Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по медицина, Северозападния университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по медицина, Северозападния университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по биомедицинско инженерство, Северозападен университет, Еванстън, Илинойс, САЩ

Катедра по невробиология, Северозападен университет, Еванстън, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по медицина, Северозападния университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Северозападен всеобхватен център по затлъстяване и медицина, Северозападен университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по медицина, Северозападния университет, Чикаго, Илинойс, САЩ

Катедра по биомедицинско инженерство, Северозападен университет, Еванстън, Илинойс, САЩ

Катедра по невробиология, Северозападен университет, Еванстън, Илинойс, САЩ

Резюме

Поддържането на основната температура е основен компонент на 24-часовите енергийни разходи и неговата дисрегулация може да допринесе за патофизиологията на затлъстяването. Връзката между температурата, пола и ИТМ обаче не е напълно изяснена при хората. Това проучване изследва основната температура при затлъстели и слаби индивиди в покой, по време на 20-минутно упражнение, по време на сън и след консумация на храна. Дванадесет слаби (18,5–24,9 kg/m 2) и дванадесет затлъстели (30,0–39,9 kg/m 2) здрави участници, на възраст 25–40 години, бяха приети за една нощ в отдел за клинични изследвания. Женските са измерени във фоликуларната менструална фаза. Температурата на сърцевината се измерва всяка минута в продължение на 24 часа с помощта на системата CorTemp, сензор с размер на хапче, който измерва температурата на сърцевината, докато е в стомашно-чревния тракт и доставя измерването чрез радиосигнал към външен записващ апарат. Основната температура не се различава значително между затлъстелите и слаби индивиди в покой, след хранене, по време на тренировка или по време на сън (P > 0,5), но средната температура за цялото проучване е значително по-висока (0,1–0,2 ° C) при затлъстелите (P = 0,023). По време на проучването температурата на всеки индивид варира значително, но през цялото време и през цялото проучване жените са с .40,4 ° C по-топли от мъжете (P

Въведение

Глобалната епидемия от затлъстяване, с последващото въздействие върху здравето и честотата на заболяванията, повиши интереса към основната патофизиология на прекомерното наддаване на тегло. Това, че индивидите се различават в скоростта на метаболизма в покой (RMR) и метаболитната ефективност вече не се съмнява. Многобройни проучвания за прехранване ((1)) демонстрират хетерогенна реакция на повишено поглъщане на калории и предоставят доказателства, че има генетичен компонент на вариацията в отговора. Така че въпреки очевидната важност на заседналия начин на живот и хранителния прием, надвишаващ нуждите, основните биологични разлики между затлъстелите и слабите съществуват и следователно трябва да играят роля в патогенезата на затлъстяването.

Базалният метаболизъм или, както сега обикновено се обозначава, RMR, е най-големият компонент на енергийните разходи. RMR от своя страна се състои от два основни компонента: „съществена топлина“, представляваща 1/3 от RMR, се генерира от поддържането на клетъчната цялост и включва йонни градиенти, белтъчен оборот и други подобни ((2), (3)); останалите две трети от RMR е топлината, произведена за поддържане на хомеотермията, постоянна телесна температура в променлива външна среда ((2), (3)). Този последен компонент представлява ∼37–53% от общите енергийни разходи ((2), (4)) в зависимост от нивото на физическа активност.

Въпреки големия принос, който температурата на сърцевината има за общите енергийни разходи, потенциалната роля на по-ниската температура на сърцевината в патогенезата на затлъстяването не е добре проучена ((5)). Някои щамове на затлъстели гризачи имат по-ниски температури в сърцевината, отколкото свързаните с тях неносебни щамове, ((6), (7)) и при затлъстели плъхове Zucker изглежда, че по-ниската температура е резултат от по-ниска зададена точка. ((7)) Съобщава се за противоречиви резултати по отношение на температурата при слаби и затлъстели хора ((8), (9), (10), (11), (12), (13)). Изследването на ролята на температурата на сърцевината като потенциален фактор в енергийната продукция и следователно при затлъстяването заобикаля непрекъснатата загадка в изследванията на затлъстяването, а именно как да се вземе предвид по-голям размер при сравняване на физиологичните измервания между слабите и затлъстелите ((5), (14 ), (15) ). Температурата на сърцевината отразява зададената точка на централната нервна система и следователно е независима от размера или състава на тялото, точка, която не противоречи на добре разпознатия изолационен ефект на мазнините и произтичащите от това разлики в разсейването на топлината между слабите и затлъстелите ((13), (16) ).

