obiecte
abstract
Examinați cheltuielile de energie la persoanele sărace și obeze, concentrându-vă în special pe activitatea fizică și pe persoanele cu obezitate severă.
proiecta:
Cheltuielile energetice zilnice totale (TDEE) au fost evaluate folosind apă dublu marcată, rata metabolismului în repaus (RMR) prin calorimetrie indirectă, cheltuielile de energie pentru activitate (AEE) în funcție de diferența și timpul petrecut în activitatea fizică prin monitorizarea activității multisenzor.
subiecte:
Au fost analizate un total de 177 indivizi săraci, clasa I și obezi (vârsta 31 - 56 ani, indice de masă corporală 20 - 64 kg m-2).
rezultatele:
Toate componentele cheltuielilor de energie au fost crescute la persoanele obeze. De exemplu, TDEE a fost de 2404 ± 95 kcal pe zi în stare slabă și de 3244 ± 48 kcal pe zi la persoanele obeze din clasa III. După ajustarea adecvată, RMR a fost similar în toate grupurile. Analiza AEE în funcție de greutatea corporală și clasa obezității a arătat AEE mai scăzută la persoanele obeze. Confirmând o activitate fizică mai scăzută, indivizii obezi petrec mai puțin timp implicându-se în activitate fizică ușoară până la intensă (2, 7 ± 1, 3, 1, 8 ± 0, 6, 2, 0 ± 1, 4 și 1, 2 ± 1, 0 h pe zi pentru persoanele sărace din clasa I, clasa II și clasa III). ) și mai mult timp în comportamentul sedentar.
concluzie:
Nu a fost demonstrată eficacitate metabolică la pacienții cu obezitate severă, deoarece RMR ajustat a fost similar în toate grupurile. AEE mai mare observată la obezi este în concordanță cu costuri mai mari de activitate din cauza greutății corporale mai mari. Cu toate acestea, magnitudinea AEE mai mare (cu 20-25% mai mare la persoanele obeze) este mai mică decât se aștepta (aproximativ 100% mai mare la persoanele din clasa III). Confirmarea volumului mai mic de activitate fizică la pacienții obezi, timpul total petrecut în activitatea fizică ușoară până la intensă și echivalentul mediu zilnic metabolic al nivelului sarcinii au fost mai mici odată cu creșterea obezității. Aceste descoperiri indică faptul că greutatea corporală ridicată la persoanele obeze duce la TDEE și AEE ridicate, care maschează faptul că sunt mai puțin activi fizic, care pot fi afectați de durata sau intensitatea activității decât la persoanele sărace.
Deși relația dintre cheltuielile de energie și obezitate a fost studiată de mulți ani, rolul pe care îl joacă diferitele componente ale cheltuielilor de energie, în special cheltuielile cu activitatea energetică (AEE), în obezitate, rămâne neclar. 1 În plus, există o lipsă de informații cu privire la contribuția cheltuielilor energetice la obezitatea severă (indicele de masă corporală (IMC)> 35 kg m −2), care a crescut mai repede decât obezitatea generală în ultimele trei decenii. 2, 3 Acest lucru este deosebit de îngrijorător datorită prevalenței crescute a comorbidităților în rândul persoanelor cu obezitate severă. 4, 5
Deși mai multe studii arată că cheltuielile cu energie scăzută sunt asociate cu creșterea în greutate ulterioară, 6, 7, 8, 9, 10, cheltuielile totale de energie zilnice (TDEE) s-au dovedit a fi mai mari la persoanele obeze comparativ cu persoanele sărace. 11, 12, 13, 14 Majoritatea studiilor transversale au arătat că rata metabolismului în repaus (RMR) de către calorimetrul indirect este mai mare la indivizii obezi, dar este similară cu cea observată la indivizii săraci atunci când diferențele în compoziția corpului sunt corectate în mod adecvat . 15, 16, 17 Având în vedere dimensiunea și variabilitatea activității fizice, este probabil o componentă a cheltuielilor de energie în etiologia obezității. 18, 19, 20 Cu toate acestea, rolul activității fizice în controlul greutății nu este clar. 1
Există puține studii transversale privind cheltuielile de energie care includ persoanele cu obezitate severă. Într-un studiu limitat la femeile extrem de obeze, s-a observat o cheltuială totală de energie (3415 kcal pe zi). În plus, cheltuielile de energie au fost semnificativ mai mari (3057, 3511 și 3845 kcal/zi) cu intensități crescânde ale IMC (40, 8 ± 7, 49, 5 ± 1, 0 și 60, 3 ± 2, 2 kg m −2). Un studiu transversal a constatat că 22 RMR au fost semnificativ mai mari la martorii obezi morbid comparativ cu martorii slabi (1990 ± 86 vs. 1407 ± 52; P -2), clasa I (IMC 30, 0-34, 9 kg m -2 ), clasa II (IMC 35-39, 9 kg m −2) și clasa III (IMC - 40, 0 kg m-2) la indivizi obezi (Tabelul 1). Participanții au variat între 30 și 55 de ani. Majoritatea participanților (86%) erau femei. Studiul a fost revizuit și aprobat de Comisia pentru etică umană de la Universitatea din Pittsburgh.
