Subiecte

rezumat

Scop:

Investigați cheltuielile de energie la persoanele slabe și obeze, cu un accent special pe activitatea fizică și persoanele cu obezitate severă.

Proiecta:

Cheltuielile energetice zilnice totale (TDEE) au fost evaluate utilizând apă dublă marcată, rata metabolică de repaus (RMR) prin calorimetrie indirectă, cheltuieli energetice de activitate (EEE) în funcție de diferență și timpul petrecut în activitatea fizică de către monitoarele de activitate multisenzor.

Subiecte:

În total, au fost analizați 177 de indivizi slabi, de clasa I și cu obezitate severă (cu vârste cuprinse între 31-56 de ani, indicele de masă corporală 20-64 kg m −2).

Rezultate:

Toate componentele cheltuielilor de energie au fost crescute la persoanele obeze. De exemplu, TDEE a fost de 2404 ± 95 kcal pe zi la slab și de 3244 ± 48 kcal pe zi la persoanele obeze din clasa III. După ajustarea adecvată, RMR a fost similar în toate grupurile. Analiza ESA în funcție de greutatea corporală și clasa obezității a indicat o ESA mai mică la persoanele obeze. Prin confirmarea unei activități fizice mai scăzute, indivizii obezi petrec mai puțin timp făcând activitate fizică moderată până la viguroasă (2,7 ± 1, 3, 1, 8 ± 0, 6, 2, 0 ± 1, 4 și 1, 2 ± 1, 0 h pe zi la oameni slabi, clasa I, clasa II și clasa III) Și mai mult timp în comportamente sedentare.

Concluzii:

Nu au existat dovezi ale eficienței metabolice sau la pacienții cu obezitate severă, deoarece RMR ajustat a fost similar în toate grupurile. SEC mai mare observată la obezi este în concordanță cu un cost mai mare al activităților datorită greutății corporale mai mari. Cu toate acestea, magnitudinea celei mai mari ESA (cu 20-25% mai mare la indivizii obezi) este mai mică decât se aștepta (greutate cu aproximativ 100% mai mare la indivizii din clasa III). La confirmarea unui volum mai mic de activitate fizică la obezi, timpul total petrecut în activitatea fizică moderată până la intensă și echivalentul mediu zilnic metabolic al nivelului sarcinii au fost mai mici odată cu creșterea obezității. Aceste descoperiri demonstrează că greutatea corporală ridicată la persoanele obeze duce la TDEE și ESA ridicate, care maschează faptul că sunt mai puțin activi fizic, care pot fi influențați de durata sau intensitatea activității, decât la persoanele slabe.

Introducere

Deși relația dintre cheltuielile energetice și obezitate a fost studiată de mulți ani, rolul pe care îl au componentele individuale ale cheltuielilor energetice, în special cheltuielile energetice de activitate (ESA) în obezitate, nu este clar. 1 În plus, există puține informații despre 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, având în vedere prevalența mai mare a comorbidităților în rândul persoanelor cu obezitate severă. Patru cinci

Deși unele studii sugerează că cheltuielile de energie scăzute sunt legate de creșterea în greutate ulterioară, s-a dovedit că cheltuielile energetice zilnice totale (TDEE) de 6, 7, 8, 9, 10 sunt mai mari la persoanele obeze comparativ cu persoanele slabe. 11, 12, 13, 14 Majoritatea studiilor transversale au arătat că rata metabolică de repaus (RMR) a calorimetrului indirect este mai mare la indivizii obezi, dar similară cu cea observată la indivizii slabi atunci când este ajustată în mod adecvat diferențelor în compoziția corpului. 15, 16, 17 Datorită amplorii și variabilității activității fizice, este o componentă probabilă a cheltuielilor energetice implicate în etiologia obezității. 18, 19, 20 Cu toate acestea, rolul activității fizice în controlul greutății este neclar. 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). 21 În plus, cheltuielile cu energia au fost semnificativ mai mari (3057, 3511 și 3845 kcal pe zi) cu creșterea terțelor IMC (40,8 ± 7, 49,5 ± 1,0 și 60,3 ± 2,2 kg m −2). Într-un studiu transversal, 22 RMR s-au dovedit a fi 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 mb2), Clasa II (IMC 35-39,9 kg mb2) și Clasa III (IMC) 40,0 kg m −2) indivizi obezi (Tabelul 1). Participanții aveau între 30 și 55 de ani. Majoritatea participanților (86%) au fost femei. Studiul a fost revizuit și aprobat de Comitetul de Etică Umană al Universității din Pittsburgh.