Следователно това проучване беше предприето, за да се оцени температурата на сърцевината при мъжете и жените, отговарящи на възрастта, слаби и затлъстели за период от 24 часа, като се използва температурен сензор с погълнато хапче и външен рекордер. Наскоро друга статия разглежда същия проблем с подобни техники. Хейкънс и др. ((17)) установи, че няма разлика в 24-часовата основна температура между слаби и затлъстели индивиди и няма разлика в 24-часовия температурен профил. Има обаче разлики между двете проучвания, особено че отчитаме температури през определени интервали. Нашите предмети бяха изучавани в покой, по време на сън, след хранене, както и по време и след тренировка, докато Heikens и др. ((17)) премахна определени интервали от време. Проучванията се сравняват допълнително в дискусията. Части от нашата работа и тази на Хейкини и др. за първи път бяха докладвани едновременно като резюмета ((18), (19)).

Методи и процедури

Субекти

слаби

Процедура

Субектите са получили три предварително планирани хранения въз основа на тяхната прогнозна скорост на метаболизма, определена от прогнозните уравнения на Института по медицина ((20)). Субектите бяха помолени да консумират всяко хранене в рамките на 30 минути. Съставът на макроелементите на ястията се разпределя като 15% протеини, 35% мазнини и 50% въглехидрати. Не бяха разрешени закуски между планираните часове на хранене.

Следобед участниците тренираха в продължение на 20 минути на велоергометър, използвайки скалата „Скорост на възприето усилие“. Скалата беше номерирана от 1 до 10, при което 0 = без усилие, 1 = много лека, 2 = доста лека, 3 = умерена, 4 = малко твърда, 5-6 - твърда, 7-9 = много твърда и 10 = много, много трудно. Субектите използваха собствените си лични преценки, за да заявят скоростта, с която работят във всяка минута. Субектите бяха помолени да упражняват поне десет последователни минути между нива 5 и 7, или със скорост от „трудно“ до „много трудно“. Телесният състав на мастната маса, обезмаслената маса и процента телесна мазнина е измерен чрез QDR 4500 Acclaim Series Elite двойно-енергийно рентгеново абсорбциометрично сканиране на цялото тяло (Hologic Europe, Bedford, MA). Индиректната калориметрия беше извършена с метаболитна количка Sensormedics VMAX N 29 с вентилирана качулка (Carefusion, Yorba Linda, CA) за всеки субект на следващата сутрин след събуждане за измерване на RMR и дихателен коефициент за 30 минути. Субектите са инструктирани да лежат спокойно в леглото преди и по време на измерването на RMR. Стойностите на глюкозата и инсулина на гладно са получени преди закуска.

Анализ на данни

Данните от рентгеновото абсорбциометрично сканиране с двойна енергия също бяха осреднени сред участниците във всяка група. Тези данни включват: телесно тегло (kg), процент телесни мазнини, чиста маса (kg) и мастна маса (kg). Характеристиките на субектите, включително възраст, BMI, RMR (kcal/ден и kcal/ден/kg чиста маса), дихателен коефициент, свободен T4, T3, стимулиращ щитовидната жлеза хормон, глюкоза (mg/dl) и инсулин (µU/ml) също са осреднени за всяко състояние. S.e.m. се изчислява за всички променливи и се извършва ANOVA. Значението беше взето да бъде P

Резултати

Характеристики на субектите

Възрастта на участниците, нивото на глюкозата, коефициентът на дишане, свободния Т4 и стимулиращия хормон на щитовидната жлеза не се различават съществено нито по пол, нито по ниво на затлъстяване (P > 0,05) (Таблица 2). По дизайн слабите индивиди са имали значително по-нисък ИТМ (22,7 ± 0,4) от затлъстелите индивиди (33,7 ± 0,3; P Таблица 2. Характеристики на изследваната популация

Телесна температура по време на интервали на активност

Фигура 1 показва представителен пример за основна телесна температура спрямо времето, записано за период от 24 часа за една затлъстела жена. Всички участници, слаби и затлъстели, демонстрираха подобен модел на променливост на температурата, при който температурата се повишаваше по време на тренировка и спадаше по време на сън. Температурата варираше значително през деня, докато субектите бяха в покой и се хранеха. Най-големите разлики, които бяха между пиковата температура на тренировка и минималната температура на съня, бяха: слаби жени (1.11 ° C ± 0.19), слаби мъже (1.37 ° C ± 0.16), затлъстели жени (1.10 ° C ± 0.13) и затлъстели мъже (1,31 ° C ± 0,11). По този начин, температурните вариации бяха големи през деня и нощта. Фигура 1 показва случай, в който основната температура е била леко повишена след вечеря, но е спаднала при седем от участниците. При всички участници температурата в часа след вечеря обикновено е малко по-висока, отколкото в половин час непосредствено преди вечеря, но това не е значително (0,031 ± 0,041 ° C, средно ± s.e.m.).

Пример за основна телесна температура при затлъстяла жена участник в изследването, докато участва в дейностите на изследването.

