Roland L Weinsier, Tim R Nagy, Gary R Hunter, Betty E Darnell, Donald D Hensrud, Heidi L Weiss, Адаптивните промени в скоростта на метаболизма благоприятстват ли възстановяването на теглото при хора с намалено тегло? Изследване на теорията на зададената точка, The American Journal of Clinical Nutrition, том 72, брой 5, ноември 2000 г., страници 1088–1094, https://doi.org/10.1093/ajcn/72.5.1088

метаболизма

РЕЗЮМЕ

Заден план: Затлъстелите обикновено възвръщат загубеното тегло, което предполага, че адаптивните метаболитни промени благоприятстват връщането към предварително зададено тегло.

Обективен: Нашата цел беше да определим дали адаптивни промени в метаболизма в покой (RMR) и хормоните на щитовидната жлеза се наблюдават при хора с намалено тегло, което ги предразполага към дългосрочно наддаване на тегло.

Дизайн: Двадесет и четири жени с наднормено тегло в постменопауза са проучени в клиничен изследователски център в четири фази на 10-d проучване: състояние с наднормено тегло (фаза 1, енергиен баланс; фаза 2, 3350 kJ/d) и след намаляване до състояние с нормално тегло фаза 3, 3350 kJ/d; фаза 4, енергиен баланс). Жените с намалено тегло бяха съчетани с 24 субекта, които никога не са наднормено тегло. След всяка фаза на изследването оценките включват RMR (чрез индиректна калориметрия), телесен състав (чрез хидростатично претегляне), серумен трийодтиронин (T3) и обратен T3 (rT3). Теглото на тялото е измерено 4 години по-късно, без намеса.

Резултати: RMR и T3, коригирани по състав на тялото: rT3 е спаднал по време на остро (фаза 2) и хронично (фаза 3) ограничаване на енергията (P

ВЪВЕДЕНИЕ

Наблюденията, че хората със затлъстяване са склонни да си възвърнат загубеното тегло, пораждат съмнение, че метаболитните фактори имат важен принос за регулирането на телесното тегло. Получената теория за зададена точка твърди, че тялото има хомеостатична система за обратна връзка за контрол на запасите от мазнини. Хомеостатичните механизми включват адаптиране към енергийната ефективност на метаболитните процеси, което ги прави повече или по-малко разточителни, ако е необходимо, за поддържане на фиксирани мастни запаси и телесно тегло (1). Идеята, че възстановяването на теглото може да се дължи на такова адаптивно регулиране надолу в скоростта на метаболизма в покой (RMR), след като загубата на тегло предизвика спорове и различни интерпретации на едни и същи данни (2).

Подкрепата за концепцията, че вариациите в RMR допринасят за увеличаване на теглото идва от няколко доклада. Установено е, че индианците от Пима с нисък RMR спрямо размера на тялото си имат по-голямо наддаване на тегло от други с нормални RMR (3). В неотдавнашен преглед на проучвания на затлъстели лица, претърпели загуба на тегло, Astrup и сътр. (4) стигат до заключението, че хората с намалено тегло имат RMR, който е по-нисък от този при сухи контролни субекти. В проучванията на отделението по метаболизъм данните на Leibel et al (5) предполагат, че загубата на тегло и увеличаването на теглото водят до адаптивни промени в RMR, които служат за връщане на индивидите към предишното им телесно тегло. За разлика от това, други не откриват доказателства, че RMR се различава между предразположени към затлъстяване и резистентни към затлъстяване индивиди (6). Две проучвания изследват лица, които съобщават, че страдат от устойчиво на диета затлъстяване, вероятно поради необичайно нисък RMR, въпреки че не са открити доказателства за промени в метаболитната ефективност (7, 8).

