Субекти

Резюме

Заден план:

Точното определяне на енергийните изисквания е ключово за хранителното управление на детското затлъстяване. Наскоро, портативен ръчен индиректен калориметър, MedGem (MG) стана на разположение за измерване на енергийните разходи в покой (REE). Нашата работа има за цел да определи клиничната валидност и полезност на MG за измерване на REE при юноши с наднормено тегло и затлъстяване.

Методи:

Тридесет и девет юноши с наднормено тегло и затлъстяване (16 мъже (М): 23 жени (Ж), 15,2 ± 1,9 г, ИТМ персентил: 98,6 ± 2,2%) и 15 подрастващи с нормално тегло (7 М: 8 Ф, възраст 15,2 ± 2,0 г, ИТМ процентил: 39,2 ± 20,9%) участвали. REE се измерва както с MG, така и със стандартен индиректен калориметър (VMax) в случаен ред.

Резултати:

MG REE (1600 ± 372 kcal/d) е по-нисък от VMax REE (1,727 ± 327 kcal /) при юноши с наднормено тегло и затлъстяване. Анализът на Bland Altman (MG –VMax) показва средно отклонение от -127 kcal/d (95% CI = -72 до -182 kcal/d, P

Детското затлъстяване е основен проблем в областта на общественото здравеопазване по света и има огромно въздействие върху здравето на милиони млади хора. В Канада почти всяко трето дете и младежи са с наднормено тегло или затлъстяване (1). Енергийният баланс е важен физиологичен аспект на затлъстяването и устойчивата загуба на тегло може да бъде постигната чрез създаване на отрицателен енергиен баланс. За да се постигне подходящо тегло за възрастта, канадските насоки за затлъстяване предлагат да се постигне отрицателен енергиен баланс чрез добре балансирана, намалена с калории диета и повишена физическа активност (2). Академията по хранене и диететика препоръчва използването на индиректни калориметри за определяне на калорични цели за отслабване при затлъстели младежи (3). И двете от последните насоки признават значението на разбирането или измерването на точни енергийни изисквания като част от цялостна педиатрична оценка на храненето за загуба на тегло при тази популация.

Разходът на енергия в покой (REE) представлява 60–75% от общия дневен разход на енергия (4) и може да бъде количествено определен с помощта на традиционни колички с непряк калориметър или метаболитни колички и се основава предимно на измерване на консумацията на кислород (VO2) и въглеродния диоксид (VCO2) (5,6). Този метод отдавна е утвърден като референтен стандарт за измерване на REE (7,8). Метаболитните колички обаче са скъпи, изискват внимателно калибриране, по-малко подвижни и изискват по-дълго време за тестване (9,10).

Резултати

Характеристики на участника

Четиридесет и едно деца с наднормено тегло и 15 с нормално тегло (ИТМ между 15-ти и 85-ия процентил) бяха наети. Тъй като двама участници с наднормено тегло са имали затруднения с дишането в легнало положение и техните данни не са достигнали стабилно състояние, са представени данни за 39 деца с наднормено тегло (23 жени (F): 16 мъже (M)) и 15 с нормално тегло (8F: 7M) деца ( маса 1 ). Теглото и ИТМ (средно ± SD) са значително по-високи (P 2) отколкото в групата с нормално тегло (51,3 ± 5,8 kg, 19,4 ± 1,9 kg/m 2). Средният ИТМ на всички деца в групата с наднормено тегло е ≥ 99-и процентил за възрастта и пола. Процентът на телесните мазнини е значително по-висок при децата с наднормено тегло в сравнение с децата с нормално тегло (46,5 ± 4,5 срещу 28,3 ± 7,1%; P Таблица 1 Тематични характеристики a

REE измерване от VMax и MG

Средно REE, измерено чрез MG, беше

8% по-ниска в сравнение с REE, измерена от VMax (1600 ± 404 срещу 1,727 ± 349 kcal/d, P Таблица 2 Измерен разход на енергия в покой (REE) и VO2 с помощта на MedGem (MG) и стандартен индиректен калориметър (VMax) a, b

