Следват извадки от Ресурс (1) Измерване на енергийните разходи в клинични популации: награди и предизвикателства:

Въведение

Установяването на енергийните разходи на пациента (ЕЕ) е важна стъпка при определяне на хранителните нужди. ЕЕ има три основни компонента: базална скорост на метаболизма, термичен ефект на храна или индуцирана от диетата термогенеза и ЕЕ на физическа активност. Много фактори, като възраст, телесен състав, хормони на щитовидната жлеза, катехоламини, околна и телесна температура, болестни състояния и лекарства/лечения влияят до известна степен на тези компоненти и по този начин общата ЕЕ. Базална скорост на метаболизма (BMR), минималното количество енергия, изразходвано за хомеостатици
процеси, е основен компонент (около 60–80%) от общата ЕЕ при свободно живеещи индивиди и е още по-голям компонент за болнично обвързани пациенти поради намаленото ниво на физически
дейност.

Установено е, че масата без мазнини е най-силната детерминанта на индивидуалната вариабилност на BMR по време на стабилни периоди на тегло и след умерена загуба на тегло.1–4 Термичният ефект на храната представлява увеличаване на ЕЕ над ЕЕ в покой (около 8 12% на енергията
прием) след поглъщане на храна и е свързан с хранителния състав и енергията
съдържание на консумирана храна. Последният компонент на ЕЕ, ЕЕ за физическа активност, се дефинира като допълнителна ЕЕ (над ЕЕ в покой), необходима за извършване на физически дейности, която може допълнително да бъде разделена на термогенеза за упражнения и не-упражнения

Тъй като повечето клинични приложения използват индиректна калориметрия за оценка на ЕЕ, ние ще направим кратък преглед на този метод и ще посочим фините разлики в някои системи, които биха могли да доведат до потенциални грешки в измерването. Повече от век е признато, че метаболитното преобразуване на хранителната енергия има различна топлина на изгаряне или отделя различно количество енергия на единица използван кислород (окисление), в зависимост от това кой субстрат/гориво се преобразува (въглехидрати, протеини или дебел). По този начин чрез измерване на консумацията на кислород (VO2) и отделянето на въглероден диоксид (VCO2) се изразходва нетната енергия, отделена от горивата, която обикновено се изразява като калории (или килокалории, kcal или KJ) за единица време (от минимум до 24 з) от
като се използват стандартни уравнения, като често използваното уравнение на Уиър: 12

EE (kcal) = 3.941 × VO2 (L) + 1.106 × VCO2 (L).

Има малък принос от окисляването на протеини, измерено чрез екскреция на азот в урината, което може да бъде пренебрегнато без много допълнителни грешки, освен ако оборотният протеин на пациента не е значително висок (приблизително 1% грешка във всеки 12% от общата калория от окисляване на протеини).

Метаболитните колички (показани на фигура 1) са настоящото стандартизирано оборудване за определяне на ЕЕ в покой в ​​клинични и полеви условия. Този метод се състои от система за събиране/вземане на проби от газ (лицева маска, мундщук или куполна качулка/сенник), система за чувствителност на вентилация/дебит, газови анализатори на кислород и въглероден диоксид, една или повече калибриращи газови бутилки (смесени газове с проверени концентрации за O2, CO2 и обикновено балансирани с N2), екологични оценки (температура, влажност и барометрично налягане) и централна
компютър за взаимодействие между всички измервателни компоненти и с потребителя. В момента има три различни типа O2 анализатори, които често се използват в метаболитни системи за колички,
парамагнитни, електрохимични (горивни клетки) и циркониев оксид, докато повечето СО2 анализатори все още разчитат на недисперсионните инфрачервени сензори.11 Въпреки техническите разлики, правилно
поддържането и калибрирането трябва да осигурят сравними показатели между метаболитните колички.

Точност, валидност, надеждност и чувствителност на индиректната калориметрия

Точност се определя като близост на измерването до истинска стойност и се отнася до конкретното измерване със система от метаболитни колички. Например точността на анализаторите може да бъде директно сравнена с известен проследим стандарт, като референтни газове с истински стойности на концентрация. . . . Истинската точност на метаболитна система от колички е трудна за измерване, тъй като интегрира точността и балансира грешките на всички сензори и експлоатационни фактори.

