елементи
абстрактно
Изследвайте енергийните разходи при бедни и затлъстели хора, като се фокусирате по-специално върху физическата активност и тежко затлъстелите индивиди.
дизайн:
Общият дневен енергиен разход (TDEE) се оценява с помощта на двойно маркирана вода, скоростта на метаболизма в покой (RMR), използвайки индиректна калориметрия, енергийните разходи на активност (AEE) според разликата и времето, прекарано във физическа активност чрез наблюдение на мултисензорната активност.
предмети:
Анализирани са общо 177 бедни, клас I и затлъстели индивиди (възраст 31 - 56 години, индекс на телесна маса 20 - 64 kg m-2).
резултатите:
Всички компоненти на енергийните разходи са увеличени при затлъстели индивиди. Например TDEE е 2404 ± 95 kcal на ден в слабо състояние и 3244 ± 48 kcal на ден при затлъстели индивиди от клас III. След подходяща корекция, RMR е сходен във всички групи. Анализът на AEE по телесно тегло и клас на затлъстяване показва по-нисък AEE при затлъстели индивиди. Потвърждавайки по-ниска физическа активност, хората със затлъстяване са прекарали по-малко време в леко до интензивно физическо натоварване (2, 7 ± 1, 3, 1, 8 ± 0, 6, 2, 0 ± 1, 4 и 1, 2 ± 1, 0 h на ден за бедни индивиди от клас I, клас II и клас III). ) и повече време в заседнало поведение.
заключение:
Не е доказана метаболитна ефикасност при пациенти със силно затлъстяване, тъй като коригираният RMR е сходен във всички групи. По-високият AEE, наблюдаван при затлъстяване, съответства на по-високите разходи за активност поради по-високото телесно тегло. Въпреки това, степента на по-високата AEE (20-25% по-висока при затлъстели индивиди) е по-ниска от очакваната (приблизително 100% по-висока при индивиди от клас III). Потвърждавайки по-ниския обем на физическа активност при пациенти със затлъстяване, общото време, прекарано при лека до интензивна физическа активност и средният дневен метаболитен еквивалент на нивото на задачата, са по-ниски с нарастващото затлъстяване. Тези открития показват, че високото телесно тегло при затлъстели индивиди води до високи TDEE и AEE, които прикриват факта, че те са по-малко физически активни, което може да бъде повлияно от продължителността или интензивността на активността, отколкото при бедните индивиди.
Въпреки че връзката между енергийните разходи и затлъстяването се изучава в продължение на много години, ролята, която различните компоненти на енергийните разходи, по-специално разходите за енергийна дейност (AEE), играят при затлъстяването, остава неясна. 1 Освен това липсва информация за приноса на енергийните разходи за тежкото затлъстяване (индекс на телесна маса (ИТМ)> 35 kg m -2), което се е увеличило по-бързо от общото затлъстяване през последните три десетилетия. 2, 3 Това е особено тревожно поради увеличеното разпространение на съпътстващите заболявания сред тежко затлъстелите. 4, 5
Въпреки че няколко проучвания показват, че ниският разход на енергия е свързан с последващо наддаване на тегло, 6, 7, 8, 9, 10, е доказано, че общите дневни енергийни разходи (TDEE) са по-високи при затлъстели индивиди в сравнение с бедни индивиди. 11, 12, 13, 14 Повечето проучвания на напречно сечение показват, че скоростта на метаболизма в покой (RMR) от индиректния калориметър е по-висока при затлъстели индивиди, но е подобна на тази, наблюдавана при бедни индивиди, когато разликите в телесния състав се коригират адекватно . 15, 16, 17 Като се има предвид размерът и променливостта на физическата активност, тя вероятно е компонент на енергийните разходи в етиологията на затлъстяването. 18, 19, 20 Ролята на физическата активност в контрола на теглото обаче не е ясна. 1
Малко са изследванията на напречното сечение на енергийните разходи, които включват лица с тежко затлъстяване. В проучване, ограничено до изключително затлъстели жени, се наблюдава висок общ енергиен разход (3415 ккал на ден). В допълнение, енергийните разходи бяха значително по-високи (3057, 3511 и 3845 kcal/ден) с увеличаване на интензитета на ИТМ (40, 8 ± 7, 49, 5 ± 1, 0 и 60, 3 ± 2, 2 kg m -2). Проучване в напречно сечение установи, че 22 RMR са значително по-високи при контролирани със затлъстяване в сравнение с постно контролирани (1990 ± 86 срещу 1407 ± 52; P -2), клас I (BMI 30, 0–34, 9 kg m -2 ), клас II (ИТМ 35–39, 9 kg m -2) и клас III (BMI - 40, 0 kg m-2) на затлъстели индивиди (Таблица 1). Участниците бяха на възраст от 30 до 55 години. По-голямата част от участниците (86%) са жени. Изследването е прегледано и одобрено от Комисията по човешка етика към университета в Питсбърг.