ПРЕДМЕТИ И МЕТОДИ

Субекти

Мерки за проучване

Теглото на субектите се измерва с помощта на електронна везна сутрин, след като субектите са гладували цяла нощ и веднага след като са се отказали. По време на оценките в GCRC субектите се претеглят в болнична рокля. Записани са средно 3 отчитания, като субектът излиза от скалата между претеглянето. Същата скала беше използвана за всички измервания на GCRC, включително последващи тегла. Следните мерки бяха получени в края на всяка 10-d фаза на проучване в GCRC. След като субектите са гладували цяла нощ, е взета кръв за измерване на серумния трийодтиронин (Т3) и обратния Т3 (rT3), които са анализирани чрез 125 I радиоимуноанализ (16). Най-малко 2 часа след венепункция и след като субектите са си почивали допълнително 30 минути в легнало положение, RMR се измерва за 30-минутен период чрез непряка калориметрия, използвайки термопластична система с балдахин с вентилирана качулка (17). Съставът на тялото се определя чрез подводно претегляне (18) с остатъчен белодробен обем, получен при използване на метод за разреждане на кислород в затворен кръг (19). Процентът телесни мазнини се изчислява по формулата на Siri (20).

За да се потвърди, че 10 d от енергийния баланс във фаза 4 са достатъчни за стабилизиране на RMR, след като са спазвали диетата от 3350 kJ/d в продължение на няколко месеца, подгрупа от 8 жени с намалено тегло се поддържа в условия на енергиен баланс за още 10 d . RMR стойностите след 10 и 20 d енергиен баланс не се различават значително (съответно 4729 ± 117 и 4880 ± 176 kJ/d).

Статистически анализ

Анализ на повтарящи се мерки по време на 4 фази на изследване

Сравнение на субекти с намалено тегло и контрол

Сравнението на RMRs, коригирани за FFM и FM, между редуцирани тегло и контролни субекти беше направено чрез използване на ANCOVA. Степента на асоциация между наддаване на тегло при 4-годишно проследяване и вариация на RMR, коригиран на телесния състав в състояние с намалено тегло е определена чрез използване на корелация на продукта и момента на Pearson. В някои случаи данните, съобщени тук, могат леко да се различават от стойностите, съобщени по-рано, в зависимост от метода на статистически анализ. Например, сравненията на стойностите на RMR в анализ, който едновременно води до наднормено тегло, намалено тегло и контролни субекти или който води до само намалено тегло в сравнение с контролните субекти, ще даде малко по-различни средни стойности от анализа, който включва вътрешноаналитични анализи през 4-те фази на изследване. Резултатите се влияят от броя на групите, влезли в анализа и дали анализът включва подход на повтарящи се или неповторени мерки.

РЕЗУЛТАТИ

Промени в състава на тялото

Характеристиките на възрастта и телесния състав на 24-те жени в състояния с наднормено тегло и нормално тегло и на 24-те субекти, които не са с наднормено тегло са показани в Таблица 1. Средното време, необходимо на жените с наднормено тегло да достигнат нормално тегло, е 15,4 ± 2,5 седмици (диапазон: 12–20 седмици), при средна скорост на загуба на тегло 0,93 ± 0,14 кг/седмица (диапазон: 0,7–1,2 кг/седмица). Телесното тегло спада средно с 12,9 ± 2,0 kg (диапазон: 11,5–20,2 kg). Теглото на тялото в края на всяка 10-d фаза на изследването е както следва (x̄ ± SEM): фаза 1 (наднормено тегло, енергиен баланс), 74,0 ± 1,6 kg; фаза 2 (наднормено тегло, ограничение на енергията), 71,8 ± 1,5 kg; фаза 3 (нормално тегло, ограничение на енергията), 61,4 ± 1,4 kg; и фаза 4 (нормално тегло, енергиен баланс), 61,3 ± 1,4 kg. Тегло, ИТМ, FM и процент телесни мазнини намаляват значително между фази 1 и 4; средното FFM има тенденция да намалява, но не значително. Субектите с намалено тегло и контрола не се различават значително по отношение на телесно тегло, FFM, FM или процент телесни мазнини.