Температури в постно спрямо затлъстяване

Фигура 2 и Таблица 3 дайте средни стойности на основната телесна температура през шест избрани интервала от време, както и средната температура за цялото посещение. Повторните мерки ANOVA не откриват основен ефект от затлъстяването (P = 0,145) за шестте интервала и не е имало взаимодействие между затлъстяването и пола. Имаше малък, но значителен ефект от затлъстяването върху средната температура по време на цялото посещение (P = 0,023), което включва повече време от избраните температури, показани от първите шест комплекта ленти. Затлъстелите жени бяха по-топли от слабите жени

Средни ядрени температури през различни периоди от време (средни и средни стойности). За първите шест набора от стойности повторните измервания ANOVA не показват значителен ефект от затлъстяването, но значителен ефект от секса (P

Температури при мъжете спрямо жените

Таблица 3 и Фигура 2 показват, че женските са имали значително по-високи телесни температури от мъжките с до 0,5 ° C при всякакви условия. Това доведе до основен ефект на секса както при многократните мерки ANOVA, така и по време на цялото посещение (P

Мъжете и жените 'са средните телесни температури по време на цялото си посещение като функция от телесната маса. R 2 за жени = 0,07 (n.s.); R 2 за мъже = 0,51 (P = 0,01).

RMR срещу BMI

Разходът на енергия в покой в ​​килокалории/ден е по-висок при по-тежките обекти (Таблица 2). Затлъстелите лица са имали среден RMR, който е бил> 200 kcal/ден по-висок от сухите; RMR се увеличава значително с телесно тегло както при мъжете, така и при жените (регресия не е показана).

Дискусия

По време на всички интервали, които измервахме, нямаше значителен ефект от затлъстяването въз основа на многократни измервания ANOVA. Когато температурата беше осреднена за 20 часа от посещението на звеното за клинични изследвания, обаче, мъжете и жените със затлъстяване бяха леко, но значително по-топли от слабите участници. Тъй като този период от 20 часа включва различни дейности, температурата на сърцевината през това време вероятно е разумно отражение на температурата при естествени условия. Хейкънс и др. ((17)) не откриха разлика между слаби и затлъстели индивиди, вероятно защото те изключват периоди от време, като упражнения, които според тях ще променят температурата и които ние включихме. Това са просто два малко по-различни начина за разглеждане на данните и нито един не е непременно за предпочитане. Основната констатация не предлага подкрепа за възможността затлъстелите индивиди да са по-тежки, защото поддържат по-ниска телесна температура. Нашето проучване обаче се проведе само за 1 ден и все още не знаем дали температурите на индивидите със затлъстяване са били различни, преди да достигнат това състояние, или какво би се случило, ако отслабнат.

Връзката между производството на топлина и разсейването на топлината при затлъстелите е сложна. Затлъстелите имат по-висок RMR, така че те имат повече топлина за елиминиране. Те имат по-голяма повърхност, която насърчава загубата на топлина, но по-голяма изолация, която възпрепятства загубата на топлина, така че е трудно да се изчисли нетният ефект. Малко по-високата средна температура при затлъстелите може да отразява по-голямата изолация. Фактът, че е установена само малка разлика, предполага, че затлъстелите имат ефективни механизми за загуба на топлина. Докато може би еднакво ефективни като цяло, друга работа предполага, че механизмите на топлинните загуби при затлъстелите и слабите са различни ((13), (16)) При затлъстелите крайниците са по-топли, което позволява по-големи проводими, конвективни и радиационни загуби от тези по-малко изолирани части на тялото. Затлъстелите лица също могат да загубят повече топлина чрез изпаряване, дори при условия на почивка, но ние не сме запознати с никакви проучвания по този въпрос.

Поразителен резултат от това проучване беше силната температурна разлика между мъжете и жените. Във всеки период от време женските са били значително по-топли от мъжките. Разликата спрямо цялостното проучване е 0,38 ° C. Освен това, женските са изследвани във фоликуларната фаза, по-студената фаза, на техните менструални цикли. По-рано са докладвани температурни разлики в тази посока за основните ((10), (13)) и периферните ((21), (22)) температури. Хейкънс и др. ((17)) също открива разлика в една и съща посока както през деня, така и през нощта, но величината е малко по-малка (0,23 ° C). По-високата температура при жените, заедно с тенденцията да имат по-ниски RMR от мъжете при дадена телесна маса (напр. Реф. (23)), поражда възможността да се включат половите разлики в изолацията, тъй като, както е известно, жените са склонни да имат по-голям дял от подкожни мазнини.

В заключение, тези проучвания не подкрепят хипотезата, че индивидите със затлъстяване имат по-ниски температури в сърцевината от съпоставените слаби контроли. Те обаче демонстрират убедително, че жените имат по-високи основни температури от мъжете.

Признание

Благодарим на д-р Алън Саакян за съдействието с инструментариума и Deanna Arble за консултации относно изследвания върху животни.

Разкриване

Авторите не декларират конфликт на интереси.