Маса в пълен размер
Теглото на тялото, височината и обиколката на талията са измерени с помощта на стандартни протоколи. Съставът на тялото се определя чрез двуенергийна рентгенова абсорбция (DXA, GE Healthcare, Madison, WI, САЩ) или въздушно изместена плетизмография (BodPod, COSMED, Чикаго, IL, САЩ) при 24 субекта, които надвишават масовия капацитет на двойно Рентгенов енергиен скенер. Абсорбциометри на лъча (GE Healthcare) (> 136 кг) и един контролен субект, който отказа да измери двойна енергия.
Общ дневен разход на енергия
Скорост на метаболизма в покой
RMR се измерва чрез система за метаболитни кошници (TrueOne 2400 Metabolic Measurement System with Canopy; ParvoMedics Inc., Sandy, UT, USA). След гладуване през нощта (минимум 10 часа), участниците лежаха тихо в продължение на 30 минути (стайна температура 22-23 ° C), преди прозрачната качулка да бъде поставена върху главата и шията за 30 минути RMR измерване. Скоростта на метаболизма се изчислява, като се използва уравнението на Weir. Първите 5 минути бяха премахнати, както и дистанционните измервания през последните 25 минути, но не до 5% от средния RMR.
Физическа дейност
Енергията, изразходвана за физическа активност, се изчислява чрез изваждане на измерения RMR и прогнозния топлинен ефект на храната от общия разход на енергия: AEE = TDEE− (RMR + 0, 10 (TDEE)).
Мониторите за физическа активност на Monisensor (Sensewear Pro3; BodyMedia, Питсбърг, Пенсилвания, САЩ) са носени по време на двойно етикетирания воден период. Данните бяха анализирани с помощта на софтуера за лента SenseWear Pro (версия 5.1) (BodPod, BodyMedia, Inc., Питсбърг, Пенсилвания, САЩ). Изследваните параметри включват време, прекарано в лека до интензивна физическа активност (> 3 метаболитни еквивалента на задачата (METS)), време, прекарано в заседнал (0–3 METS), умерено (3–6 METS), силно (6–9 METS) ). ) и много интензивна (> 9 METS) активност, часове на сън, средно дневно ниво на MET и измерени стъпки на ден. В анализите са включени само дни, когато мониторите са носили> 85% от деня (средно ± SD, 96 ± 2%) (средно = 8,05 ± 1, 68 дни).
статистика
Характеристиките на субекта и компонентите на енергийните разходи бяха сравнени, като се използва общ линеен дисперсионен анализ (SAS версия 9.2 за Windows; SAS Institute Inc., Cary, NC, САЩ). Данните са представени като средно ± sd, освен ако не е посочено друго. Различни параметри бяха използвани при анализа на моделите на дисперсия на енергийните разходи като ковариати за коригиране на различията в телесния състав. За да се сравни връзката между енергийните разходи и телесното тегло или масата без мазнини (FFM) между групите, бяха извършени едновременни тестове за наклон и улавяне, използвайки дисперсионен анализ. Последващите тестове за различия в груповите състави бяха проведени с помощта на теста за най-малката значима разлика на Fisher. Последователната регресия на подбора на променливи беше използвана за създаване на модел, който да обясни вариацията в енергийните разходи. Състезанието беше кодирано като 0 за кавказки и 1 за афроамерикански, а полът беше кодиран като 1 за мъже и 2 за жени. Състоянието на относително тегло беше кодирано като 1-4 за бедни животни от клас III.
резултатът
Следвайки модела, ИТМ, телесно тегло и телесен състав на четирите групи се различават значително (Таблица 1). Когато се сравняват некоригираните енергийни разходи във всичките четири групи, всички компоненти на енергийните разходи са по-високи при индивидите със затлъстяване в сравнение с бедните индивиди (Фигура 1 и Таблица 2). Въпреки че TDEE и RMR се увеличават с увеличаване на затлъстяването, AEE не.
Разход на енергия. Данните са средни ± se AEE: Клас I, II и III> постно; RMR: всички групи се различават значително, с изключение на клас I до клас II; и TDEE: всички затлъстели значително се различават, с изключение на сравнения от клас I към клас II.