Проверка се отнася до това как едно измерване се сравнява с друга подобна мярка (с предположението, че последната има приемливата точност) или със стандартна процедура/въвеждане с
измерими резултати. Например, различни метаболитни колички са „валидирани“ спрямо метода на Douglas bag, 17 установена система за метаболитни колички (например Deltatrac II; VIASYS Healthcare Inc., SensorMedics, Yorba Linda, CA, USA) и/или алкохолни изгаряния . Изследването на Cooper et al. [Връзката е към PubMed Abstract, Resource (5) по-долу] 18 е добър пример за такова проучване за валидиране, където бяха включени шест метаболитни системи колички. Deltatrac II беше използван като общ референтен критерий, с който бяха сравнени останалите пет системи. Размерът на извадката за всяка група за сравнение в рамките на субекта е 10-17, а коефициентът на вариация между измерените ЕЕ в покой варира от 5,4 до 12,2%. Установено е, че само една се различава статистически от референтните колички Deltatrac II, но 95% доверителните интервали
от разликата са широки около 600–1000 kcal.

Надеждност обикновено е способността на системата (или процедурата за измерване) да изпълнява по различно време. Обикновено се отчита като повторяемост в рамките на отделен човек или между тестовете за горене на алкохол (коефициент на вариация). Съобщава се, че системи като Sensormedics 2900 (Yorba Linda, Калифорния, САЩ) и Deltatrac MD 1 (Datex, Хелзинки, Финландия) могат да постигнат коефициент на вариация от 2% или по-малко, 19 и Deltatrac II води до 3.0 –3,6% .18

Чувствителност е степента на промяната, която е измерима от системата. В зависимост от анализатора, калибриращите газове, сензорите за скоростта на вентилация и аналитичната обработка (данни
изглаждане), чувствителността на метаболитните колички може да варира значително. Понякога точността може да се използва за обозначаване на чувствителността. Въпреки че има някои доклади и препоръки, свързани с чувствителността на метаболитни колички при упражнения (VO2max), 16 много ограничени данни съществуват при останалите измервания на ЕЕ. Това отчасти се дължи на липсата на система за калибриране, която може да осигури динамичен или степенуван вход към индиректния калориметър, който е подобен на фантом за система за изображения (например скенер за магнитно резонансно изображение).

[Предсказуемите уравнения, използвани за предписване на калорийните нужди на пациента, са неточни поради редица причини.] Прогнозните уравнения включват само теглото като променлива и тези анализи илюстрират ограниченията, свързани с използването на прогнозни уравнения в проби, различни от тези, от които са получени. Консенсус относно това кое тегло да се използва (т.е. действително тегло,
идеалното тегло, коригираното тегло и т.н.) липсва в литературата.33 Като се има предвид трудността при точното определяне на енергийните нужди за пациенти със затлъстяване, препоръчва се използването на индиректна калориметрия, за да се получи индивидуална оценка на хранителните нужди

По-долу са извадки от Ресурс (2) по-долу, Индиректна калориметрия: незаменим инструмент за разбиране и прогнозиране на затлъстяването:

Затлъстяването е основно следствие от енергийния дисбаланс, като енергийният прием хронично надвишава енергийните разходи. През 2013 г. Американската медицинска асоциация възприема позиция, която признава затлъстяването като заболяване, което изисква редица медицински интервенции за подобряване на лечението и профилактиката на затлъстяването “. . . . как се регулира енергийният метаболизъм варира в широки граници при отделните хора. Идентифицирането на лица, които са метаболитно склонни към наддаване на тегло (пестеливо) и свързаните с тях метаболитни заболявания, и съответното намеса, използвайки адаптиран подход, е ключът към промяната на хода на епидемията от затлъстяване. Тук прегледахме данни от индиректната калориметрия, за да придобием представа за детерминантите на енергийния метаболизъм и неговата роля в наддаването на тегло и следователно използването на такъв метод за борба със затлъстяването.