Възрастови и телесни характеристики на 24 жени в постменопауза, оценени в състояние с наднормено тегло и след загуба на тегло до състояние с нормално тегло, и на двойки, които никога не са били с наднормено тегло 1

. Обекти с намалено тегло (n = 24) . . Мерки за проучване. Състояние на наднормено тегло. Нормално тегло. Субекти, които не са с наднормено тегло (n = 24) .
Възраст (y) 59 ± 5 57 ± 5
Телесно тегло (кг) 74,4 ± 7,6 61,5 ± 6,7 2 58,2 ± 5,8 2
Индекс на телесна маса (kg/m 2) 27,9 ± 1,8 23,0 ± 1,5 2 21,3 ± 1,6 2, 3
Маслена маса (кг) 31,7 ± 5,8 21,3 ± 4,9 2 19,3 ± 4,5 2
Обезмаслена маса (кг) 42,3 ± 3,9 40,0 ± 3,8 38,9 ± 3,2 4
Процент телесни мазнини (%) 42,6 ± 4,5 34,4 ± 5,4 2 32,9 ± 5,2 2
. Обекти с намалено тегло (n = 24) . . Мерки за проучване. Състояние на наднормено тегло. Нормално тегло. Субекти, които не са с наднормено тегло (n = 24) .
Възраст (y) 59 ± 5 57 ± 5
Телесно тегло (кг) 74,4 ± 7,6 61,5 ± 6,7 2 58,2 ± 5,8 2
Индекс на телесна маса (kg/m 2) 27,9 ± 1,8 23,0 ± 1,5 2 21,3 ± 1,6 2, 3
Маслена маса (кг) 31,7 ± 5,8 21,3 ± 4,9 2 19,3 ± 4,5 2
Обезмаслена маса (кг) 42,3 ± 3,9 40,0 ± 3,8 38,9 ± 3,2 4
Процент телесни мазнини (%) 42,6 ± 4,5 34,4 ± 5,4 2 32,9 ± 5,2 2

x̄ ± SD. Измерванията бяха получени при енергийно балансирани условия. Сравненията на пациентите в състояния с наднормено тегло и нормално тегло се основават на сдвоени t тестове. Сравненията на групите с нормално тегло и без наднормено тегло се основават на t-тестове на Student.

Значително различно от състоянието с наднормено тегло: P

Значително различно от състоянието с наднормено тегло: P

Значително различно от състоянието с нормално тегло, P

Възрастови и телесни характеристики на 24 жени в постменопауза, оценени в състояние с наднормено тегло и след загуба на тегло до състояние с нормално тегло, и на двойки, които никога не са били с наднормено тегло 1

. Обекти с намалено тегло (n = 24) . . Мерки за проучване. Състояние на наднормено тегло. Нормално тегло. Субекти, които не са с наднормено тегло (n = 24) .
Възраст (y) 59 ± 5 57 ± 5
Телесно тегло (кг) 74,4 ± 7,6 61,5 ± 6,7 2 58,2 ± 5,8 2
Индекс на телесна маса (kg/m 2) 27,9 ± 1,8 23,0 ± 1,5 2 21,3 ± 1,6 2, 3
Маслена маса (кг) 31,7 ± 5,8 21,3 ± 4,9 2 19,3 ± 4,5 2
Обезмаслена маса (кг) 42,3 ± 3,9 40,0 ± 3,8 38,9 ± 3,2 4
Процент телесни мазнини (%) 42,6 ± 4,5 34,4 ± 5,4 2 32,9 ± 5,2 2
. Обекти с намалено тегло (n = 24) . . Мерки за проучване. Състояние на наднормено тегло. Нормално тегло. Субекти, които не са с наднормено тегло (n = 24) .
Възраст (y) 59 ± 5 57 ± 5
Телесно тегло (кг) 74,4 ± 7,6 61,5 ± 6,7 2 58,2 ± 5,8 2
Индекс на телесна маса (kg/m 2) 27,9 ± 1,8 23,0 ± 1,5 2 21,3 ± 1,6 2, 3
Маслена маса (кг) 31,7 ± 5,8 21,3 ± 4,9 2 19,3 ± 4,5 2
Обезмаслена маса (кг) 42,3 ± 3,9 40,0 ± 3,8 38,9 ± 3,2 4
Процент телесни мазнини (%) 42,6 ± 4,5 34,4 ± 5,4 2 32,9 ± 5,2 2

x̄ ± SD. Измерванията бяха получени при енергийно балансирани условия. Сравненията на пациентите в състояния с наднормено тегло и нормално тегло се основават на сдвоени t тестове. Сравненията на групите с нормално тегло и никога с наднормено тегло се основават на t-тестове на Student.

