Резюме

Обективен: За преоценка на валидността на уравненията на Шофийлд за прогнозиране на базалния метаболизъм (BMR) при затлъстелите.

Данни: Събирането на данни, събрано от много изследвания на Schofield през 1985 г.

Методи: Непараметрично напасване на крива и сравнение на групи.

Резултати: BMR се увеличава по-бавно при по-голямо тегло при мъже (над около 75 kg) и жени (над около 65 kg), а за да се пренебрегне това означава да се предскажат надценявания на BMR. Данните, получени от проучвания на различни популации, показват съществени разлики, които са влиятелни при комбинирането на данните.

Заключения: Уравненията на Schofield са неподходящи за затлъстели популации. Като се има предвид, че сегашните западни популации показват преобладаване на затлъстяването многократно по-голямо от това в базата данни на Schofield, това показва необходимостта от допълнително проучване на подходящи предиктори за тези индивиди.

Спонсорство: Министерство на земеделието, рибарството и храните, Великобритания.

Въведение

Много проучвания са изследвали връзките между базалния метаболизъм (BMR) и телесното тегло, височината, възрастта и различни променливи, получени от тези първични мерки (като индекс на телесна маса = тегло/височина 2). Най-изчерпателното изследване на въпроса до момента е извършено от Schofield (1985a), който асимилира широка колекция от данни от други публикувани източници и извежда уравнения за прогнозиране от комбинираната база данни. Тези уравнения са били много използвани като прост и широко приложим начин за прогнозиране на BMR от тегло и евентуално височина, когато е непрактично да се измерва директно. Те са приети от Световната здравна организация (СЗО) за общо използване при прогнозиране на BMR (FAO/WHO/UNU, 1985). Тяхното проучване се основава на анализ на данни, оригинални и обобщени, събрани в 114 предишни проучвания. Следователно резултатите от тях имат авторитет по-голям от този на множеството локални ограничени изследвания, проведени преди и след това. Въпреки това, компилирането от неструктуриран набор от събиране на данни, получени за разнообразен набор от цели в продължение на дълъг период от време, води до потенциални проблеми и Schofield (1985a) с готовност признава злоупотребата с предположенията за вземане на проби.

Съществуват обаче известни съмнения относно приложимостта на тези проучвания при лица със затлъстяване. Този въпрос е повдигнат например от Pullicino et al (1996), който установява, че уравненията на Schofield систематично подценяват BMR в извадка от малтийски жени. Затлъстелите са все по-голям дял от населението. Сред субектите, използвани за извеждане на уравненията на Шофийлд, 14,6% от тези над 16 години са имали индекс на телесна маса (ИТМ) над 25 и 4,5% са били над 30. За скорошна извадка от Обединеното кралство (DOH, 1999) съответните пропорции са били 40,8 и 9,7%. Поради неблагоприятните ефекти на затлъстяването върху здравето, затлъстяването е все по-фокус на научните изследвания. Централна част от такива проучвания е сравнението на индивидуалния енергиен прием и разход. Оценките на BMR са централна характеристика на много такива проучвания, тъй като BMR се използва за различни цели, например за сравняване на енергийните нужди на тялото при различни условия (например бременност, кърмене, недохранване). Те също се използват за извличане на ежедневни енергийни нужди като кратно на BMR и се използват за различни клинични и епидемиологични цели. Получените по този начин оценки на BMR могат да се използват за откриване на погрешно отчитане.

Уравненията на Schofield са линейни по тегло, избор, който е направен за улесняване на изчисленията и който изглежда разумен модел за голяма част от тегловния диапазон на изследваните индивиди. Предположението за линейност е запазено от други, които са преоценили данните, като Hayter и Henry (1994). Тяхната работа насочва вниманието и към друг проблем с данните. Съществуват значителни разлики в връзката BMR/тегло между различните популации, включващи данните на Schofield. Установени са значителни разлики между повечето двойки групи, определени географски (северноевропейска и американска, индийска, китайска, италианска), като италианската група показва най-голяма разлика. Това е от особено значение, тъй като те съставляват 45% от данните.