Метаболитните колички са „лесни за ползване“ индиректни калориметрични устройства за оценка на енергийните разходи за по-кратки периоди от време (от минути до няколко часа). Издишаният газ се улавя с помощта на вентилирана качулка, сенник, маска за лице или мундщук, свързани с кислородни и въглеродни диоксидни анализатори, монтирани на подвижни колички. Тези системи са сравнително евтини и лесни за използване. Газообразното приспособление за вземане на проби обаче възпрепятства движението и ограничава продължителността на изследването до няколко часа. Метаболитните колички се използват най-често за измерване на скоростта на метаболизма в покой (RMR) и в някои случаи индуцирана от диетата термогенеза, която в комбинация с приблизително ниво на физическа активност предоставя широки оценки на TDEE [Общо дневни енергийни разходи].

Метаболитни предиктори за затлъстяване: Какво знаем от непряката калориметрия

Уникалната характеристика на индиректната калориметрия е да предоставя данни за енергийните разходи в реално време, което го прави идеален за разграничаване и изследване на различните компоненти на TDEE, а именно скорост на метаболизма в покой (RMR), термичен ефект на храната и енергийни разходи (Фигура 1). Освен това, когато се комбинира с мерки за екскреция на азот в урината, индиректната калориметрия също така информира за използването на субстрата и енергийният баланс може да бъде разделен на белтъчен, въглехидратен и липиден баланс.

управлението

2) Спонтанна физическа активност: Разходът на енергия за активност е най-променливият компонент на енергийните разходи, като представлява 15–50% от TDEE при много заседнали към силно активни индивиди.25 Разходите за енергия на активността могат допълнително да бъдат разделени на енергия, изразходвана в структурирано упражнение (спорт и свързани с фитнеса дейности) и тези, прекарани в СПА, включително ежедневни дейности, трептене, поддържане на стойката и неволеви амбулаторни поведения, като например крачка.26 СПА в дихателните камери в цялата стая се определя като процент от времето, през което участникът е активен и по този начин е мярка за продължителност на движението, независимо от интензивността на работата. В нашата лаборатория участниците прекарват 4–17% от времето си на SPA, което се доближава до 400–3000 kJ/ден.8,27 В надлъжно проучване при мъже недиабетни индианци Pima, SPA е положително корелиран с TDEE на изходно ниво и отрицателно със скоростта на промени в телесното тегло и мастната маса при проследяване на 33 месеца, 28 предполагащи, че ниското ниво на СПА може да бъде предиктор за риска от затлъстяване.

3) Двадесет и четири часови коефициент на дишане (RQ): Отдавна се предполага, че намаленото окисление на мазнините благоприятства положителния баланс на мазнините и по този начин предразполага затлъстяването. използване на индиректна калориметрия с едновременни мерки за екскреция на азот в урината и изчисляване на RQ, т.е. смес от енергийни субстрати се окисляват едновременно. Има обстоятелства, които водят до отклонения от този очакван диапазон, например загуба на кетонни тела (в урина или въздух с изтекъл въздух) ще доведе до спад на RQ до 1,0. 33 Физиологични характеристики, включително диабет, висока екскреция на глюкоза в урината, хипо- или хипервентилация също изкривяват интерпретацията на използването на субстрата въз основа на стойностите на RQ.

Непряката калориметрия е най-често използваният метод за измерване на енергийните разходи в изследователската обстановка и дава безпрецедентни прозрения за механизмите, чрез които енергийната хомеостаза се регулира в отговор на загуба на тегло или увеличаване на теглото. Литературата ясно подсказва, че RMR, SPA и RQ са метаболитни предиктори за риск от затлъстяване (Таблица 1). Това може да бъде важна основа за идентифициране на рисковите индивиди, като по този начин позволява ранните превантивни интервенции да ограничат нарастващото разпространение на затлъстяването. Математическото моделиране, основано на данни от индиректна калориметрия, вероятно ще има ключова роля при предписването на конкретни интервенции и по-добра информация относно политиките в областта на общественото здраве, за да спре възхода на глобалното затлъстяване.

По-долу е извадка от Ресурс (4) по-долу, Индиректна калориметрия: От пейка до легло: