستایی و … اشاره کرد. ۲۰).
۲-۲-۳ تنظیم تعادل انرژی
نظر کلی بر این است که همواره باید هموستاز حفظ شودواین نظریه وقتی قوت گرفت که مشاهده شد عدم تعادل بین هزینه انرژی و دریافت آن بر چاقی و وزن بدن اثر بالقوه دارد. به عنوان مثال یک شکلات معمولی^[۲۸] حدود ۲۵۰ کیلوکالری (۱MJ) انرژی دارد. حال چنانچه طی ۲۳ سال فردی فقط یک شکلات بیش از انرژی مصرفی روزانه‌اش بخورد در آنصورتKJ1000×۳۶۵×۲۳ یعنی ۸۳۹۵MJ انرژی اضافی دریافت می‌کند. با توجه به اینکه ۱ کیلوگرم چربی حاوی ۳۳MJ انرژی است بنابراین MJ8395 معادل ذخیره حدود ۲۵۴ کیلوگرم بافت چربی در بدن است. در صورتی که فرد فقط هفته‌ای یک شکلات بیشتر از نیاز روزانه‌اش بخورد در آنصورت ۳۶ کیلوگرم چربی به بدن اضافه خواهد شد. بنابراین مشاهده می‌شود که اندکی عدم تعادل در دریافت و یا مصرف انرژی اثرات بزرگی بر وزن بدن دارد. لذا وزن بدن بایستی به طریقی تنظیم گردد(۲۰). به همین منظورهموستاز انرژی از طریق سیستم عصبی پیچیده‌ای تنظیم می‌شود که اثر فراز و نشیب‌های کوتاه‌مدت در تعادل انرژی را بر روی توده چربی بدن به حداقل می‌رساند. اخیراً مولکول‌های میانجی و مسیرهای تنظیمی غذا خوردن و تنظیم وزن در مغز شناسایی شده‌اند(۵).
ولی همانگونه که گفته شد بنظر می رسد ژن ها نقش مهمی در پیشبرد چاقی داشته باشند. برای مطالعه این موضوع در سال‌های اخیر بسیاری ازجهش‌های ژنی که به طور طبیعی منجر به چاقی می‌شوند شبیه‌سازی شده‌اند. این جهش‌ها عبارتند از : زرد^[۲۹] (آگوتی A^y )، چاق^[۳۰] (ob/ob)، دیابت (db/db)، چربی^[۳۱]، خپل^[۳۲]، ذوکر چاق^[۳۳] (fa/fa)، که به میزان زیادی برای درک مبانی بیوشیمی و فیزیولوژیک فنوتیپ‌های چاق به کار می‌روند. (۵).
۲-۲-۴ بی اشتهایی و کاشکسی^[۳۴]
همانگونه که تعادل مثبت انرژی و پراشتهایی باعث افزایش وزن و توده چربی می شود از طرف دیگر کاهش اشتها و تعادل منفی انرژی هم باعث بروز اختلالاتی می شود. کاشکسی یکی از این اختلالات است. کاشکسیحالتی از ضعف و بیحالی همراه با از دست دادن غیر‌ارادی وزن در بیماری‌های بدخیم، التهابی و یا عفونی است که سهم عمده‌ای در مرگ‌ و میرهای ناشی از این بیماری‌ها دارد. بی‌اشتهایی فیزیکی از اختلالات همراه با این قبیل بیماری‌هاست که خود باعث پیشرفت کاشکسی می‌شود. البته باید به خاطر داشت که الگوی از دست دادن وزن در کاشکسی متفاوت از آن چیزی است که در اثر محرومیت از غذا به وجود می‌آید(۲۲).
تقریباً نیمی از بیماران سرطانی سندرم کاشکسی را که با علائمی چون بی‌اشتهایی و از دست دادن بافت چربی و توده عضلانی مشخص می‌شود، بروز می‌دهند. تا کنون مشخص شده است که ۸۰ درصد بیماران با سرطان مجاری فوقانی معده‌ای – روده‌ای و ۶۰ درصد بیماران با سرطان ریه دچار کاهش وزن قابل توجه می‌شوند. هرچند علت کاشکسی هنوز شناخته نشده است ولی چندین نظریه در این خصوص وجود دارد که بیان می‌کند سایتوکین‌ها، هورمون‌ها، نروپپتایدها، نروترانسمیترها و عوامل مشتق از تومور در آن دخالت دارند(۲۲).
استفاده از تکنیک‌های مولکولی و ژنتیکی در مطالعه تنظیم وزن بینش جدیدی را راجع به سیستم‌های فیزیولوژیکی درگیر در اشتها، هزینه انرژی و سیگنال‌های متابولیکی به وجود آورده است. مطالعات اخیر فرضیه‌ای را مطرح می‌کنند که به موجب آن وزن بدن از طریق یک حلقه فیدبکی تنظیم می‌کند به طوری که سیگنال‌هایی از محیط اطلاعات تغذیه‌ای را به یک مرکز هماهنگ‌کننده در هیپوتالاموس مغز مخابره می‌کنند و نروپپتایدها مولکول‌های مؤثر اصلی در هیپوتالاموس می‌باشند().
بنابراین این سیگنال ها و نروپپتاید ها هستند که باعث بروز پراشتهایی و در نتیجه چاقی از یک سو و ایجاد بی اشتهایی و کاهش وزن از سوی دیگر می شوند. شناخت این مسیرها و چگونگی تنظیم آنها این امیدواری را بوجود می آورد که بتوان راهکارهای موثر و جدیدی برای مقابله با اختلالات ناشی از عدم تعادل انرژی بدست آورد(۲۲).
۲-۲-۵ کنترل اشتها و هموستاز انرژی
در بیشتر بزرگسالان ذخایر چربی و وزن بدن علیرغم تغییرات بسیار گسترده مصرف غذای روزانه و مصرف انرژی به طور چشمگیری ثابت است. برای برقراری تعادل بین انرژی دریافتی و مصرفی یک سیستم فیزیولوژیکی پیچیده شامل سیگنال‌های آوران و وابران فعالیت می‌کند( ۲۳).