Tabel în dimensiune completă
Greutatea corporală, înălțimea și circumferința taliei au fost măsurate folosind protocoale standard. Compoziția corpului a fost determinată fie prin absorbție cu raze X cu energie dublă (DXA, GE Healthcare, Madison, WI, SUA), fie prin pletismografie deplasată cu aer (BodPod, COSMED, Chicago, IL, SUA) la 24 de subiecți care au depășit capacitatea de greutate a X - scaner cu energie dublă cu raze. Absorptiometre cu raze (GE Healthcare) (> 136 kg) și un subiect de control care a refuzat să măsoare energia dublă.
Cheltuieli energetice zilnice totale
Rata metabolică de repaus
RMR se măsoară printr-un sistem de coșuri metabolice (TrueOne 2400 Metabolic Measurement System with Canopy; ParvoMedics Inc., Sandy, UT, SUA). După un post peste noapte (minimum 10 ore), participanții au stat liniștiți timp de 30 de minute (temperatura camerei 22-23 ° C) înainte ca hota transparentă să fie plasată pe cap și gât timp de 30 de minute de măsurare RMR. Rata metabolică a fost calculată utilizând ecuația lui Weir. Primele 5 minute au fost eliminate, la fel ca măsurătorile la distanță din ultimele 25 de minute, dar nu până la 5% din RMR mediu.
Activitate fizica
Energia cheltuită pentru activitatea fizică a fost calculată deducând RMR măsurat și efectul termic estimat al alimentelor din cheltuielile totale de energie: AEE = TDEE− (RMR + 0, 10 (TDEE)).
Monitoarele de activitate fizică monisenzor (Sensewear Pro3; BodyMedia, Pittsburgh, PA, SUA) au fost purtate în timpul perioadei de apă dublă. Datele au fost analizate folosind software-ul pentru banderole SenseWear Pro (versiunea 5.1) (BodPod, BodyMedia, Inc., Pittsburgh, PA, SUA). Parametrii examinați includ timpul petrecut în activitate fizică ușoară până la intensă (> 3 echivalenți metabolici ai sarcinii (METS)), timpul petrecut în sedentarism (0-3 METS), moderat (3-6 METS), puternic (6-9 METS ). ) și activitate foarte intensă (> 9 METS), ore de somn, nivel mediu zilnic de MET și pași măsurați pe zi. Numai zilele în care monitoarele purtau> 85% din zi (medie ± SD, 96 ± 2%) (medie = 8,55 ± 1,68 zile) au fost incluse în analize.