Нашето намерение тук е да поставим под въпрос това използване на линейност и да изследваме по-внимателно връзката BMR/тегло при по-тежки индивиди. Всички резултати ще бъдат предмет на същите слабости като първоначалното проучване на Schofield. Доколкото затлъстелите са малка част от първоначалните данни, тези слабости ще бъдат по-големи: резултатите ще бъдат силно повлияни само от някои от проучванията на компонентите. Също така ще разгледаме разликите между групите в тази асоциация.

Методи

Преразгледахме събраните данни, събрани за проучването Schofield (1985a), и описани от Schofield (1985b). Интересът ни е към възрастните и затова сме разглеждали само мъже и жени във възрастовия диапазон 18–60. Данните включват 3514 наблюдения върху мъже и 1376 върху жени, когато някои изследвания на голяма надморска височина са изключени. Някои от тези наблюдения не са на индивиди, а са средства на много индивиди. Тези наблюдения получиха подходящо по-голяма статистическа тежест в нашия анализ. Техният принос към резултатите е същият, както ако всички индивиди са поставени средно.

Schofield (1985a) представя за всеки пол отделни линейни регресии за възраст 18–30 и 30–60 и таблица, предназначена да бъде приложима за всички възрасти под 60 години. За възрастовата група 18–60 сме поставили отделно за мъже и жени, кубичен изглаждащ сплайн от четвърти ред (Hastie & Tibshirani, 1990) към асоциацията тегло/BMR. Това е вид обобщен адитивен модел и може да се разглежда като алтернатива на приспособяването на полиномиални членове към нелинейна асоциация, чиято истинска параметрична форма е неизвестна. Изградена е поредица от кубични полиномиални криви, ограничени да бъдат непрекъснати по стойност и наклон там, където се съединяват. Редът на сплайна определя колко гладка е тя. Избрахме сплайн от четвърти ред, тъй като данните бяха достатъчно много, за да се поберат в този ред, а по-големият ред би позволил твърде много колебания, които може да отразяват само артефакти на различните компоненти на изследването. Всички наблюдения със стандартизиран остатък над 3,5 бяха отхвърлени като изключителни. Ефектът от влиятелното проучване 20 беше изследван чрез преизчисляване на прилепването на сплайн, когато беше изключено. Това проучване е на 116 мъже жители на чин и качин на хълма в Бирма (Chitre et al, 1959).

След това остатъците от монтирания сплайн бяха използвани за изследване дали при фиксирано тегло BMR се променя с възрастта. Това беше направено чрез приспособяване на изравняващ шлиц (отново четвърти ред) за възраст към остатъците BMR/тегло. Това беше направено отделно за мъже и жени. Смятахме, че това е по-естествено от отделното напасване на уравненията за прогнозиране за различни възрастови групи, както е направено от Schofield (1985a). Това доведе до неестествени скокове в прогнозирания BMR, например на 30-годишна възраст.

И накрая, остатъците от тази регресия бяха използвани по същия начин, за да се определи дали е налице незначителна връзка между BMR и височината при фиксирана възраст и тегло. Това се различава от множествената регресия, приспособена към височината и теглото от Schofield (1985a). Поради малкия ефект на височината при дадено тегло, ние сметнали представянето на този ефект като корекция на основната прогноза за по-полезно.

Резултати

BMR и тегло

Фигура 1 показва монтирания сплайн (r= 0,57) за BMR и тегло за мъже. Показани са също за сравнение уравненията на Schofield 18–30 и 30–60 и таблица за под 60 години, представена в оригиналната статия. Най-поразителната черта на този парцел е, че има добро съгласие до около 75 кг, но че над това тегло, средният BMR не се увеличава повече, но остава на 7,4 MJ/24 часа. Около 13,8% от мъжете на Schofield над 16 години тежат повече от 75 kg. Сега обаче 75 кг са около теглото на средно аритметично западен човек. Поведението на BMR при мъже над 75 kg очевидно е от много по-голямо значение сега, отколкото когато първоначално бяха изведени уравненията на Schofield (тъй като тези над 75 kg бяха толкова малък дял от първоначалните данни, не сме постигнали значително подобрение в общата доброта на годни).

скорост

Основна скорост на метаболизма срещу тегло за мъже. Редовете Sch: 18–30 и Sch: 30–60 означават прогнози, базирани на уравненията на Schofield за тези възрастови групи. Линията за Sch: 18–30 е по-ниска под 50 kg и по-висока над 50 kg. Редът на Таблица 4 се отнася до тази таблица в Schofield (1985a). Кривата Spl-x20 е изведена с изключена група 20.

Фигура 2 показва съответния парцел за жени (r= 0,70). Тук споразумението с резултатите от Schofield е много по-близко. Няма изравняване на BMR с нарастващо тегло, до 85 kg, въпреки че скоростта на нарастване изглежда намалява след около 60–65 kg. Представяме нашата ревизирана прогноза за BMR въз основа на теглото в Таблица 1.

Основна скорост на метаболизма срещу тегло за жени. Редовете Sch: 18–30 и Sch: 30–60 означават прогнози, базирани на уравненията на Schofield за тези възрастови групи. Линията за Sch: 18–30 е по-ниска под 50 kg и по-висока над 50 kg. Редът на Таблица 4 се отнася до тази таблица в Schofield (1985a).

Фигура 3 показва графика на индивидуални BMR и стойности на теглото за шестте най-големи групи мъже над 70 kg. Те са обобщени в таблица 3. Като цяло, няма индикация за увеличаване на BMR с тегло: коефициентът на корелация е -0,08 (P Фигура 3

Парцел BMR спрямо теглото за мъже между 70 и 100 кг за шестте най-големи групи в базата данни на Schofield.

Разликите между групите при жените бяха много по-малко (Фигура 4), въпреки че това вероятно отразява по-малкия брой проучвания от всичко за разликите между половете в вариациите между населението. Пет от шестте най-големи групи по-тежки жени са били в САЩ. Що се отнася до мъжете, трябва да се постави под въпрос дали те са статистически представителни за човечеството като цяло.

Парцел BMR спрямо тегло за жени между 60 и 100 кг за шестте най-големи групи в базата данни на Schofield (15, Минесота, САЩ; 27, Ню Орлиънс, САЩ; 41, Вашингтон, САЩ; 59, Охайо, САЩ; 79, Италия; 91, Чарлстън, САЩ).

BMR и възраст

Възрастта има само малък ефект върху BMR, след като теглото е отчетено. Нашата сплайн регресия показва, че трябва да се направи някаква корекция на прогнозите в таблица 1. Те ​​са показани в таблица 4. Ние отбелязваме, че моделът се различава при мъжете и жените. При жените BMR е най-висок между 25 и 35, докато при мъжете достига максимум между 18 и 20. Намалението над 50 при жените е много по-бързо, отколкото при мъжете.

BMR и височина

След като се отчете теглото, височината има само малък ефект върху BMR. С увеличаване на височината BMR се увеличава. Това вероятно се дължи на по-голяма маса без мазнини при по-високи от по-ниски хора с фиксирано тегло. Подходящата корекция е показана в Таблица 5. Моделът при мъжете и жените е сходен.

Дискусия

Нашето намерение не е да отхвърлим резултатите, представени от Schofield (1985a). Те са приложими за по-голямата част от диапазона на теглото. Нашият особен интерес е от наднорменото тегло, което за съжаление формира нарастващ дял от повечето популации. Поставихме непараметрична нелинейна крива (изравняващата сплайн). Това не е модел за това как BMR се увеличава с теглото. Много различни изпъкнали криви биха могли да направят това и би било трудно да се направи разлика между тях. Непараметричната крива е гъвкава и позволява да се правят прогнози при желание - те са в таблици 1 и 2. Отклонението от линейността също може да бъде тествано, а за данните на Schofield това е значително (P

Препратки

Chitre, RG, Moseby, AM, Thien, K & Hla Pe, U (1959). Изследвания върху базалния метаболизъм на бирманци. J. Postgrad. Med., 5, 129–137.

DOH (1999). Здравно проучване за Англия, 1999 г., Лондон: Министерство на здравеопазването на Обединеното кралство, достъпно на www.doh.gov.uk/public/summary1.htm

FAO/WHO/UNU (1985). Изисквания към енергия и протеини, Технически доклад серия No. 724 Женева: СЗО

Фелони, Джорджия (1936). Contributo alla conoscenza de metabolismo di base degli Italiani. Забележка I: Това е метаболизмът на базата на соджети от 19 до 25 години. Четириъгълник. Nutr., 3, 419–442.

