Предмети

Резюме

Мета:

Досліджуйте витрати енергії у худорлявих та ожирених осіб, з особливим акцентом на фізичну активність та осіб з важким ожирінням.

Дизайн:

Загальні добові витрати енергії (TDEE) оцінювали за допомогою подвійно міченої води, швидкості метаболізму в спокої (RMR) за допомогою непрямої калориметрії, витрати енергії за активністю (EEE) за різницею та час, витрачений на фізичну активність за допомогою мультисенсорних моніторів активності.

Предмети:

Загалом було проаналізовано 177 худорлявих людей класу I та осіб з важким ожирінням (віком 31-56 років, індекс маси тіла 20-64 кг м −2).

Результати:

Усі компоненти енергетичних витрат були підвищеними у людей із ожирінням. Наприклад, TDEE становив 2404 ± 95 ккал на день для худих та 3244 ± 48 ккал на день у осіб із ожирінням класу III. Після відповідного коригування RMR був подібним у всіх групах. Аналіз ESA за масою тіла та класом ожиріння показав нижчий рівень ESA у осіб із ожирінням. Підтверджуючи нижчу фізичну активність, люди з ожирінням витрачали менше часу на помірні та енергійні фізичні навантаження (2,7 ± 1, 3, 1, 8 ± 0, 6, 2, 0 ± 1, 4 та 1, 2 ± 1, 0 год на день у худих людей, клас I, клас II та клас III) І більше часу в сидячих режимах поведінки.

Висновки:

Не було жодних доказів ефективності метаболізму та у пацієнтів з важким ожирінням, оскільки скоригований показник ЯМР був подібним у всіх групах. Більш високий рівень ESA, який спостерігається у людей із ожирінням, відповідає вищій вартості діяльності через більшу масу тіла. Однак величина найвищого ЕКА (на 20–25% вище у осіб, що страждають ожирінням) нижча, ніж очікувалося (вага приблизно на 100% вища у осіб класу III). Підтверджуючи менший обсяг фізичної активності у людей із ожирінням, загальний час, проведений у помірних та енергійних фізичних навантаженнях, та середньодобовий метаболічний еквівалент рівня завдання були нижчими із збільшенням ожиріння. Ці результати демонструють, що висока маса тіла у людей з ожирінням призводить до високих TDEE та ESA, що маскує той факт, що вони менш фізично активні, на що може впливати тривалість або інтенсивність активності, ніж у худорлявих осіб.

Вступ

Хоча взаємозв'язок між витратами енергії та ожирінням вивчався протягом багатьох років, роль, яку мають окремі компоненти енергетичних витрат, зокрема енергетичні витрати (ESA), є неясною. 1 Крім того, існує недостатня кількість інформації про внесок енергії у важке ожиріння (індекс маси тіла (ІМТ)> 35 кг м -2), яке зростало швидше, ніж загальне ожиріння за останні три десятиліття. 2, 3 Це особливо викликає занепокоєння з огляду на вищу поширеність супутніх захворювань серед осіб із сильним ожирінням. Чотири. П’ять

Хоча деякі дослідження припускають, що низькі витрати енергії пов'язані з подальшим збільшенням ваги, 6, 7, 8, 9, 10 загальні добові витрати енергії (TDEE) виявились вищими у людей з ожирінням порівняно з худими. 11, 12, 13, 14 Більшість досліджень поперечного перерізу показали, що швидкість метаболізму в спокої (RMR) непрямим калориметром вища у людей із ожирінням, але подібна до тієї, що спостерігається у худих осіб, коли вона адекватно пристосовується до відмінностей у складі тіла. 15, 16, 17 Завдяки величині та мінливості фізичних навантажень, це ймовірна складова витрат енергії, яка бере участь в етіології ожиріння. 18, 19, 20 Однак роль фізичної активності у контролі ваги незрозуміла. 1

Існує мало досліджень, що стосуються витрат енергії та включають людей з важким ожирінням. У дослідженні, обмеженому жінками з надзвичайною ожирінням, спостерігали високі загальні витрати енергії (3415 ккал на добу). 21 Крім того, витрати енергії були значно вищими (3057, 3511 та 3845 ккал на добу) зі збільшенням ІМТ (40,8 ± 7, 49,5 ± 1,0 та 60,3 ± 2,2 кг м −2). У дослідженні поперечного перерізу виявлено, що 22 RMR є значно вищими у хворих із ожирінням контрольних порівняно з худими (1990 ± 86 проти 1407 ± 52; P -2), клас I (ІМТ 30,0–34,9 кг м2), клас II (ІМТ 35–39,9 кг м2) та ІІІ класу (ІМТ) ~ 40,0 кг м −2) ожирінням (таблиця 1). Учасникам було від 30 до 55 років. Більшість учасників (86%) були жінками. Дослідження було розглянуто та схвалено Комітетом з етики людини Університету Пітсбурга.

Повний розмір таблиці

Вага тіла, зріст та окружність талії вимірювали за стандартними протоколами. Склад тіла визначали за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії (DXA, GE Healthcare, Медісон, штат Вісконсин, США) АБО за допомогою плетизмографії з переміщенням повітря (BodPod, COSMED, Чикаго, штат Іллінойс, США). Рентгенівсько-абсорбційна сканера (GE Healthcare) (> 136 кг) та у контрольного суб’єкта, який відмовився вимірюватись за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії.

Загальні добові витрати енергії

Швидкість метаболізму в стані спокою

ЯМР вимірювали за допомогою метаболічної системи візків (TrueOne 2400 Metabolic Measurement System with Canopy; ParvoMedics Inc., Sandy, UT, USA). Після нічного голодування (мінімум 10 годин) учасники спокійно лежать протягом 30 хв (кімнатна температура 22–23 ° C), перш ніж розмістити прозорий капюшон над головою та шиєю для 30-хвилинного вимірювання RMR. Швидкість метаболізму розраховували за допомогою рівняння Вейра. 26 Перші 5 хвилин були вилучені, як і вимірювання за останні 25 хвилин, не в межах 5% від середнього коефіцієнта коефіцієнта опромінення.

Фізична активність

Енергію, витрачену на фізичну активність, розраховували шляхом віднімання виміряного коефіцієнта ефективності та розрахункового теплового ефекту їжі від загальних витрат енергії: EEE = TDEE− (RMR + 0,10 (TDEE)).

Мультисенсорні монітори фізичної активності (Sensewear Pro3; BodyMedia, Пітсбург, Пенсільванія, США) використовувались під час подвійного маркування водного періоду. Дані аналізували за допомогою програмного забезпечення для браслетів SenseWear Pro (версія 5.1) (BodPod, BodyMedia, Inc., Пітсбург, Пенсільванія, США). Досліджувані параметри включають час, проведений у помірній та енергійній фізичній активності (> 3 еквіваленти метаболічних завдань (METS)), час, проведений в сидячій діяльності (0–3 METS), помірний (3–6 METS), енергійний (6–9 METS)) і дуже енергійна активність (> 9 METS), години сну, середньодобовий рівень MET та вимірювані кроки на день. Тільки дні, коли використовували монітори> 85% доби (середнє значення ± SD, 96 ± 2%), були включені в аналізи (середнє значення = 8,05 ± 1,68 днів).

Статистика

Характеристики випробовуваних та складові енерговитрат порівнювали за допомогою дисперсійного аналізу загальної лінійної моделі (SAS версія 9.2 для Windows; SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Дані представлені як середні значення ± sd, якщо не вказано інше. Різні параметри використовувались при аналізі моделей варіації енерговитрат як коваріати для коригування відмінностей у складі тіла. Для порівняння взаємозв'язку між витратами енергії та масою тіла або масою без жиру (FFM) між групами проводили одночасні тести нахилів та перехоплення, використовуючи дисперсійний аналіз. Post hoc тести на різницю середніх показників групи проводили за допомогою найменш значущого різницевого тесту Фішера. Поступова регресія вибору змінної була використана для розробки моделі, яка пояснює коливання витрат енергії. Раса була кодована 0 для кавказьких та 1 для афроамериканських, а стать - 1 для чоловіків та 2 для жінок. Статус відносної ваги кодувався 1-4 для худих людей із ожирінням через клас III.

Результати

За конструкцією ІМТ, маса тіла та склад тіла чотирьох груп суттєво відрізнялись (табл. 1). Порівнюючи некореговані витрати енергії в чотирьох групах, усі компоненти енергетичних витрат були вищими у людей із ожирінням порівняно з худими особами (рис. 1 та таблиця 2). Хоча TDEE та RMR зростали із збільшенням ожиріння, ЕРА не зробили цього.

