Стивън Б. Хеймсфийлд

1 Център за биомедицински изследвания в Пенингтън, Батън Руж, Лос Анджелис

Даяна Томас

2 Катедра по математически науки, Държавен университет в Монклер, Монклер, Ню Джърси

Корби К. Мартин

3 Лаборатория за поглъщащо поведение, Биомедицински изследователски център в Пенингтън, Батън Руж, Лос Анджелис

Лийн М. Редман

1 Център за биомедицински изследвания в Пенингтън, Батън Руж, Лос Анджелис

Бойд Щраус

4 Медицински департамент на университета Monash, Медицински център Monash, Клейтън, Виктория, Австралия

Аня Боси-Вестфал

5 Институт по човешко хранене и наука за храните, Университет Кристиан-Албрехтс, Кил, Германия

Манфред Й. Мюлер

5 Институт по човешко хранене и наука за храните, Университет Кристиан-Албрехтс, Кил, Германия

Уей Шен

6 Колумбийски университет, Колеж по лекари и хирурзи, Ню Йорк

Алисън Мартин Нгуен

7 изследователски лаборатории Merck, Северен Уелс, Пенсилвания

Свързани данни

Резюме

Обективен

Класическото правило, според което ограничаването на приема с 3500 kcal/wk ще доведе до 1 lb/wk скорост на загуба на тегло, е подложено на интензивен контрол. Като цяло не е компонент на повечето модели за прогнозиране на загуба на тегло, „ранната“ фаза на бързо отслабване може да представлява период, през който енергийното съдържание на промяната на теглото (ΔEC/ΔW) е ниско и следователно не следва класическото „правило“. Настоящото проучване тества тази хипотеза.

Методи

Динамични промени в ΔEC/ΔW бяха изследвани в 23 Проучване на CALERIE при мъже и жени с наднормено тегло, оценени чрез двуенергийна рентгенова абсорбциометрия по време на загуба на тегло в седмиците на лечение от 4 до 24. Промените от изходното ниво на телесното енергийно съдържание се изчисляват от мазнините и обезмаслената маса . Повтарящи се мерки ANOVA се използва, за да се определи дали ΔEC/ΔW се променя значително с течение на времето. Оценката беше разширена с добавяне на 13-седмично проучване на Kiel за отслабване на 75 мъже и жени със затлъстяване, за да се тества с достатъчна мощност, ако има полови разлики в ΔEC/ΔW.

Резултати

Ефектът от времето на ANOVA CALERIE е значителен (p Ключови думи: Енергиен баланс, състав на тялото, отслабване, телесни мазнини

ВЪВЕДЕНИЕ

„Правилото“ на Вишнофски, един килограм загуба на тегло е еквивалентен на дефицит от 3500 kcal (т.е. 7700 kcal/kg) [1,2], е един от най-разпространените в клиничното хранене и медицина. Широко цитиран в научни доклади, учебници и на надеждни уебсайтове [3, 4], тази половинвековна обща мъдрост гласи, че съответстващият обект ще хвърли 1 фунта/седмица или 52 паунда/година просто чрез намаляване на приема с около 500 kcal /д.

Подходяща основна критика към правилото на Вишнофски е, че докато субектите губят, намаляването на енергийните разходи намалява наложения енергиен дефицит и забавя скоростта на загуба на тегло [5–14]. Намаляването на приема с 500 kcal през първия ден на диетата приблизително се доближава до енергиен дефицит от -500 kcal, но големината на този дефицит и свързаната с него загуба на тегло значително намаляват с времето. Загубата на енергийно активна тъкан [5], метаболитните адаптации [11, 12, 15] и намалената цена на свързаните с теглото енергийни разходи [6, 13, 16] отчитат самоограничаващия се характер на загубата на тегло.

Втора критика към правилото на Вишнофски е, че индуцираният от доброволна диета състав за отслабване зависи от първоначалния състав на тялото на субекта [8, 17, 18]. При отрицателен енергиен баланс, затлъстелите лица губят предимно енергийно плътни мазнини, докато слабите субекти губят относително големи количества с ниско енергийно съдържание на обезмаслена маса (FFM) [8, 17, 18]. Въпреки че изпитвате „по-здравословен“ състав за отслабване, за да отслабнете с половин килограм, човек със затлъстяване трябва да намали енергийния си прием повече от този на слаб субект [8, 10].

В този контекст е налице забележително малко скорошна колективна информация за друг широко признат отговор на диетата: относително голямата ранна бърза загуба на тегло, която се дължи на динамичните промени в гликогена, протеина и баланса на течностите [11, 19]. Често разглеждан като преходен и без значение, този „ранен“ ефект на отслабване предвидимо би намалил енергийното съдържание на загуба на тегло далеч под това на правилото на Вишнофски. Диети, страдащи от затлъстяване, които намаляват приема си с 500 kcal/d, ще получат по-бърза ранна загуба на тегло от очакваното въз основа на 3500 kcal/lb енергийно съдържание при промяна на теглото. По-късно забелязаното забавяне на отслабването, въпреки продължаващото строго спазване на диетата, е една от причините за разочарованието, разочарованието и в крайна сметка рецидив на субекта [20].

