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A aplicação das leis físicas de energia e conservação de massa no nível de todo o corpo não é necessariamente informativa sobre os mecanismos causais do ganho de peso e o desenvolvimento da obesidade. O modelo de balanço energético (EBM) e o modelo carboidrato-insulina (CIM) são duas teorias plausíveis, entre várias outras, que tentam explicar por que a obesidade se desenvolve dentro de uma estrutura fisiológica comum geral de regulação do metabolismo energético humano. Esses modelos têm sido usados para explicar a patogênese da obesidade em indivíduos, bem como os aumentos drásticos na prevalência da obesidade em todo o mundo ao longo do último meio século. Aqui, resumimos os resultados de um workshop recente em Copenhague que reuniu especialistas em obesidade de todo o mundo para discutir modelos causais da patogênese da obesidade. Essas discussões ajudaram a definir operacionalmente termos comumente usados; delinear a estrutura de cada modelo, focando particularmente em áreas de sobreposição e divergência; desafiar ideias sobre a importância de supostos fatores causais para o ganho de peso; e fazer um brainstorming sobre as principais questões científicas que precisam ser respondidas. Esperamos que mais pesquisas experimentais em nutrição e outros campos relacionados, e mais testes dos modelos e suas previsões, abram caminho e forneçam mais respostas sobre a patogênese da obesidade do que as atualmente disponíveis.