Значително различно от състоянието с наднормено тегло: P

Значително различно от състоянието с наднормено тегло: P

Значително различно от състоянието с нормално тегло, P

Метаболитни реакции на ограничаване на енергията в сравнение с намаляване на теглото

Промените в хормоните на щитовидната жлеза и RMR в отговор на ограничаването на енергията и намаляването на теглото са показани в Таблица 2. Установено е, че FFM и FM са значителни, независими ковариатори на RMR по време на загуба на тегло (и двете P ТАБЛИЦА 2

Скорост на метаболизма в покой (RMR) и статус на хормоните на щитовидната жлеза при 24 жени в менопауза, оценени в енергийно балансирани и енергийно ограничени фази, в състояние с наднормено тегло и след загуба на тегло до състояние с нормално тегло 1

FFM, маса без мазнини; FM, мастна маса; Т3, трийодтиронин; rT3, обратен T3.

Значително различен от фаза 1, Р

Значително различен от фаза 2, Р

Значително различен от фаза 3, Р

Коригирано чрез многократни мерки ANCOVA с FFM и FM като ковариати.

Скорост на метаболизма в покой (RMR) и статус на хормоните на щитовидната жлеза при 24 жени в менопауза, оценени в енергийно балансирани и енергийно ограничени фази, в състояние с наднормено тегло и след загуба на тегло до състояние с нормално тегло 1

FFM, маса без мазнини; FM, мастна маса; Т3, трийодтиронин; rT3, обратен T3.

Значително различен от фаза 1, Р

Значително различен от фаза 2, Р

Значително различен от фаза 3, Р

Коригирано чрез многократни мерки ANCOVA с FFM и FM като ковариати.

За разлика от значителните ефекти от ограничаването на енергията, стойностите на RMR, коригирани с телесен състав, не се променят значително чрез намаляване на теглото. Тоест, няма значителна разлика в средно коригирания RMR между наднорменото тегло, енергийно балансирано състояние (фаза 1) и нормалното тегло, енергийно балансирано състояние (фаза 4). Нито имаше значителна разлика в средно коригирания RMR между наднорменото тегло, енергийно ограничено състояние (фаза 2) и нормалното тегло, енергийно ограничено състояние (фаза 3) (Фигура 1). Средната стойност на RMR стойностите във 2-те фази с наднормено тегло (1 и 2) е била в рамките на 71 kJ (17 kcal)/d, или 1% от средната стойност на RMR стойностите във фазите с намалено нормално тегло (3 и 4) (Таблица 2).

Средна (± SEM) скорост на метаболизма в покой (RMR), коригирана за маса без мазнини (FFM) и маса на мазнини (FM) и серумно съотношение на трийодтиронин (T3) към обратен T3 (rT3) при 24 жени с наднормено тегло през 4 фази на теглото намаляване. * Значително различен от фаза 1. # Значително различен от фаза 2. ** Значително различен от фаза 3 (всички, P * Значително различен от фаза 1. # Значително различен от фаза 2. ** Значително различен от фаза 3 (всички, P Фигура 1).

Сравнение на намалено тегло с контролни субекти

RMR, коригиран по телесен състав на жените с намалено тегло във фаза 4 (4771 ± 414 kJ/d), не се различава значително от този на контролните субекти (4955 ± 414 kJ/d). (Обърнете внимание, че в този статистически анализ RMR стойността от 4771 kJ/d за жените с намалено тегло във фаза 4 е малко по-различна от стойността от 5089 kJ/d, показана в таблица 2 за същите субекти, тъй като последният анализ предполага използване на ANCOVA в рамките на субекта на повтарящи се измервания през 4-те фази на изследване.) Наблюдаваната средна разлика в RMR между намаленото тегло и контролните групи е 184 kJ/d. Въз основа на post hoc анализ на мощността, изследването е имало мощност от 80%, за да открие значителна разлика в RMR от 314 kJ (75 kcal)/d, и 92% мощност, за да открие значителна разлика от 419 kJ/d (100 kcal)/d между пациентите с намалено тегло и контролните субекти, ако съществуват такива клинично значими разлики.