Masă completă

Greutatea corporală, înălțimea și circumferința taliei au fost măsurate folosind protocoale standard. Compoziția corpului a fost determinată prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală (DXA, GE Healthcare, Madison, WI, SUA) SAU prin pletismografie cu deplasare a aerului (BodPod, COSMED, Chicago, IL, SUA) .24 subiecți care depășesc capacitatea de greutate a energiei duble Scanner de absorptiometrie cu raze X (GE Healthcare) (> 136 kg) și la un subiect de control care a refuzat să fie măsurat prin absorptiometrie cu raze X cu energie duală.

Cheltuieli energetice zilnice totale

Rata metabolică de repaus

RMR a fost măsurat cu un sistem de cărucioare metabolice (TrueOne 2400 Metabolic Measurement System with Canopy; ParvoMedics Inc., Sandy, UT, SUA). După un post peste noapte (minimum 10 ore), participanții stau liniștiți timp de 30 de minute (temperatura camerei 22-23 ° C) înainte de a plasa capota transparentă peste cap și gât pentru o măsurare RMR de 30 de minute. Rata metabolică a fost calculată utilizând ecuația Weir. 26 Primele 5 minute au fost eliminate, la fel ca măsurătorile anterioare din ultimele 25 de minute, nu în limita a 5% din valoarea medie a RMR.

Activitate fizica

Energia cheltuită în activitatea fizică a fost calculată scăzând RMR măsurat și efectul termic estimat al alimentelor din cheltuielile totale de energie: EEE = TDEE− (RMR + 0,10 (TDEE)).

Monitoarele de activitate fizică cu mai mulți senzori (Sensewear Pro3; BodyMedia, Pittsburgh, PA, SUA) au fost utilizate în timpul perioadei de apă dublă. Datele au fost analizate utilizând software-ul brățară SenseWear Pro (versiunea 5.1) (BodPod, BodyMedia, Inc., Pittsburgh, PA, SUA). Parametrii examinați includ timpul petrecut în activitate fizică moderată până la intensă (> 3 echivalenți de sarcină metabolică (METS)), timpul petrecut în activitate sedentară (0-3 METS), moderat (3-6 METS), puternic (6-9 METS) ) și activitate foarte viguroasă (> 9 METS), ore de somn, nivel mediu zilnic de MET și pași măsurați pe zi. Numai zilele în care monitoarele au fost utilizate> 85% din zi (medie ± SD, 96 ± 2%) au fost incluse în analize (medie = 8,05 ± 1,68 zile).

Statistici

Caracteristicile subiecților și componentele cheltuielilor de energie au fost comparate utilizând analiza varianței modelului liniar general (versiunea SAS 9.2 pentru Windows; SAS Institute Inc., Cary, NC, SUA). Datele sunt prezentate ca mijloace ± sd, cu excepția cazului în care se indică altfel. Diverși parametri au fost utilizați în analiza modelelor de variație a cheltuielilor energetice ca covariabile pentru ajustarea diferențelor în compoziția corpului. Pentru a compara relația dintre cheltuielile de energie și greutatea corporală sau masa fără grăsime (FFM) între grupuri, s-au efectuat teste simultane ale pantei și ale interceptărilor folosind analiza varianței. Testele post hoc pentru diferențele în mediile de grup au fost efectuate folosind testul diferenței cel mai puțin semnificativ al lui Fisher. Regresia selecției variabile în trepte a fost utilizată pentru a dezvolta un model care explică variația cheltuielilor de energie. Rasa a fost codificată 0 pentru caucazieni și 1 pentru afro-americani, iar sexul a fost codificat 1 pentru bărbați și 2 pentru femei. Starea relativă a greutății a fost codificată 1-4 pentru obezii slabi prin clasa III.