statistici
Caracteristicile subiectului și componentele cheltuielilor de energie au fost comparate utilizând modelul liniar general al analizei varianței (versiunea SAS 9.2 pentru Windows; SAS Institute Inc., Cary, NC, SUA). Datele sunt prezentate ca medie ± sd, cu excepția cazului în care se indică altfel. Au fost folosiți diverși parametri în analiza modelelor de varianță a cheltuielilor de energie ca o covariabilă pentru a corecta diferențele în compoziția corpului. Pentru a compara relația dintre cheltuielile de energie și greutatea corporală sau masa fără grăsimi (FFM) între grupuri, s-au efectuat teste simultane de înclinare și captare utilizând analiza varianței. Testele post hoc pentru diferențele în compozițiile de grup au fost efectuate folosind cel mai mic test de diferență semnificativ al lui Fisher. Regresia succesivă a selecției variabile a fost utilizată pentru a crea un model care să explice varianța cheltuielilor cu energia. Cursa a fost codificată ca 0 pentru caucazieni și 1 pentru afro-americani, iar sexul a fost codificat ca 1 pentru bărbați și 2 pentru femei. Starea greutății relative a fost codificată ca 1-4 pentru animalele sărace din clasa III.
Rezultatul
După model, IMC, greutatea corporală și compoziția corporală a celor patru grupuri au fost semnificativ diferite (Tabelul 1). Atunci când se compară cheltuielile de energie neajustate în toate cele patru grupuri, toate componentele cheltuielilor de energie au fost mai mari la persoanele obeze comparativ cu persoanele sărace (Figura 1 și Tabelul 2). Deși TDEE și RMR au crescut odată cu creșterea obezității, AEE nu a crescut.
Consum de energie. Datele sunt medii ± se AEE: Clasa I, II și III> slab; RMR: toate grupurile diferă semnificativ, cu excepția clasei I până la clasa II; și TDEE: toți obezi semnificativ diferiți, cu excepția comparațiilor de clasa I la clasa II.
Imagine la dimensiune completă
Tabel în dimensiune completă
RMR a diferit semnificativ în toate grupurile, cu excepția clasei I la clasa II. Ecuația pentru RMR și FFM pentru toți participanții (RMR (kcal pe zi) = 26,8 × FFM + 245, r2 = 0,71) este similară cu alte ecuații publicate pentru indivizii săraci și obezi. Chiar și după ajustarea pentru FFM, RMR a fost semnificativ mai mare în toate grupurile obeze comparativ cu grupul sărac (Figura 2a și Tabelul 2). Cu toate acestea, nu au existat diferențe între grupuri în ceea ce privește grăsimea corporală și tratamentul cu FFM (Tabelul 2). Cea mai bună ecuație de predicție (r2 = 0, 82, P
Cheltuieli energetice pe clase de obezitate. Pentru a ajuta la inspecția vizuală, linia de regresie pentru grupul sărac este fixă, în timp ce cele pentru clasa I, clasa II și clasa III sunt simple, duble și triple. ( A ) RMR vs FFM: RMR = 9, 6 x FFM + 899, r2 = 0, 32 pentru săraci; RMR = 20, 4 × FFM + 535, r2 = 0,73 pentru clasa I; RMR = 19, 3 x FFM + 626, r2 = 0,46 pentru II. și RMR = 28, 2 x FFM + 201, r2 = 0,69 pentru clasa III. b ) AEE versus greutatea corporală pe grupe de obezitate: AEE = 25, 0 × greutate - 743, r2 = 0, 42 pentru cei săraci; AEE = 12, 8 × masă - 125, r2 = 0, 32 pentru clasa I; AEE = 10, 3 x masă + 8, r2 = 0, 14 pentru II. și AEE = 2,0 x masă + 805, r2 = 0,01 pentru clasa III. c ) TDEE vs. greutatea corporală: TDEE = 41, 6 × greutatea -223, r2 = 0, 58 pentru cei săraci; TDEE = 35,0 x masă - 257, r2 = 0,62 pentru clasa I; TDEE = 28, 6 x masă + 77, r2 = 0, 48 pentru clasa II; și TDEE = 28, 2 x masă + 201, r2 = 0,29 pentru clasa III.
Imagine la dimensiune completă
RMR = 23, 3 × FFM (kg) +4, 9 × grăsime corporală (kg) −154 × rasă −6, 4 × vârstă + 525
La fel ca mai multe ecuații publicate, 23, 28, 29, 30, 31, 32 pe lângă FFM, grăsimea corporală, rasa și vârsta au fost parametri semnificativi în ecuația de predicție, în timp ce sexul nu a fost.