След средно 4 години проследяване (50 ± 2 месеца), жените с намалено тегло възвърнаха 87 ± 44% от загубеното си тегло (диапазон: 19–216%) и само 4 от 24 жени (16% ) поддържаха нормален ИТМ от Фигура 2. Резултатите бяха сходни, след като изключихме 3-те жени, за които се съобщава последващо тегло, но не се измерва (r = 0,34, P = 0,14).

Сравнение на намалено тегло с контролни субекти, които никога не са затлъстели

RMR като предиктор за наддаване на тегло

По-рано описахме значително различните 4-годишни модели на наддаване на тегло на тези бивши жени с наднормено тегло и никога с наднормено тегло (14). Жените с наднормено тегло никога не са имали средно увеличение на ИТМ от 21,3 на 21,8 и 100% поддържат ИТМ Фигура 2.

Наблюдаваната средна разлика в 4-годишното наддаване на тегло при намалено тегло в сравнение с контролните групи е 9,2 kg (10,9 -1,7 kg). Въз основа на предварително публикуван модел за прогнозиране, разликата в теглото от този мащаб, ако се дължи единствено на вариация в RMR, би изисквала RMR на жените с намалено тегло да бъде ≈523 kJ (125 kcal)/d по-ниска от тази на контролните субекти (45). За разлика от това, ние наблюдавахме незначителна разлика в RMR, коригиран със средния телесен състав, от само 184 kJ (44 kcal)/d, което би предсказало крайна разлика в наддаването на тегло от само 3,5 kg. Настоящото проучване имаше повече от адекватна статистическа мощност (92%) за откриване на клинично значима разлика в RMR от ≥419 kJ (100 kcal)/d между намаленото тегло и контролните групи, ако такава разлика съществува. По този начин, нашите открития предполагат, че фактори, различни от вариацията в RMR, обясняват по-голямата част от разликата в увеличаването на теглото на жените, склонни към затлъстяване и резистентни към затлъстяване.

Ограничения на проучването

Това проучване включва сравнително малка и хомогенна група от 48 бели жени в постменопауза. Въпреки че малкият размер и хомогенността на популацията бяха необходими за това проучване, което включваше строг метаболитен контрол и продължителни периоди от време в GCRC, тези фактори ограничават приложимостта на резултатите за други изследователски групи. Не можем да изключим възможността разликите в характеристиките на субекта да обяснят противоречиви резултати между нашето проучване и тези, получени при различно тегло, пол, възраст и етнически групи. Освен това е възможно по-големи количества загуба на тегло при по-тежко затлъстели лица да бъдат свързани с метаболитни адаптации, които не са наблюдавани в това проучване.

Обобщение и заключения

Основните констатации от това проучване са следните: 1) Острото и трайно ограничаване на енергията се характеризира с ниски концентрации на хормони на щитовидната жлеза и RMR, коригиран по състав на тялото, които при възстановяване на енергийния баланс се връщат към стойностите преди загуба на тегло. 2) Измерени в енергийно-балансирани условия, RMR на жените с намалено тегло са нормални в сравнение с тези на контролни субекти, които никога не са с наднормено тегло и не обясняват моделите на възстановяване на теглото. Тези открития показват важността на осигуряването на енергийно балансирано състояние преди измерване на RMR след загуба на тегло. Дори след месеци на енергийно ограничение, RMR се нормализира в рамките на 10 d от енергийния баланс, което се отразява чрез връщане към еутиреоидното състояние. Резултатите също така предполагат, че адаптивното понижаване на RMR не е характерно за хората с намалено тегло и не обяснява тяхната тенденция за възстановяване на теглото. Тенденцията към натрупване на тегло при лица, склонни към затлъстяване, изглежда се дължи на фактори, различни от вариациите в скоростта на метаболизма.

Благодарим на Карл Нелсън за приноса му в провеждането на това проучване.