elemeket
absztrakt
Vizsgálja meg szegény és elhízott egyének energiafelhasználását, különös tekintettel a fizikai aktivitásra és a súlyosan elhízott egyénekre.
tervezés:
A teljes napi energiaköltséget (TDEE) kettősen megjelölt víz, a nyugalmi anyagcsere arányának (RMR) közvetett kalorimetriával, a tevékenység energia-ráfordításával (AEE) értékelték a fizikai aktivitásban eltöltött különbség és idő szerint a multisensoros aktivitás figyelemmel kísérésével.
tantárgyak:
Összesen 177 szegény, I. osztályú és elhízott személyt elemeztek (életkor 31 - 56 év, testtömeg-index 20 - 64 kg m-2).
az eredmények:
Az elhízott egyéneknél az energiafelhasználás minden összetevője megnőtt. Például a TDEE sovány állapotban napi 2404 ± 95 kcal, elhízott III. Osztályúaknál napi 3244 ± 48 kcal volt. Megfelelő kiigazítás után az RMR minden csoportban hasonló volt. Az AEE testtömeg és elhízási osztály szerinti elemzése alacsonyabb AEE-t mutatott elhízott egyéneknél. Megerősítve az alacsonyabb fizikai aktivitást, az elhízott egyének kevesebb időt töltöttek enyhe vagy intenzív fizikai aktivitással (2, 7 ± 1, 3, 1, 8 ± 0, 6, 2, 0 ± 1, 4 és 1, 2 ± 1, 0 óra napi szegény I., II. és III. osztályú egyének esetében). ) és több idő ülő viselkedésben.
következtetés:
Súlyosan elhízott betegeknél nem bizonyítottak metabolikus hatékonyságot, mivel a korrigált RMR minden csoportban hasonló volt. Az elhízottaknál megfigyelt magasabb AEE összhangban van a magasabb testtömeg miatti magasabb aktivitási költségekkel. Ugyanakkor a magasabb AEE nagysága (elhízott egyéneknél 20-25% -kal magasabb) alacsonyabb a vártnál (súlya megközelítőleg 100% -kal magasabb a III. Osztályú egyéneknél). Megerősítve az elhízott betegek alacsonyabb fizikai aktivitásának mértékét, az enyhe vagy intenzív fizikai aktivitásban töltött teljes idő és a napi szintű átlagos metabolikus egyenérték alacsonyabb volt az elhízás növekedésével. Ezek a megállapítások azt mutatják, hogy az elhízott egyének magas testtömege magas TDEE és AEE-hez vezet, ami elfedi azt a tényt, hogy kevésbé fizikailag aktívak, amit befolyásolhat az aktivitás időtartama vagy intenzitása, mint szegény egyéneknél.
Habár az energiafogyasztás és az elhízás közötti kapcsolatot évek óta tanulmányozzák, az energiafelhasználás különféle komponenseinek, különösen az energiaaktivitási kiadásoknak (AEE) az elhízásban játszott szerepe továbbra sem tisztázott. 1 Ezen túlmenően hiányoznak az energiafelhasználás hozzájárulása a súlyos elhízáshoz (testtömeg-index (BMI)> 35 kg m −2), amely az elmúlt három évtizedben az általános elhízásnál gyorsabban növekedett. 2, 3 Ez különösen aggasztó, mivel a súlyosan elhízottak között fokozódik a társbetegségek előfordulása. 4, 5
Bár számos tanulmány azt mutatja, hogy az alacsony energiafogyasztás a későbbi súlygyarapodáshoz kapcsolódik, 6, 7, 8, 9, 10, az összes napi energiafelhasználás (TDEE) nagyobbnak bizonyult az elhízott egyéneknél, mint a szegény egyéneknél. 11, 12, 13, 14 A legtöbb keresztmetszeti tanulmány kimutatta, hogy az indirekt kaloriméter által a nyugalmi anyagcsere (RMR) aránya nagyobb az elhízott egyéneknél, de hasonló ahhoz, mint a szegény embereknél, amikor a testösszetétel különbségeit megfelelően korrigálják . 15, 16, 17 Tekintettel a fizikai aktivitás nagyságára és változékonyságára, valószínűleg az elhízás etiológiájában az energiafogyasztás egyik összetevője. 18, 19, 20 A fizikai aktivitás súlykontrollban betöltött szerepe azonban nem egyértelmű. 1