витрати

Витрата енергії. Дані є середніми значеннями ± ESA: клас I, II та III> худий; RMR: усі групи суттєво відрізняються, за винятком порівняння класу I з класом II; та TDEE: усі ожирілі істотно відрізняються, за винятком порівняння класу I з класом II.

Повнорозмірне зображення

Повний розмір таблиці

ЯМР суттєво відрізнявся між усіма групами, за винятком порівняння класу I з класом II. Рівняння, яке пов'язує RMR з FFM у всіх учасників (RMR (ккал на добу) = 26,8 × FFM + 245, r 2 = 0,71), подібне до інших рівнянь, опублікованих у худорлявих та ожирілих осіб. 27 Навіть після пристосування для FFM, RMR був значно вищим у всіх групах ожиріння порівняно з худими групами (рис. 2а та табл. 2). Однак під час коригування рівня жиру в організмі та FFM між групами вже не було відмінностей (табл. 2). Найкраще рівняння прогнозу (r 2 = 0,82, P

Складові витрат енергії за типом ожиріння. Для полегшення візуального огляду лінія регресії для худої групи суцільна, тоді як для класів I, II та III класів - одинарні, подвійні та потрійні розривні. ( до ) RMR проти FFM: RMR = 9,6 × FFM + 899, r 2 = 0,32 для худих; RMR = 20,4 × FFM + 535, r 2 = 0,73 для класу I; RMR = 19,3 × FFM + 626, r 2 = 0,46 для класу II; та RMR = 28,2 × FFM + 201, r 2 = 0,69 для класу III. ( b ) ESA проти маси тіла за групою ожиріння: ESA = 25,0 × вага −743, r 2 = 0,42 для худих; AEE = 12,8 × вага - 125, r 2 = 0,32 для класу I; AEE = 10,3 × вага + 8, r 2 = 0,14 для класу II; і AEE = 2,0 × вага + 805, r 2 = 0,01 для класу III. ( c ) TDEE проти ваги тіла: TDEE = 41,6 × вага - 223, r 2 = 0,58 для худих; TDEE = 35,0 × вага - 257, r 2 = 0,62 для класу I; TDEE = 28,6 × вага + 77, r 2 = 0,48 для класу II; і TDEE = 28,2 × вага + 201, r 2 = 0,29 для класу III.

Повнорозмірне зображення

RMR = 23,3 × FFM (кг) +4,9 × жир (кг) −154 × біг - 6,4 × вік + 525

Подібно до кількох опублікованих рівнянь, 23, 28, 29, 30, 31, 32, крім FFM, значення жиру, раси та віку були важливими параметрами в рівнянні прогнозування, тоді як стать не був.

Усі ожиріні групи мали вищий абсолютний рівень ESA, ніж той, що спостерігався у худих групах (табл. 2). Суттєвих відмінностей у ESA не спостерігалося між групами при коригуванні FFM або маси тіла. Існував дуже значний, але слабкий, зв’язок між ЕСА та масою тіла у всій когорті (r 2 = 0,085, P 2 = 0,32), але зменшувався із збільшенням ожиріння. Крім того, існували суттєві відмінності (Р -1 для нежирних до 2,0 ккал кг -1 маси тіла для груп класу III) і перехоплення збільшувались при переході від худих до тих, хто страждав ожирінням груп III класу (див. Легенду на рис. 2 для рівнянь регресії) . Цей взаємозв'язок суттєво відрізнявся між худими групами та групами класу II (P 2 = 0,01). При нормалізації ESA шляхом ділення на масу тіла ESA була нижчою у всіх групах ожиріння та нижчою у групі III класу (Таблиця 2).

Більш низький рівень ESA, який спостерігається у людей із ожирінням у порівнянні з худими суб'єктами, у зв'язку з їх вищою масою тіла можна пояснити даними, отриманими з мультисенсорних моніторів активності. Люди, що страждають ожирінням, витрачали менше часу на помірну та енергійну діяльність (> 3 MET) та більше часу на сидячу поведінку, що призвело до значно нижчого щоденного рівня MET (Таблиця 3). Люди з ожирінням витрачали менше часу на кожну активність, ніж у худорлявих. Коротший час, витрачений на діяльність, і триваліший час на сидячу діяльність були більш очевидними у учасників III класу. Середньодобова кількість кумулятивних кроків, як правило, була нижчою із збільшенням ожиріння, і була значно нижчою у групі ожиріння класу III. Не було різниці в годинах сну між групами.