Rezultate

Prin proiectare, 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 cele patru grupuri, toate componentele cheltuielilor de energie au fost mai mari la obezi comparativ cu persoanele slabe (Figura 1 și Tabelul 2). Deși TDEE și RMR au crescut odată cu creșterea obezității, ASE nu au crescut.

maschează

Risipa de energie. Datele sunt medii ± ESA: clasa I, II și III> slab; RMR: toate grupurile diferă semnificativ, cu excepția comparației de clasa I la clasa II; și TDEE: toți obezii sunt semnificativ diferiți, cu excepția comparației dintre clasa I și clasa II.

Imagine la dimensiune completă

Masă completă

RMR a fost semnificativ diferit între toate grupurile, cu excepția comparației dintre clasa I și clasa II. Ecuația care leagă RMR de FFM la toți participanții (RMR (kcal pe zi) = 26,8 × FFM + 245, r 2 = 0,71) este similară cu alte ecuații publicate la indivizii slabi și obezi. 27 Chiar și după ajustarea pentru FFM, RMR a fost semnificativ mai mare în toate grupurile obeze comparativ cu grupul slab (Figura 2a și Tabelul 2). Cu toate acestea, la ajustarea pentru grăsime corporală și FFM, nu au mai existat diferențe între grupuri (Tabelul 2). Cea mai bună ecuație de predicție (r 2 = 0,82, P

Componentele cheltuielilor energetice după tipul de obezitate. Pentru a ajuta la inspecția vizuală, linia de regresie pentru grupul slab este solidă, în timp ce cele pentru clasa I, clasa II și clasa III sunt simple, duble și triple discontinue. ( la ) RMR versus FFM: RMR = 9,6 × FFM + 899, r 2 = 0,32 pentru slab; RMR = 20,4 × FFM + 535, r 2 = 0,73 pentru clasa I; RMR = 19,3 × FFM + 626, r 2 = 0,46 pentru clasa II; și RMR = 28,2 × FFM + 201, r 2 = 0,69 pentru clasa III. ( b ) ESA vs greutatea corporală pe grupe de obezitate: ESA = 25,0 × greutate -743, r 2 = 0,42 pentru slab; AEE = 12,8 × greutate - 125, r 2 = 0,32 pentru clasa I; AEE = 10,3 × greutate + 8, r 2 = 0,14 pentru clasa II; și AEE = 2,0 × greutate + 805, r 2 = 0,01 pentru clasa III. ( c ) TDEE vs greutatea corpului: TDEE = 41,6 × greutate - 223, r 2 = 0,58 pentru slab; TDEE = 35,0 × greutate - 257, r 2 = 0,62 pentru clasa I; TDEE = 28,6 × greutate + 77, r 2 = 0,48 pentru clasa II; și TDEE = 28,2 × greutate + 201, r 2 = 0,29 pentru Clasa III.

Imagine la dimensiune completă

RMR = 23,3 × FFM (kg) +4,9 × grăsime corporală (kg) −154 × alergare - 6,4 × vârstă + 525

Similar cu 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.

Toate grupurile obeze au avut o ESA absolută mai mare decât cea observată în grupul slab (Tabelul 2). Nu s-au observat diferențe semnificative în ESA între grupuri la ajustarea pentru FFM sau greutatea corporală. A existat o relație foarte semnificativă, dar slabă, între ESA și greutatea corporală în întreaga cohortă (r 2 = 0,085, P 2 = 0,32), dar în scădere odată cu creșterea obezității. În plus, au existat diferențe semnificative (P -1 pentru slabă până la 2,0 kcal kg -1 de greutate corporală pentru grupurile din clasa III) și intercepțiile au crescut atunci când se trecea din grupurile slabe la obezi din clasa III (a se vedea legenda din figura 2 pentru ecuațiile de regresie) . Această relație a fost semnificativ diferită între grupul slab și grupurile de clasa II (P 2 = 0,01). La normalizarea ESA prin împărțirea la greutatea corporală, ESA a fost mai mică în toate grupele obeze și mai mică în grupa Clasa III (Tabelul 2).

Scăderea ESA observată la obezii în comparație cu subiecții slabi în raport cu greutatea corporală mai mare ar putea fi explicată prin datele obținute de la monitoarele de activitate multisenzor. Indivizii obezi au petrecut mai puțin timp în activități moderate până la viguroase (> 3 MET) și mai mult timp în comportamente sedentare, ceea ce a dus la un nivel zilnic semnificativ mai scăzut de MET (Tabelul 3). Indivizii obezi au petrecut mai puțin timp pe fiecare activitate de intensitate comparativ cu indivizii slabi. Timpul mai scurt petrecut în activități și timpul mai lung petrecut în activități sedentare a fost mai evident la participanții la clasa a III-a. Numărul mediu zilnic de pași cumulativi a avut tendința de a fi mai mic odată cu creșterea obezității și a fost semnificativ mai mic în grupul obez de clasa III. Nu a existat nicio diferență între orele de somn între grupuri.