Kevés olyan keresztmetszeti tanulmány van az energiafogyasztásról, amely súlyos elhízással küzdő egyéneket tartalmaz. A rendkívül elhízott nőkre korlátozott vizsgálatban magas összenergiát (3415 kcal/nap) figyeltek meg. Ezenkívül az energiafelhasználás szignifikánsan magasabb volt (3057, 3511 és 3845 kcal/nap) a növekvő BMI intenzitással (40, 8 ± 7, 49, 5 ± 1, 0 és 60, 3 ± 2, 2 kg m −2). Egy keresztmetszeti vizsgálat azt mutatta, hogy 22 RMR szignifikánsan magasabb volt a kórosan elhízott kontrollokban a sovány kontrollokhoz képest (1990 ± 86 vs. 1407 ± 52; P −2), I. osztály (BMI 30, 0–34, 9 kg m −2) ), II. osztály (BMI 35–39, 9 kg m −2) és III. osztály (BMI - 40, 0 kg m – 2) elhízott egyéneknél (1. táblázat). A résztvevők életkora 30 és 55 év között volt. A résztvevők többsége (86%) nő volt. A tanulmányt a Pittsburghi Egyetem Humánetikai Bizottsága vizsgálta felül és hagyta jóvá.
Asztal teljes méretben
A testtömeget, a magasságot és a derék kerületét standard protokollok segítségével mértük. A testösszetételt vagy kettős energiájú röntgenabszorpcióval (DXA, GE Healthcare, Madison, WI, USA), vagy levegővel kiszorított pletizmográfiával (BodPod, COSMED, Chicago, IL, USA) határozták meg 24 alanyban, akik meghaladták a kettős tömeg tömegét Röntgensugár-szkenner. Sugárabszorpciós mérők (GE Healthcare) (> 136 kg) és egy kontrollalany, aki nem volt hajlandó mérni a kettős energiát.
Teljes napi energiafelhasználás
Nyugalmi anyagcsere
Az RMR-t metabolikus kosárrendszerrel mérjük (TrueOne 2400 Metabolic Measurement System with Canopy; ParvoMedics Inc., Sandy, UT, USA). Egy éjszakai böjt (legalább 10 óra) után a résztvevők 30 percig csendesen feküdtek (szobahőmérséklet 22-23 ° C), mielőtt az átlátszó burkolatot a fejére és a nyakára helyezték volna 30 perc RMR mérés céljából. Az anyagcsere sebességét Weir egyenletével számoltuk. Az első 5 perc megszűnt, csakúgy, mint az elmúlt 25 perc távmérései, de legfeljebb az átlagos RMR 5% -a.
A fizikai aktivitás
A fizikai aktivitásra fordított energiát úgy számítottuk ki, hogy az összes energiafelhasználásból levontuk a mért RMR-t és az étel becsült hőhatását: AEE = TDEE− (RMR + 0, 10 (TDEE)).
A moniszenzoros fizikai aktivitás monitorokat (Sensewear Pro3; BodyMedia, Pittsburgh, PA, USA) a kettősen jelölt vízidőszakban viselték. Az adatokat SenseWear Pro karszalag szoftverrel (5.1 verzió) elemeztük (BodPod, BodyMedia, Inc., Pittsburgh, PA, USA). A vizsgált paraméterek közé tartozik az enyhe vagy intenzív fizikai aktivitásban eltöltött idő (a feladat> 3 metabolikus ekvivalense (METS)), az ülő helyzetben töltött idő (0–3 METS), közepes (3–6 METS), erős (6–9 METS) ). ) és nagyon intenzív (> 9 METS) aktivitás, alvási órák, átlagos napi MET szint és napi mért lépések. Csak azokat a napokat vonták be az elemzésekbe, amikor a monitorok a nap> 85% -át viselték (átlag ± SD, 96 ± 2%) (átlag = 8,55 ± 1,68 nap).