Изображение в пълен размер
Маса в пълен размер
RMR се различава значително във всички групи с изключение на клас I до клас II. Уравнението за RMR и FFM за всички участници (RMR (kcal на ден) = 26,8 × FFM + 245, r2 = 0,71) е подобно на други публикувани уравнения за бедни и затлъстели индивиди. Дори след корекция за FFM, RMR е значително по-висок при всички групи със затлъстяване в сравнение с бедната група (Фигура 2а и Таблица 2). Няма обаче разлики между групите в телесните мазнини и FFM лечението (Таблица 2). Уравнение за най-добра прогноза (r2 = 0, 82, P
Разход на енергия по клас на затлъстяване. За да се подпомогне визуалната проверка, регресионната линия за бедната група е фиксирана, докато тези за клас I, клас II и клас III са единични, двойни и тройни пунктирани. ( а ) RMR срещу FFM: RMR = 9, 6 x FFM + 899, r2 = 0, 32 за бедни; RMR = 20, 4 × FFM + 535, r2 = 0.73 за клас I; RMR = 19, 3 x FFM + 626, r2 = 0,46 за II. и RMR = 28, 2 x FFM + 201, r2 = 0,69 за клас III. б ) AEE спрямо телесно тегло по група затлъстяване: AEE = 25, 0 × тегло - 743, r2 = 0, 42 за бедните; AEE = 12, 8 × маса - 125, r2 = 0, 32 за клас I; AEE = 10, 3 х маса + 8, r2 = 0, 14 за II. и AEE = 2,0 x маса + 805, r2 = 0,01 за клас III. ° С ) TDEE срещу телесно тегло: TDEE = 41, 6 × тегло -223, r2 = 0, 58 за бедните; TDEE = 35,0 x маса - 257, r2 = 0,62 за клас I; TDEE = 28, 6 х маса + 77, r2 = 0, 48 за клас II; и TDEE = 28, 2 х маса + 201, r2 = 0,29 за клас III.
Изображение в пълен размер
RMR = 23, 3 × FFM (kg) +4, 9 × телесни мазнини (kg) -154 × състезание -6, 4 × възраст + 525
Подобно на няколко публикувани уравнения, 23, 28, 29, 30, 31, 32 в допълнение към FFM, телесните мазнини, расата и възрастта са важни параметри в уравнението за прогнозиране, докато сексът не е.
Всички затлъстели групи са имали по-висок абсолютен AEE, отколкото се наблюдава при бедната група (Таблица 2). Не са наблюдавани значителни разлики в AEE между групите в FFM или корекция на телесното тегло. Имаше много значителна, но слаба връзка между AEE и телесното тегло в цялата кохорта (r 2 = 0,085, P -1 за лошо до 2,0 kcal kg -1 телесно тегло за група III. Класове) и нарастващо улавяне по време на прехода от лошо към затлъстели групи от клас III (виж Фигура 2 легенда към уравненията за регресия), Тази връзка е значително различна между групи с бедни групи и групи с II. Клас (P 3 MET) и повече време за заседнало поведение, което води до значително по-ниски дневни нива на MET (Таблица 3). Затлъстелите хора прекарват по-малко време при всеки интензитет на дейност в сравнение с бедните индивиди. По-ниското време, прекарано в дейности и увеличеното време, прекарано в заседнали дейности, е най-силно изразено при участниците III. Класове. Среднодневният брой натрупани стъпки обикновено е по-нисък с увеличаване на затлъстяването и е значително по-нисък в група III. Няма разлики в часовете на сън между групите.
Маса в пълен размер
TDEE е по-висок при увеличаване на затлъстяването и по-висок при пациенти със затлъстяване клас III в сравнение с всички останали групи (Таблица 2). Подобни разлики в TDEE между групите се наблюдават след корекция за FFM, но с корекция за телесното тегло TDEE е най-ниска при участниците в клас III (Таблица 2). Имаше подходяща връзка между TDEE и телесно тегло в цялата кохорта (r 2 = 0,49, P 1 телесно тегло за групи от клас III) и нарастващи улики, когато преминаха от бедни към клас III със затлъстяване. Най-добрите цялостни TDEE модели, включително телесно тегло (r2 = 0, 55, P 21 3310, 33 3226 13 и 4036 kcal дневно 34) при лица със силно затлъстяване. Поради увеличения TDEE, хората със затлъстяване от клас III ще трябва да консумират 35% повече калории на ден, отколкото бедните индивиди, за да поддържат тегло. Въпреки че е ясно, че хората със затлъстяване имат по-висок енергиен прием, ние не знаем дали такъв висок енергиен прием е довел до наддаване на тегло или е следствие от напълняване.
Друго откритие в това проучване е, че абсолютният RMR е по-висок в групите със затлъстяване дори след нормализиране на FFM, но е сходен във всички групи след нормализиране на FFM и мастната маса. По-рано са докладвани високи нива на RMR при пациенти със затлъстяване. 21, 35, 36 Следователно тези данни не поддържат ниско ниво на RMR, което би допринесло за поддържането на тежко затлъстяване. Нашите открития в напречното сечение обаче не изключват ролята на ниския RMR в развитието на затлъстяване.