Корелационен анализ

Коефициент на корелация на Пиърсън (r = 0,91, P Фигура 1

оценка

Анализ на Bland Altman

Определена е средната обща разлика в стойностите, получени с двата различни метода (пристрастие) и граници на съгласие (95% граници на доверие за отклонението). При децата с наднормено тегло е имало средно отклонение от -127 ± 168 kcal/d между измерената REE с използване на MG в сравнение с REE, измерена с помощта на VMax ( Фигура 3 ). Горната и долната 95% граници на съгласие бяха 203 и -457 kcal/d. В допълнение към фиксираното систематично отклонение, имаше измерено пропорционално отклонение в измерените разлики на РЗЕ между MG и VMax в групата с наднормено тегло, така че по-ниските измерени РЗЕ от VMax бяха подценени от MG, а по-високите измерени РЗЕ от VMax бяха надценени от MG . При деца с нормално тегло е имало средно отклонение от –190 ± 136 kcal/d между измерените REE, използващи MG и VMax ( Фигура 4 ). Горната и долната граница на съгласуване от 95% са 79 и -458 kcal/d. Не се наблюдава пропорционално отклонение в измерената REE от MG при деца с нормално тегло.

График на Bland-Altman, показващ средното пристрастие и границите на съгласие между MG и VMax в група с нормално тегло. Плътната линия представлява средно отклонение (-189,7 kcal/d, систематично подценяване в MG разход на енергия в покой (REE)) и пунктирани линии представляват ± 2 SD (граници на съгласие). Пунктираната линия представлява линейната тенденция на разликите между двете мерки, които не показват пропорционално отклонение (P = 0,923, н = 15).

Сравнение на мярка REE с използване на MG спрямо прогнозни уравнения

В групата с наднормено тегло/затлъстяване прогнозните уравнения надценяват РЕЕ с

30% ( Таблица 3 ). Уравнението на Molnar е имало най-малко средно пристрастие от 2% в сравнение с метаболитната количка (VMax) REE, прогнозирано с помощта на уравнението WHO/FAO/UNU, показва надценяване с до 41%.

Дискусия

Резултатите от нашето проучване показват, че ръчният индиректен калориметър (MG) значително подценява REE (средно пристрастие, което представлява системна грешка от -127 kcal/d) в сравнение със стандартния индиректен калориметър (VMax), при юноши с наднормено тегло. Съществува и пропорционално отклонение, когато подценяването намалява с по-висока измерена РЗЕ. Границите на съгласие, което отразява случайна грешка и представлява диапазона от стойности, в които съгласието между методите ще бъде за 95% от извадката, бяха от +203 до −457 kcal/d. Тези резултати предполагат, че MG не е универсално приемлив за рутинна употреба в педиатричната практика за управление на теглото. Като се има предвид, че системният ефект е подценяван, ако MG ще се използва в клинични условия за управление на наднорменото тегло и юношеството, трябва да се внимава. Трябва да се приема често наблюдение на препоръките за калории за пациентите в клиниката.

Доколкото ни е известно, нашето изследване е първото, което сравнява MG със стандартен индиректен калориметър при юноши с наднормено тегло и добавя към настоящата съвкупност от свързана литература, където MG е ​​тествана спрямо традиционната индиректна калориметрия или прогнозни уравнения в други популации. По-ранни проучвания показват противоречиви резултати по отношение на сравненията на РЗЕ между преносимия и стандартния индиректен калориметър: при по-голяма извадка от деца без носове (н = 100), 10–13 y, Полета и др. (23) установи, че MG надценява REE с 8% в сравнение с традиционния индиректен калориметър. От друга страна, две проучвания при възрастни съобщават, че MG подценява РЗЕ при стабилни пациенти на домашно хранене (17) и пациенти с рак (19). В проучването с пациенти на домашна подкрепа за хранене има разлика от