statisztika
Az alany jellemzőit és az energiafelhasználás összetevőit általános lineáris varianciaanalízissel hasonlítottuk össze (SAS 9.2-es kiadás Windows-hoz; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Az adatokat átlag ± sd-ként adjuk meg, hacsak másként nem jelezzük. Az energiafelhasználási varianciamodellek elemzésénél különféle paramétereket alkalmaztunk kovariátorként a testösszetételbeli különbségek korrigálására. Az energiafogyasztás és a testtömeg vagy a zsírmentes tömeg (FFM) kapcsolatának összehasonlításához a csoportok között egyidejű meredekségi és rögzítési teszteket hajtottak végre varianciaanalízissel. A csoportösszetételbeli különbségek utólagos tesztjét Fisher legkisebb szignifikáns különbségtesztjével végeztük. Az egymást követő változó szelekciós regresszióval modellt készítettek az energiafelhasználás szórásának magyarázatára. A versenyt a kaukázusi 0 és az afroamerikai 1, a nemet pedig 1 a férfiaknál és 2 a nőknél kódolták. A relatív súlyállapot 1-4-es kódot kapott a gyenge III. Osztályú állatok esetében.
az eredmény
A mintát követve a BMI, a testtömeg és a testösszetétel szignifikánsan különbözött a négy csoporttól (1. táblázat). A kiigazítatlan energiafelhasználás mind a négy csoportban történő összehasonlításakor az energiafelhasználás minden összetevője magasabb volt az elhízott egyéneknél, mint a szegény egyéneknél (1. ábra és 2. táblázat). Bár a TDEE és az RMR az elhízás növekedésével nőtt, az AEE nem.
Energia kiadások. Az adatok átlag ± se AEE: I., II. És III. Osztály> sovány; RMR: minden csoport jelentősen különbözik, kivéve az I. és a II. Osztályt; és TDEE: az összes elhízás jelentősen különbözik, kivéve az I. és a II. osztály összehasonlítását.
Teljes méretű kép
Asztal teljes méretben
Az RMR szignifikánsan különbözött az összes csoportban, kivéve az I. és a II. Az RMR és az FFM egyenlete az összes résztvevő számára (RMR (kcal/nap) = 26,8 × FFM + 245, r2 = 0,71) hasonló a szegény és elhízott egyének más közzétett egyenleteihez. Az FFM-hez való igazítás után is az RMR szignifikánsan magasabb volt minden elhízott csoportban a szegényekhez képest (2a. Ábra és 2. táblázat). A testzsír és az FFM-kezelés csoportjai között azonban nem volt különbség (2. táblázat). A legjobb előrejelzési egyenlet (r2 = 0, 82, P
Energiafelhasználás elhízási osztályonként. A vizuális ellenőrzés megkönnyítése érdekében a szegény csoport regressziós vonala rögzített, míg az I., a II. És a III. Osztályé egy-, kettős és hármas szaggatott. ( a ) RMR vs FFM: RMR = 9, 6 x FFM + 899, r2 = 0, 32 szegény esetén; RMR = 20, 4 × FFM + 535, r2 = 0,73 az I. osztály esetében; RMR = 19, 3 x FFM + 626, r2 = 0,46 a II. és RMR = 28, 2 x FFM + 201, r2 = 0,69 a III. b ) Az AEE és a testtömeg aránya elhízási csoportonként: AEE = 25, 0 × súly - 743, r2 = 0, 42 a szegények számára; AEE = 12, 8 × tömeg - 125, r2 = 0, 32 az I. osztályban; AEE = 10, 3 x tömeg + 8, r2 = 0, 14 a II. és AEE = 2,0 x tömeg + 805, r2 = 0,01 a III. c ) TDEE vs. testtömeg: TDEE = 41, 6 × súly −223, r2 = 0, 58 a szegények számára; TDEE = 35,0 x tömeg - 257, r2 = 0,62 az I. osztály esetében; TDEE = 28, 6x tömeg + 77, r2 = 0, 48 a II. Osztályban; és TDEE = 28, 2x tömeg + 201, r2 = 0,29 a III.
Teljes méretű kép
RMR = 23, 3 × FFM (kg) +4, 9 × testzsír (kg) −154 × verseny −6, 4 × életkor + 525
Több publikált egyenlethez hasonlóan az FFM mellett 23, 28, 29, 30, 31, 32, a testzsír, a faj és az életkor is jelentős paraméter volt az előrejelzési egyenletben, míg a nem.