Настоящото проучване разширява пионерските изследвания на Dole et al. [21], Grande [22] и Forbes [23] за ранния период на доброволна загуба на тегло. Dole и сътр. през 1955 г. [21] съобщава за ниско енергийно съдържание на промяна на теглото (2500 kcal/kg) в продължение на 4 дни при диети със затлъстели жени. Прегледът на Гранде от 1959 г. описва съставен изглед на енергийното съдържание за отслабване за 24 седмици, който включва комбинирани данни от собствените му проучвания при мъже с нормално тегло и тези на други изследователи [22]. Както при Dole et al. [21], енергийното съдържание на ранната загуба на тегло (т.е. първите няколко седмици) изглежда по-ниско от това на по-късната загуба на тегло. Forbes ’през 1970 г. [23] за първи път формулира математическата концепция за ранна фаза на бързо отслабване, последвана от по-бавен по-дълъг период на отслабване. По-късно Форбс показа, че съставът на дългосрочната загуба на тегло се различава между слабите и затлъстелите жени [17], което води до известна несигурност относно интерпретацията на наблюденията на Гранде при мъже с нормално тегло [22]. Нещо повече, голяма част от по-ранните проучвания за отслабване са проведени при жени със затлъстяване, които могат да реагират по различен начин на интервенции при мъже, концепция, подкрепена от наблюдението, че мъжете са склонни да губят по-слаби от жените по време на отрицателен енергиен баланс [24].

Тук докладваме първото систематично проучване, вариращо от 4 до 24 седмици, което специално изследва енергийното съдържание на ранната кинетика за отслабване сред субекти, вариращи от наднормено тегло до затлъстяване.

МЕТОДИ

Нашата цел при провеждането на това проучване беше двойна: да предоставим нова клинично значима информация за ранната фаза на отслабване; и за запълване на важна информационна празнина, необходима за разработване на модели за динамичен енергиен баланс на човека. Енергийното съдържание на загуба на тегло, наблюдавано по време на ранната фаза на диетата, беше изследвано в два набора от данни, обхващащи между 4 и 24 седмици доброволно ограничаване на калориите (CR).

Основната аналитична стратегия беше да се оцени кинетиката на телесния състав и по този начин промяната на енергийното съдържание в цялостната оценка на дългосрочните ефекти от намаляването на поглъщането на енергия (CALERIE) Участниците в проучването, записани във фаза I на изследване в Биомедицинския изследователски център в Пенингтън. Проучването CALERIE е одобрено от Институционалния съвет за преглед и всички участници са подписали информирано съгласие преди участие. Изчерпателното проучване CALERIE (25, 26) включва здрави мъже и жени, предписани с нискоенергийна диета и които след това се оценяват с двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (DXA; QDR 4500A, Hologic, Bedford, MA) за промени в мазнините и мазнините свободна маса (FFM) в седмиците на лечение 4, 6, 10, 12, 22 и 24. Наблюдаваните промени в мазнините и FFM са използвани за оценка на промените в общото телесно енергийно съдържание и енергийното съдържание на загуба на тегло, изчислено като Δ общо тяло енергийно съдържание/Δ тегло на тялото във всяка съответна точка от времето.

В тези анализи бяха обединени две диетични групи CALERIE, първата включваща субекти, поставени на CR (25% енергиен дефицит, наложен от диетата), а втората на много нискокалорична диета (VLCD, 890 kcal/d до 15% загуба на тегло, след това диета за поддържане на теглото). Участниците в CALERIE бяха етнически смесени мъже (възраст 0,99), въпреки че анализът не беше подходящо засилен за откриване на секс ефект (наблюдавана мощност = 0,29) или секс чрез взаимодействие във времето (наблюдавана мощност = 0,17). Следователно данните бяха изследвани при вторичен анализ от по-голямото налично проучване на Kiel. Проучването на Kiel включва затлъстели мъже и жени, лекувани

Финансирането на настоящото проучване включва безвъзмездни средства от Националните здравни институти (NIH) K23 DK068052, U01 AG20478 и K99 HD060762. Един от изследователите (DMT) е подкрепен от стипендия на Herman and Margret Sokol Institute for Pharmaceutical Life Sciences.

Статистически методи

Енергийното съдържание на загуба на тегло се изчислява от загубите на мазнини и FFM през периода на отслабване, като се приемат съответните енергийни плътности от 9,3 kcal/g и 1,1 kcal/g [15]. Цитираната в литературата енергийна плътност на FFM варира от 1,1 kcal/g [16] до 1,8 kcal/g [10]. Изчисленията, произтичащи от различните публикувани параметри на енергийната плътност на FFM, не засягат основните заключения на настоящото изследване. С изключение на t-теста, всички статистически анализи бяха проведени с помощта на SPSS, версия 18 (SPSS Inc., Чикаго, Илинойс). Алфата беше коригирана на 0,01, за да се контролира алфа инфлацията поради многократно тестване. Резултатите са изразени като X ± SD в таблиците и като X ± SEM в текста и фигурите. Данните, представени на фигурите, са емпирично пригодени с логаритмични функции, които максимизират пригодността на линията за визуално представяне.