Toate grupurile obeze au avut AEE absolută mai mare decât cea observată la grupul sărac (Tabelul 2). Nu s-au observat diferențe semnificative în AEE între grupuri în FFM sau ajustarea greutății corporale. A existat o relație foarte semnificativă, dar slabă, între AEE și greutatea corporală în întreaga cohortă (r 2 = 0,085, P −1 pentru greutate slabă până la 2,0 kcal kg -1 greutate corporală pentru grupurile de clasa III) și creșterea tranzițiilor de la grupuri de clasă sărace la obeze III (a se vedea Figura 2 legenda ecuațiilor de regresie), Această relație a fost semnificativ diferită între grupurile cu grupuri sărace și grupurile cu II. Clasa (P 3 MET) și mai mult timp pentru comportamentul sedentar, ceea ce duce la niveluri zilnice semnificativ mai scăzute de MET (Tabelul 3). Indivizii obezi au petrecut mai puțin timp la fiecare intensitate a activității în comparație cu indivizii săraci. Timpul mai scăzut petrecut în activități și timpul crescut petrecut în activități sedentare a fost cel mai pronunțat la participanții III. Clase. Numărul mediu zilnic de trepte acumulate a avut tendința de a fi mai mic odată cu creșterea obezității și a fost semnificativ mai mic în grupa III. Nu au existat diferențe între orele de somn între grupuri.
Tabel în dimensiune completă
TDEE a fost mai mare odată cu creșterea obezității și mai mare la pacienții obezi din clasa III, comparativ cu toate celelalte grupuri (Tabelul 2). Diferențe similare în TDEE între grupuri au fost observate chiar și după ajustarea FFM, dar TDEE a fost cel mai mic la participanții la clasa III atunci când s-a ajustat pentru greutatea corporală (Tabelul 2). A existat o relație adecvată între TDEE și greutatea corporală în întreaga cohortă (r 2 = 0,49, greutatea corporală P 1 pentru grupurile de clasa III) și indicii în creștere pe măsură ce au trecut de la grupurile obeze sărace la cele de clasa III. Cele mai bune modele globale TDEE, inclusiv greutatea corporală (r2 = 0, 55, P 21 3310, 33 3226 13 și 4036 kcal zilnic 34) la persoanele cu obezitate severă. Datorită creșterii TDEE, persoanele obeze din clasa III ar trebui să consume cu 35% mai multe calorii pe zi decât persoanele sărace pentru a menține greutatea. Deși este clar că persoanele obeze au un aport energetic mai mare, nu știm dacă un aport atât de mare de energie a dus la creșterea în greutate sau este o consecință a creșterii în greutate.
O altă constatare din acest studiu a fost că RMR absolut a fost mai mare în grupurile obeze chiar și după normalizare pentru FFM, dar a fost similară în toate grupurile după normalizare pentru FFM și masa de grăsime. Niveluri ridicate de RMR au fost raportate anterior la persoanele cu obezitate morbidă. 21, 35, 36 Prin urmare, aceste date nu acceptă un nivel scăzut al RMR, care ar contribui la menținerea obezității severe. Cu toate acestea, constatările noastre transversale nu exclud rolul RMR scăzut în dezvoltarea obezității.
AEE absolută mai mare observată la obezi este în concordanță cu costul mai mare de activitate la indivizii obezi datorită greutății corporale mai mari. 37, 38, 39 Deși costurile brute de energie (J kg -1) ale mersului pe jos s-au dovedit a fi similare la indivizii obezi și cu greutate normală, costurile nete ale energiei (rata metabolică brută) s-au dovedit a fi mai mari la indivizii obezi. 38, 39, 40 Viteza de mers preferată la persoanele obeze și normale (1, 41 vs 1, 47 m-1) s-a dovedit a fi similară. 39 În plus, costurile energetice brute ale mersului la viteza de mers preferată s-au dovedit a fi similare pentru cei săraci și obezi, bărbați și femei (între 2, 81 și 3, 04 J kg -1 m -1). O comparație a costurilor energetice ale mersului pe jos timp de 1 oră la 1,4 m s-1 la un individ tipic slab (63 kg) și clasa III (124 kg) folosind un cost energetic brut de 3J kg −1 m −1 arată că energia costul este aproape de două ori mai mare la persoanele obeze din clasa III (448 vs 228 kcal). Prin urmare, diferența de AEE observată la indivizii obezi (cu 20-25% mai mare decât la indivizii săraci) este mai mică decât s-ar fi așteptat în lumina creșterii greutății corporale (aproximativ 100% mai mare la indivizii obezi III au fost la fel de activi ca indivizii săraci.