Masă completă

TDEE a fost mai mare odată cu creșterea obezității și mai mare la obezii de clasa III, comparativ cu toate celelalte grupuri (Tabelul 2). Diferențe similare în TDEE au fost încă observate între grupuri după ajustarea pentru FFM, dar la ajustarea pentru greutatea corporală, TDEE a fost cel mai mic la participanții din clasa III (Tabelul 2). A existat o relație rezonabilă (r 2 = 0,49, P 2 = 0,58; Figura 2c). Deși această relație a fost semnificativă în grupurile obeze, cele trei grupuri obeze au fost semnificativ diferite de grupul slab (greutatea corporală P -1 pentru grupurile din clasa III) și intercepțiile au crescut atunci când s-au trecut de la grupurile obeze slabe la clasa III. Cele mai bune modele generale de TDEE, inclusiv greutatea corporală (r 2 = 0,55, P 2 = 0,70, P 21 3310, 33 3226 13 și 4036 kcal pe zi 34) la persoanele cu obezitate severă. Conform TDEE crescut, persoanele obeze din clasa III ar trebui să consume cu 35% mai multe calorii pe zi decât persoanele slabe pentru a menține greutatea corporală. Deși este clar că persoanele obeze au un consum mai mare de energie, nu știm dacă un consum atât de mare de energie a dus la creșterea în greutate sau este o consecință a creșterii în greutate.

O altă constatare în acest studiu a fost că RMR absolut a fost mai mare la grupurile obeze, chiar și după normalizarea FFM, dar a fost similară în toate grupurile după normalizarea FFM și a masei grase. RMR ridicat a fost raportat anterior la persoanele cu obezitate morbidă. 21, 35, 36 Prin urmare, aceste date nu susțin că o RMR scăzută este implicată în menținerea chiar și a obezității severe. Cu toate acestea, descoperirile noastre transversale nu exclud rolul unui RMR scăzut în dezvoltarea obezității.

Când greutatea corporală a fost ajustată, TDEE a fost mai mică la persoanele obeze din clasa III, indicând faptul că nivelul lor de activitate nu a fost proporțional cu greutatea corporală mai mare comparativ cu persoanele mai puțin obeze. În sprijinul acestei observații, examinarea relației dintre TDEE și greutatea corporală în funcție de clasa de obezitate (Figura 2c) indică faptul că TDEE este mai mic în grupurile obeze comparativ cu grupul slab în raport cu greutatea corporală mai mare.

După cum sa raportat anterior la persoanele slabe și obeze, 30, 31, 48, 49, 50, 51, 52, 53 TDEE și RMR au fost semnificativ mai mici la participanții afro-americani decât caucazienii atunci când au fost ajustate pentru compoziția corpului. Un 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 TDEE, RMR, ESA și tiparele de activitate fizică la un număr mare de indivizi (n = 177) care acoperă un spectru larg de obezitate, incluzând un număr considerabil de indivizi obezi din clasa III (n = 98). Confirmăm că TDEE absolut este ridicat la persoanele obeze și foarte mare la persoanele cu obezitate severă. Cu toate acestea, după ajustarea diferențelor în compoziția corpului, RMR a fost similar la toți subiecții. Combinând măsuri obiective ale cheltuielilor energetice totale și de viață liberă, demonstrăm că persoanele obeze au o ESA mai mică decât persoanele slabe în raport cu greutatea corporală mai mare. Mai mult, AEE mai scăzut ar putea fi explicat prin timpul mai scurt petrecut în toate intensitățile activității fizice și mai mult timp petrecut în comportamente sedentare. Descoperirile noastre demonstrează în mod clar că un TDEE ridicat la persoanele obeze maschează un nivel scăzut de activitate fizică. Nivelul scăzut de activitate fizică observat la indivizii obezi, și în special la cei obezi sever, subliniază necesitatea intervențiilor care vizează creșterea activității fizice la acești indivizi.