РЕЗУЛТАТИ

Субекти

Характеристиките на предмета от двете изследвания са представени в таблица 1. Проучването CALERIE включва 23 субекта, 10 мъже и 13 жени. Мъжете и жените са сходни по възраст и ИТМ,

39 години (диапазон 26–49 години) и

28 (21–31) kg/m 2, съответно (и двете p = NS). Общата загуба на тегло през 24-те седмици беше

маса 1

Характеристики на групата участници.

Проучване (продължителност) NAge (години) Тегло (kg) ИТМ (kg/m 2) Мазнини (%)
КАЛЕРИЯ (24 седмици)
Мъже1038,0 ± 7,388,3 ± 9,128,2 ± 1,424,3 ± 4,0
Жени1339,6 ± 5,374,5 ± 8,1 †† 27,1 ± 1,537,8 ± 4,5 ††
Кил (13 седмици)
Мъже1537,8 ± 5,9112,7 ± 12,734,4 ± 3,727,8 ± 4,1
Жени6033,8 ± 6,9 † 100,2 ± 17,5 † 35,0 ± 4,642,0 ± 4,1 ††

Резултатите са средни ± SD.

Резултатите са средни ± SD.

13 (3,9–19,2) кг при мъжете и

8 (1,6–19,3) кг при жените.

Отделна кинетика

Основният времеви ефект от повтарящите се мерки ANOVA върху проучването CALERIE беше значителен, F (3.2, 66.8) = 17.00, p Фигура 1). Времето при групово взаимодействие беше незначително, F (3.2, 66.8) = 1.03, p = 0.39. Post hoc тестовете показват, че енергийното съдържание на загуба на тегло се е увеличило значително от седмица 4 (4, 858 ± 388 kcal/kg) до 6 (6, 041 ± 376 kcal/kg), F (1, 21) = 12.07, p 2 = 0,88, p Фигура 2, частта от загубата на тегло при FFM спада рязко с времето от 0,60 ± 0,06 при мъжете и 0,50 ± 0,07 при жените през седмица 4 до стойности на ΔFFM/ΔW от около 0,35 ± 0,05 и 0,24 ± 0,03 при мъжете и жени, съответно на седмица 24. Съответните стойности за Δfat/ΔW за мъже и жени през седмица 4 са 0.43 ± 0.06 и 0.48 ± 0.07 и на седмица 24 са 0.66 ± 0.05 и 0.75 ± 0.03. Нашите наблюдения, последователни във всички групи за отслабване, са, че енергийното съдържание на загуба на тегло е изключително ниско по време на ранната фаза на отслабване и се придвижва към нивото на правилата на Вишнофски след няколко седмици или дори месеци диета.

кинетичните

A. Енергийното съдържание на промяната на теглото (ΔEC/ΔW) спрямо седмицата на изследване, начертано от данните, събрани от Grande [22] в множество проучвания. Данните са средни стойности на изследването. Б. Енергийното съдържание на промяна на теглото (ΔEC/ΔW) спрямо деня на изследване, отчетено за експерименти 53 и 54 от Grande [22] и за 7-дневното проучване Kiel-II, докладвано от Müller et al. [28, 29].

По необходимост енергийното съдържание на загуба на тегло трябва да отразява съответните относителни промени в скоростта на загуба на гликоген, протеини, мазнини и течности. Тези отделения имат различни периоди на полуразпад и кинетични характеристики по време на периодите на отрицателен енергиен баланс, въпреки че характеристиката при хората е ограничена, тъй като преките измервания са непрактични за дълги периоди от време. Констатациите от настоящото шестмесечно проучване и тези от по-ранния ни всеобхватен преглед [19] подкрепят поне това, което изглежда е двуфазен модел за отслабване с ранен период с продължителност няколко седмици и по-късна бавна, но по-дълга втора фаза. Ранната фаза на отслабване се характеризира с относително големи загуби на гликоген, протеини и течности, докато късната фаза на отслабване обикновено има висок дял на загуба на мазнини. Нашите наблюдения върху енергийното съдържание на загуба на тегло са в съответствие с тези на Форбс, който за първи път докладва двуфазни математически модели за азот (т.е. протеин) [30] и загуба на тегло [23] по време на доброволно гладуване или ограничаване на калориите. Моделът на Хол включва многомащабно уравнение, описващо промените в извънклетъчните течности [10]. Нашите открития показват, че такъв двуфазен модел е подходящ и за енергийното съдържание при промяна на теглото.