По-високата абсолютна AEE, която наблюдаваме при затлъстяване, е в съответствие с по-високите разходи за активност при затлъстели индивиди поради по-високото телесно тегло. 37, 38, 39 Въпреки че е доказано, че брутните енергийни разходи (J kg -1) при ходене са сходни при индивиди със затлъстяване и нормално тегло, нетните енергийни разходи (брутен метаболизъм) са показани по-високи при индивиди със затлъстяване. 38, 39, 40 Предпочитаната скорост на ходене при затлъстели и нормални индивиди (1, 41 срещу 1, 47 m-1) е доказано подобна. 39 В допълнение, брутните енергийни разходи при ходене с предпочитана скорост на ходене са сходни за бедните и затлъстелите мъже и жени (между 2, 81 и 3, 04 J kg -1 м -1). Сравнение на енергийните разходи за ходене в продължение на 1 час при 1,4 m s-1 при типичен слаб (63 kg) и клас III (124 kg) човек, използващ брутни енергийни разходи от 3J kg -1 m -1, показва, че енергията разходите са почти два пъти по-високи при индивиди със затлъстяване в клас III (448 срещу 228 kcal). Следователно, разликата в AEE, която наблюдавахме при затлъстели индивиди (с 20-25% по-висока, отколкото при бедни индивиди), е по-ниска, отколкото би се очаквало в светлината на повишено телесно тегло (приблизително 100% по-висока при затлъстели индивиди.
Потвърждавайки по-нисък обем на физическа активност при пациенти със затлъстяване, общото време, прекарано при лека до интензивна физическа активност и средните дневни нива на МЕТ, са били по-ниски с увеличаване на затлъстяването и най-ниски при лица със затлъстяване клас III. Тези данни показват, че въпреки че TDEE и AEE са доста високи в групи със затлъстяване клас III поради високо телесно тегло, по-ниско от очакваното AEE в групи със затлъстяване се дължи на по-краткото време, прекарано в активност и повече време в заседнало поведение. Тези резултати са в съответствие с констатациите на други, които са показали връзка между затлъстяването и заседналото поведение. Банки и др. 46 показва връзка между заседналото поведение, измерено чрез времето за скрининг, и разпространението на затлъстяването при възрастни. Buchowski et al. 47 показва пряка връзка между ИТМ и заседнало поведение, като жените в най-високия квартил на заседналото поведение имат по-високо съотношение на коефициенти при ИТМ от 30 - 39 kg m -2 (коефициент на коефициент = 2, 3) или - 40 kg m - 2 (съотношение на шансовете = 4, 0) в сравнение с жените в най-ниския квартил на заседналото поведение. Не е известно дали тази по-ниска активност играе роля при повишено затлъстяване или поради повишено тегло.
При корекция на теглото TDEE е най-нисък при лица със затлъстяване от клас III, което показва, че тяхната активност не е пропорционална на повишеното им телесно тегло в сравнение с хората с по-малко затлъстяване. В подкрепа на това наблюдение, изследване на връзката между TDEE и телесното тегло по клас на затлъстяване (Фигура 2в) показва, че TDEE е по-нисък в групите със затлъстяване в сравнение с слабата група в сравнение с повишеното им телесно тегло.
Както бе съобщено по-рано при бедни и затлъстели индивиди, 30, 31, 48, 49, 50, 51, 52, 53 TDEE и RMR са били значително по-ниски при афроамериканските участници, отколкото при кавказците при корекция на телесния състав. 227 kcal на ден по-нисък TDEE, наблюдаван при афро-американците, се дължи главно на по-ниския RMR от 154 kcal на ден. Нашите данни потвърждават, че по-нисък разход на енергия, наблюдаван при афро-американците, се наблюдава и при силно затлъстели индивиди. Въпреки това няма расова разлика в AEE.
В заключение силните страни на това проучване включват оценка на TDEE, RMR, AEE моделиране и физическа активност при голям брой индивиди (n = 177), обхващащи широк спектър от затлъстяване, включително значителен брой индивиди от затлъстяване клас III (n = 98). Ние потвърждаваме, че абсолютният TDEE е повишен при затлъстели индивиди и е много висок при много затлъстели индивиди. След коригиране на разликите в телесния състав обаче, RMR е сходен при всички пациенти. Чрез комбиниране на обективни измервания на свързаните с дейността общи и енергийни разходи, ние демонстрираме, че хората със затлъстяване имат по-нисък AEE в сравнение с лошите индивиди в сравнение с повишеното им телесно тегло. По-ниската AEE може да се обясни с по-кратко време, прекарано при всяка интензивност на физическата активност и повече време, прекарано в заседнало поведение. Нашите открития ясно показват, че високият TDEE при затлъстели лица маскира ниски нива на физическа активност. Ниското ниво на физическа активност, наблюдавано при затлъстели индивиди, и особено при затлъстели индивиди, подчертава необходимостта от интервенции, насочени към повишена физическа активност при тези индивиди.