130 kcal/d между измерванията на MedGem и стандартен индиректен калориметър с граници на съгласие над клинично приемливите ± 250 kcal/d (17). В проучването с пациенти с рак (19), където клиничната приемливост е била априори определена на

Методи

Участници

Четиридесет и едно деца на възраст 12–18 години, които са били с наднормено тегло, както е определено от ИТМ между 15-ти и 85-и процентил, са били наети от амбулаторните клиники за детска болница BC и чрез рекламни проучвания в клиничните зони на болницата. Петнадесет деца с подобна възраст и нормално тегло бяха наети от общността, за да се създаде протокол за деня на проучването и проблеми с решаването на проблеми с използването на ръчния индиректен калориметър. Всички потенциални участници, заинтересовани от проучването, бяха подложени на предварителен преглед по телефона, през който период асистентът отговаряше на въпроси и обясняваше целите и процедурите на изследването. Писмено информирано съгласие е получено от всички участници и законен представител преди началото на проучването. Всички изследователски протоколи са одобрени от Университета на Британска Колумбия/Център за детско и женско здраве на Британската Колумбия Изследователски етичен съвет (UBC C&W REB).

Процедури за учебен ден

Същите обучени техници (P.W., G.M.) извършиха всички измервания на REE в тиха и контролирана (22 ° C) стая в отделението за клинични изследвания и оценка, BC Children’s Hospital. Децата пристигнаха за изследването след гладуване през нощта (10–12 часа), включително въздържане от всички напитки с изключение на водата. Всички деца съобщават за ограничена физическа активност през 8-часовия период преди тестването. Основна демографска информация беше събрана с помощта на въпросник. Антропометрични измервания, включително телесно тегло, измерено с точност до 0,1 kg с електронна везна, а височината без обувки е измерена с точност до 0,1 cm със стадиометър. Участниците се отказаха преди пристигането за проучването. REE се определя с помощта на ръчен индиректен калориметър (MG) и стандартен индиректен калориметър (VMax) в един и същи ден за всеки участник в произволен ред.

REE измерване с помощта на стандартен индиректен калориметър (VMax)

Индиректната калориметрия с отворен кръг (VMax Encore VE29n, Viasys Healthcare systems, Mississauga, ON, Canada) беше извършена с помощта на прозрачен вентилиран сенник за измерване на консумацията на кислород (VO2) и производството на въглероден диоксид (VCO2) за 25 минути (5). VMax е калибриран ежедневно с помощта на сертифицирана спринцовка за калибриране за поток. Газовите сензори за CO2 и O2 бяха калибрирани преди всяко измерване със стандартизирани газове. Децата са останали в легнало положение, будни и неподвижни преди и през целия период на тестване, за да осигурят валидни и възпроизводими резултати (5). Всички деца бяха с леко повдигната глава, за да минимизират дихателните нарушения, ако има такива. Дебитът на въздуха в помещението, изтеглен през навеса, се регулира ръчно, за да се поддържа фракцията на CO2, изтекъл в оптимален диапазон (0,6–0,9%). Данните от първите 5 минути от периода на тестване бяха изключени, за да се позволи аклиматизация на участниците (5). Стационарното състояние се определя като интервали от време (минимум 10 минути), през които средните VO2 и VCO2 варират по-малко от 10%, а дихателният коефициент (RQ, VCO2/VO2) варира ≤ 5%. Софтуерът Vmax, който използва модифицираното уравнение на Weir, е използван за изчисляване на REE (5).