Повний розмір таблиці

TDEE був вищим із збільшенням ожиріння та вищим у людей із ожирінням класу III порівняно з усіма іншими групами (таблиця 2). Подібні відмінності в TDEE все ще спостерігались між групами після коригування на FFM, але при коригуванні маси тіла TDEE був найнижчим у учасників класу III (Таблиця 2). Існувала розумна залежність (r 2 = 0,49, P 2 = 0,58; рис. 2в). Незважаючи на те, що цей взаємозв'язок був значним у групах ожиріння, три групи ожиріння суттєво відрізнялись від худої групи (маса тіла -1 P -1 для груп класу III), і перехоплення збільшувались при переході від худих груп ожиріння до класу III. Найкращі загальні моделі TDEE, включаючи масу тіла (r 2 = 0,55, P 2 = 0,70, P 21 3310, 33 3226 13 і 4036 ккал на добу 34) у осіб з важким ожирінням. Відповідно до підвищеного рівня TDEE людям з ожирінням класу III потрібно буде споживати на 35% більше калорій на день, ніж худорлявим людям, щоб підтримувати вагу тіла. Хоча очевидно, що люди з ожирінням мають більше споживання енергії, ми не знаємо, чи призвело таке високе споживання енергії до збільшення ваги або є наслідком збільшення ваги.

Іншим висновком у цьому дослідженні було те, що абсолютний показник RMR був вищим у групах із ожирінням навіть після нормалізації FFM, але був подібним у всіх групах після нормалізації FFM та маси жиру. Раніше повідомлялося про високий показник ЯМР у осіб із патологічним ожирінням. 21, 35, 36 Отже, ці дані не підтверджують, що низький показник ЯМР бере участь у підтримці навіть важкого ожиріння. Однак наші результати поперечного перерізу не виключають ролі низького показника RMR у розвитку ожиріння.

Коли коригували масу тіла, TDEE був нижчим у осіб з ожирінням класу III, що свідчить про те, що рівень їхньої активності не був пропорційний їхній більшій масі тіла порівняно з особами з меншим ожирінням. На підтвердження цього спостереження, дослідження взаємозв'язку між TDEE та масою тіла за класом ожиріння (рис. 2в) вказує на те, що TDEE нижчий у групах ожиріння порівняно з худою групою щодо їхньої більшої маси тіла.

Як повідомлялося раніше, у худих та ожирілих осіб 30, 31, 48, 49, 50, 51, 52, 53 TDEE та RMR були значно нижчими серед афроамериканських учасників, ніж у кавказців, з урахуванням складу тіла. TDEE менше 227 ккал на добу, що спостерігається у афроамериканців, головним чином був обумовлений нижчим коефіцієнтом коефіцієнта опромінення 154 ккал на день. Наші дані підтверджують, що менші витрати енергії, що спостерігаються у афроамериканців, спостерігаються також у людей із сильним ожирінням. Однак ніякої расової різниці в AEE не було.

На закінчення, сильні сторони цього дослідження включають оцінку TDEE, RMR, ESA та моделей фізичної активності у великої кількості осіб (n = 177), що охоплюють широкий спектр ожиріння, включаючи значну кількість людей із ожирінням з класу III (n = 98). Ми підтверджуємо, що абсолютний TDEE високий у людей із ожирінням та дуже високий у осіб із ожирінням. Однак, з урахуванням відмінностей у складі тіла, RMR був подібним у всіх суб'єктів. Поєднуючи об’єктивні показники загальних та енергетичних витрат, пов’язаних із вільною діяльністю, ми демонструємо, що люди з ожирінням мають нижчий рівень ESA, ніж худорляві, у порівнянні з вищою масою тіла. Крім того, нижчий показник AEE можна пояснити меншим часом, витраченим на всі інтенсивності фізичної активності, та більшим часом, який проводиться в сидячій поведінці. Наші висновки наочно демонструють, що високий TDEE у людей з ожирінням маскує низький рівень фізичної активності. Низький рівень фізичної активності, який спостерігається у людей із ожирінням, і особливо у людей із ожирінням, підкреслює необхідність втручань, спрямованих на збільшення фізичної активності у цих осіб.