Форбс, Великобритания (1982). Състав на човешкото тяло: растеж, стареене, хранене и активност, Ню Йорк: Спрингър

Форбс, Великобритания (1987). Взаимовръзка между чистата телесна маса и мазнините при хората. Nutr. Преп., 45, 225–231.

Hastie, TJ & Tibshirani, RJ (1990). Генерализирани адитивни модели, Лондон: Чапман и Хол

Hayter, JE & Henry, CJK (1994). Преразглеждане на уравненията за прогнозиране на базалната скорост на метаболизма - значението на географския произход на субектите при подбора на пробата. Евро. J. Clin. Nutr., 48, 702–707.

Джеймс, WPT (1992). От S.D.A. до D.I.T. до T.E.F. ВЕнергиен метаболизъм: Тъканни детерминанти и клетъчни последствия, изд. JM Kinney

Jequier, E (1984). Разходи за енергия при затлъстяване. Clin. Ендокринол. Metab., 13, (3) 563–580.

Ленти, С (1937). Contributo alla conoscenza de metabolismo di base degli Italiani. Забележка IV: метаболизъм на базата на соджети от 20 до 25 години. Четириъгълник. Nutr., 4, 192–225.

McNeill, G, Rivers, JPW, Payne, PR, de Britto, JS & Abel, R (1987). Базална скорост на метаболизма на индийския човек. Няма данни за метаболитна адаптация към ниско ниво на хранене. Хъм. Nutr. Clin. Nutr., 41в, 473–483.

Милър, CD и Бенедикт, FG (1937). I: Основен метаболизъм на нормални млади мъже и жени от различни раси в Хавай, Изследователски публикации на Университета на Хавай, бр. 15, стр. 1 Хонолулу: Хавайски университет

Miller, AT & Blyth, CS (1953). Чистата телесна маса като метаболитен референтен стандарт. J. Appl. Физиол., 5, 311–316.

Occhuito, A & Pepe, M (1940). Contributo alla conoscenza de metabolismo di base degli Italiani. Забележка X: метаболизъм на базата на соджети (маски) в продължение на 20 години. Четириъгълник. Nutr., 7, 142–154.

Пепе, М (1938). Contributo alla conoscenza de metabolismo di base degli Italiani. Забележка VII: метаболизъм на базата на согети от 18 до 24 години. Четириъгълник. Nutr., 5, 206–214.

Prentice, AM, Black, AE, Murgatroyd, PR, Goldberg, GR & Coward, WA (1989). Метаболизъм или апетит: въпроси за енергийния баланс с особено внимание към затлъстяването. J. Hum. Nutr. Диета, 2, 95–104.

Pullicino, E, Copperstone, C, Luzi, L, McNeill, G & Elia, M (1996). Връзка между антропометричните показатели за разпределение на телесните мазнини и основния енергиен метаболизъм при здрави малтийски жени. Акта Диабетол., 33, 198–204.

Rucker, RB (1978). Повишени метаболитни нива при затлъстяване. Лансет, 8080, 106–107.

Schofield, W (1985a). Прогнозиране на базалния метаболизъм, нови стандарти и преглед на предишната работа. Clin. Nutr., 39С, (Suppl 1) 5–41.

Schofield, C (1985b). Анотирана библиография на изходен материал за данни за базалната скорост на метаболизма. Clin. Nutr., 39С, (Suppl 1) 42–91.

Уеб, Р (1981). Разход на енергия и маса без мазнини при мъжете и жените. J. Clin. Nutr., 34, 1816–1826.

Информация за автора

G W Хорган: Гарант: GW Horgan.

G W Horgan и J Stubbs: Сътрудници: GWH избра методите, анализира данните и написа статията. JS замисля проекта и съветва относно биологичното значение на резултатите.

Принадлежности

Биоматематика и статистика Шотландия, Абърдийн, Великобритания

Изследователски институт Роует, Абърдийн, Великобритания

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar

Можете също да търсите този автор в PubMed Google Scholar