Valamennyi elhízott csoport abszolút AEE-je magasabb volt, mint a szegény csoportban megfigyelteknél (2. táblázat). Nem figyeltek meg szignifikáns különbségeket az AEE-ben az FFM vagy a testsúly beállításának csoportjai között. Nagyon szigorú, de gyenge kapcsolat volt az AEE és a testtömeg között az egész kohorszban (r 2 = 0,085, P-1 a gyenge és 2,0 kcal kg-1 közötti testsúly között a III. osztály elhízott csoportjaihoz (lásd a 2. ábrát a regressziós egyenletekhez), Ez a kapcsolat szignifikánsan különbözött a szegény és a II. Osztály (P 3 MET) és több idő a mozgásszegény viselkedésre, ami a napi MET szintek szignifikánsan alacsonyabb szintjéhez vezet (3. táblázat). Az elhízott egyének kevesebb időt töltöttek az egyes tevékenységek intenzitásával, mint a szegények. A tevékenységekben eltöltött alacsonyabb idő és az ülő tevékenységekben eltöltött idő növekedése a III. Osztályok. A felhalmozott lépések átlagos napi száma az elhízás növekedésével alacsonyabb volt, és a III. Az alvási órákban nem volt különbség a csoportok között.
Asztal teljes méretben
A TDEE magasabb volt az elhízás növekedésével és magasabb az elhízott III. Osztályú betegeknél az összes többi csoporthoz képest (2. táblázat). Hasonló különbségeket figyeltek meg a csoportok között a TDEE-ben az FFM-hez való igazítás után, de a testtömeg-kiigazítással a TDEE a legalacsonyabb volt a III. Osztályú résztvevőknél (2. táblázat). Megfelelő összefüggés állt fenn a TDEE és a testtömeg között a kohorszban (r 2 = 0,49, P 1 testtömeg a III. Osztályú csoportoknál), és egyre növekvő nyomok mutatkoztak a rossz és a III. A legjobb TDEE-modellek, beleértve a testsúlyt (r2 = 0, 55, P 21 3310, 33 3226 13 és napi 4036 kcal 34) súlyosan elhízott egyéneknél. A megnövekedett TDEE miatt az elhízott III. Osztályú egyéneknek 35% -kal több kalóriát kellene fogyasztaniuk naponta, mint a szegényeknek a testsúly fenntartása érdekében. Bár nyilvánvaló, hogy az elhízott embereknek nagyobb az energiafogyasztásuk, nem tudjuk, hogy egy ilyen magas energiafogyasztás súlygyarapodáshoz vezetett-e, vagy annak következménye.
Egy másik megállapítás ebben a tanulmányban az volt, hogy az abszolút RMR magasabb volt az elhízott csoportokban még az FFM normalizálása után is, de hasonló volt az összes csoportban az FFM és a zsírtömeg normalizálása után. Morbid elhízott egyéneknél korábban magas RMR-szintről számoltak be. 21, 35, 36 Ezért ezek az adatok nem támasztják alá az alacsony RMR-szintet, ami hozzájárulna a súlyos elhízás fenntartásához. Keresztmetszeti eredményeink azonban nem zárják ki az alacsony RMR szerepét az elhízás kialakulásában.
Az elhízottaknál megfigyelt magasabb abszolút AEE összhangban van az elhízott emberek magasabb testtömegéből adódó magasabb költségével. 37, 38, 39 Bár a gyaloglás bruttó energiaköltségei (J kg −1) elhízott és normál testsúlyú egyéneknél hasonlónak bizonyultak, az elhízott egyéneknél a nettó energiaköltségek (bruttó anyagcsere arány) magasabbak. 38, 39, 40 Az elhízott és normális egyének (1, 41 vs. 1, 47 m-1) preferált járási sebessége hasonlónak bizonyult. 39 Ezen túlmenően a preferált járási sebességgel történő gyaloglás bruttó energiaköltségei hasonlónak bizonyultak a szegények és az elhízottak, a férfiak és a nők esetében is (2, 81 és 3 között, 04 J kg −1 m -1). Az 1 órás gyaloglás energiaköltségeinek összehasonlítása egy tipikus sovány (63 kg) és III. Osztályú (124 kg) egyénnél 1,4 m s-1-nél 3J kg −1 m -1 bruttó energiaköltséget használva azt mutatja, hogy az energia költsége majdnem kétszer magasabb a III. osztályú elhízott egyéneknél (448 vs 228 kcal). Ezért az elhízott egyéneknél megfigyelt AEE-különbség (20-25% -kal magasabb, mint szegény egyéneknél) alacsonyabb, mint a megnövekedett testtömeg fényében várható lenne (kb. 100% -kal magasabb az elhízott egyéneknél. III.