Confirmarea unui volum mai scăzut de activitate fizică la pacienții obezi, timpul total petrecut în activitatea fizică ușoară până la intensă și nivelurile medii zilnice de MET au fost mai mici odată cu creșterea obezității și au fost mai mici la persoanele obeze din clasa III. Aceste date arată că, deși TDEE și AEE sunt destul de ridicate în grupurile obeze de clasa III din cauza greutății corporale mari, AEE mai scăzută decât așteptată în grupurile obeze s-a datorat unui timp mai scurt petrecut în activitate și mai mult timp în comportamentul sedentar. Aceste rezultate sunt în concordanță cu rezultatele altor persoane care au arătat o legătură între obezitate și comportamentul sedentar. Bănci și colab. 46 arată o relație între comportamentul sedentar, măsurat prin timpul de screening și prevalența obezității la adulți. Buchowski și colab. 47 arată o relație directă între IMC și comportamentul sedentar, cu femeile aflate în cel mai înalt quartile de comportament sedentar cu un raport de cote mai mare la un IMC de 30 - 39 kg m −2 (cota de raport = 2, 3) sau - 40 kg m - 2 (cota de raport = 4, 0) comparativ cu femeile din cel mai mic quartil al comportamentului sedentar. Nu se știe dacă această activitate mai mică joacă un rol în obezitatea crescută sau datorită greutății crescute.
În ceea ce privește ajustarea în greutate, TDEE a fost cel mai scăzut la persoanele obeze din clasa III, indicând faptul că activitatea lor nu a fost proporțională cu greutatea corporală crescută în comparație cu persoanele mai puțin obeze. Pentru a susține această observație, o examinare a relației dintre TDEE și greutatea corporală în funcție de clasa de obezitate (Figura 2c) arată că TDEE este mai mic în grupurile obeze comparativ cu grupul slab comparativ cu greutatea corporală crescută.
După cum sa raportat anterior la persoanele sărace și obeze, 30, 31, 48, 49, 50, 51, 52, 53 TDEE și RMR au fost semnificativ mai mici la participanții afro-americani decât la caucazieni în ajustarea compoziției corporale. TDEE mai mic de 227 kcal pe zi observat la afro-americani s-a datorat în primul rând unei RMR mai mici de 154 kcal pe zi. Datele noastre confirmă faptul că cheltuielile de energie mai mici observate la afro-americani se observă și la persoanele cu obezitate severă. Cu toate acestea, nu a existat nicio diferență rasială în AEE.
În concluzie, punctele forte ale acestui studiu includ evaluarea modelării TDEE, RMR, AEE și a activității fizice la un număr mare de indivizi (n = 177) care acoperă un spectru larg de obezitate, inclusiv un număr semnificativ de indivizi obezi de clasa III (n = 98). Confirmăm că TDEE absolut este crescut la indivizii obezi și este foarte mare la indivizii foarte obezi. Cu toate acestea, după ajustarea diferențelor în compoziția corpului, RMR a fost similar la toți subiecții. Combinând măsurători obiective ale cheltuielilor totale legate de activitate și de energie, demonstrăm că indivizii obezi au AEE mai scăzut în comparație cu indivizii săraci în comparație cu greutatea corporală crescută. AEE mai scăzut ar putea fi explicat prin timpul mai scurt petrecut în toate intensitățile activității fizice și mai mult timp petrecut în comportamentul sedentar. Descoperirile noastre arată clar că TDEE ridicat la persoanele obeze maschează niveluri scăzute de activitate fizică. Nivelul scăzut de activitate fizică observat la indivizii obezi, și în special la indivizii obezi, subliniază necesitatea intervențiilor care vizează creșterea activității fizice la acești indivizi.