REE измерване с използване на преносим непряк калориметър (Medgem, MG)

Ръчният индиректен калориметър, използван в това проучване, беше MedGem (Microlife, Golden, CO). Устройството се състои от сензор за кислород и датчик за дебит за измерване на VO2, а REE се изчислява, като се използва уравнението на Weir (5) при предположение за постоянен RQ (11). Всички участници почиваха в спокойно седнало положение за 10 минути преди измерванията. Участниците останаха будни, изправени и неподвижни през целия период на тестване (8–12 минути). Устройството е калибрирано, като се поставя върху равна повърхност преди всяко измерване, съгласно инструкциите на производителя. Щипката за нос беше поставена върху носа на участника, за да затвори ноздрите и да предотврати дишането през носа, а мундщукът беше разположен в устата. Внимава се да се осигури здраво уплътнение около мундщука. На всяко дете беше позволено да тества мундщука преди тестването, за да се осигури комфорт на носната скоба и да се провери за течове на въздух. Завивките с одеяло бяха използвани за подпиране на ръцете на децата, за да се сведе до минимум дискомфортът или ненужните движения. Децата държаха устройството MedGem на място, докато то иззвъня, което показва края на измерването.

Прогноза за REE с помощта на уравнения

В детската болница BC (BCCH) уравнението на Харис Бенедикт (32), уравнението на СЗО/ФАО/UNU (33) и уравнението на Молнар (26) (не в реда на предпочитанията) са трите най-често използвани за прогнозиране на енергийните нужди в популацията с наднормено тегло/затлъстяване. Следователно, за целите на това проучване, REE се изчислява, като се използват горните прогнозни уравнения, за да се сравнят с измерените REE, използвайки MG и VMax.

Измерване на състава на тялото

Телата на всички деца бяха анализирани с помощта на анализ на биоелектричния импеданс непосредствено след измерванията на REE със стандартния индиректен калориметър, докато все още лежаха в легнало положение. Това позволи стабилизиране на обема на течността. Децата бяха разположени с раздалечени крайници. На ръката и крака бяха поставени два електрода, както беше описано по-рано (37). Съставът на тялото се определя с помощта на анализатор на биоелектричен импеданс (Quantum IV, RJL Systems, Детройт, Мичиган) при честота 50 kHz с постоянен ток от 0,8 mA, за да се получи импеданс (38). Бяха направени три измервания на всяко дете, които не трябва да варират с повече от 1 Ω (37). Общата телесна вода се изчислява с помощта на индекса на резистентност (RI = височина 2/резистентност) и специфичните за възрастта/пола уравнения (39,40) са използвани за изчисляване на мастната маса и обезмаслената маса.

Статистически анализ

Резултатите са представени като средна стойност ± SD. Сдвоен ученик т-тестът беше използван за оценка на систематичните разлики между REE, измерени от VMax и MG. Корелационният анализ на Пиърсън е използван за откриване на линейно съгласие между REE, измерено с помощта на VMax и MG. Тъй като корелацията между мерките не предоставя информация за разликите между двете мерки, анализът на Bland-Altman (41,42,43,44) е използван за оценка на степента на съгласие, средно пристрастие и пропорционално отклонение между двете непреки оценки на калориметъра на REE. Средното отклонение определя количествената разлика между двете измервания, а пропорционалното отклонение определя дали величината на измерването влияе върху количествената разлика. За да се интерпретира анализът на Bland-Altman, а ± 250 kcal/d в REE, измерено чрез двете техники, беше априори определено като клинично значима разлика. Това се основава на изчислението, че промяна в приема на енергия от 250 kcal/d би довела до загуба на тегло от половин килограм за една седмица, както по-рано се прилага от Curtin и др. (28), което е в съответствие с препоръките на Американската педиатрична академия за лечение на и юноши с наднормено тегло и затлъстяване (3,29).

Данните бяха анализирани с помощта на SPSS версия 17 (SPSS, Чикаго, Илинойс) и Bland-Altman парцели бяха изградени с помощта на Med-Calc версия 9.3.1 (MedCalc Software, Остенде, Белгия).

Отчет за финансова подкрепа

Това проучване бе подкрепено отчасти от Изследователски институт, BC Children’s Hospital (Ванкувър, Канада) Establishment Award (RE).