Megerősítve az elhízott betegek alacsonyabb fizikai aktivitásának mennyiségét, az enyhe vagy intenzív fizikai aktivitással töltött teljes idő és az átlagos napi MET-szint alacsonyabb volt az elhízás növekedésével, és a legalacsonyabb volt az elhízott III. Osztályú egyéneknél. Ezek az adatok azt mutatják, hogy bár a TDEE és az AEE az elhízott III. Osztályú csoportokban a magas testtömeg miatt meglehetősen magas, az elhízott csoportokban a vártnál alacsonyabb AEE-t a tevékenységben töltött rövidebb idő és a mozgásszegény viselkedésnél több idő okozta. Ezek az eredmények összhangban vannak mások megállapításával, akik összefüggést mutattak az elhízás és a mozgásszegény viselkedés között. Banks és mtsai. A 46. összefüggést mutat a mozgásszegény viselkedés (a szűrési idővel mérve) és az elhízás prevalenciája között felnőtteknél. Buchowski és mtsai. A 47. ábra közvetlen összefüggést mutat a BMI és az ülő viselkedés között, az ülő magatartás legmagasabb kvartilisében lévő nőknél magasabb az esélyek aránya, ha a BMI 30 - 39 kg m −2 (esélyhányados = 2, 3) vagy - 40 kg m - 2 (esélyhányados = 4, 0) az ülő viselkedés legalacsonyabb kvartilisében szereplő nőkhöz képest. Nem ismert, hogy ez az alacsonyabb aktivitás szerepet játszik-e a fokozott elhízásban vagy a megnövekedett súly miatt.
A súlykiigazításban a TDEE volt a legalacsonyabb az elhízott III. Osztályú egyéneknél, ami azt jelzi, hogy aktivitásuk nem volt arányos a megnövekedett testtömegükkel a kevésbé elhízott egyénekhez képest. Ennek a megfigyelésnek az alátámasztására a TDEE és a testtömeg közötti összefüggés elhízási osztályonkénti vizsgálata (2c. Ábra) azt mutatja, hogy a TDEE alacsonyabb az elhízott csoportokban a sovány csoporthoz képest a megnövekedett testtömegükhöz képest.
Mint arról korábban szegény és elhízott egyéneknél beszámoltunk, a testösszetétel-kiigazításban a 30, 31, 48, 49, 50, 51, 52, 53 TDEE és RMR szignifikánsan alacsonyabb volt az afro-amerikai résztvevőknél, mint a kaukázusiaknál. Az afroamerikaiaknál megfigyelt napi 227 kcal alacsonyabb TDEE értéket elsősorban az alacsonyabb napi 154 kcal RMR okozta. Adataink megerősítik, hogy az afroamerikaiaknál megfigyelt alacsonyabb energiafogyasztás súlyos elhízott egyéneknél is megfigyelhető. Az AEE-ben azonban nem volt faji különbség.
Összefoglalva, a tanulmány erősségei közé tartozik a TDEE, az RMR, az AEE modellezés és a fizikai aktivitás értékelése nagyszámú egyénnél (n = 177), amely az elhízás széles spektrumát fedi le, beleértve az elhízott III. = 98). Megerősítjük, hogy az abszolút TDEE megnövekedett az elhízott egyéneknél és nagyon magas az nagyon elhízott egyéneknél. A testösszetétel különbségeinek kiigazítása után azonban az RMR minden alanyban hasonló volt. A tevékenységhez kapcsolódó teljes és energiafelhasználás objektív mércéinek kombinálásával kimutatjuk, hogy az elhízott egyének alacsonyabb AEE-vel rendelkeznek, mint a szegény egyének, a megnövekedett testsúlyukhoz képest. Az alacsonyabb AEE a fizikai aktivitás minden intenzitásával töltött rövidebb idővel és a mozgásszegény viselkedéssel töltött idővel magyarázható. Megállapításaink egyértelműen azt mutatják, hogy az elhízott egyének magas TDEE-je alacsony fizikai aktivitást takar. Az elhízott és különösen az elhízott egyéneknél tapasztalt alacsony fizikai aktivitás hangsúlyozza az ilyen egyének fokozott fizikai aktivitását célzó beavatkozások szükségességét.