Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche, Università degli Studi di Udine, Удине, Италия

Unità di Epidemiologia Clinica, Centro Studi Fegato, Триест, Италия

Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Segrate, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Divisione di Auxologia e Riabilitazione Funzionale, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche, Università degli Studi di Udine, Удине, Италия

Unità di Epidemiologia Clinica, Centro Studi Fegato, Триест, Италия

Istituto di Bioimmagini e Fisiologia Molecolare, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Segrate, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Laboratorio Sperimentale di Ricerche Auxo ‑ endocrinologiche, Verbania, Италия

Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Divisione di Auxologia e Riabilitazione Funzionale, Verbania, Италия

Резюме

Въведение

Нарастващото разпространение на затлъстяването през последните десетилетия (1) се дължи главно на несъответствие между енергийния прием и енергийните разходи (EE) (2, 3). Факторите, които влияят на този баланс, са многобройни и сложни, включващи гени, околна среда и тяхното взаимодействие. Обосновката на стратегиите за управление на теглото обаче е да се идентифицира и модифицира количеството енергия, въведена и изразходвана, за да се възстанови нормалното телесно тегло (BW) (1). ЕЕ е основен определящ фактор за енергийния баланс и състава на тялото. Според обичайно приетата схема за хранене на човека дневната ЕЕ (DEE) може да бъде разпределена между базалната скорост на метаболизма (BMR), екстраполирана на 24 часа, което съответства на енергията, необходима за поддържане на телесните функции в покой и която представлява ∼65% на DEE при заседнали индивиди (4); ЕЕ, свързана с физическа активност (често наричана термичен ефект от активността), която представлява ∼25% от DEE (5); и термичният ефект на храната, който включва ЕЕ поради храносмилането, усвояването и метаболизма на хранителните вещества и който представлява ∼10% от DEE (5). Поради големия си принос към DEE, особено при затлъстели пациенти, BMR често е бил основният фокус на вниманието в проучванията върху развитието и лечението на затлъстяването.

Методи и процедури

Субекти

Общо 1412 затлъстели бели деца и юноши (възрастови граници: 7–18 години) и 7 368 затлъстели възрастни (възрастови граници: 18–74 години) бяха включени последователно в проучването между януари 2003 г. и декември 2007 г. в Отдела по ауксология и между Януари 1999 г. и декември 2007 г. в 3-то отделение по метаболитни болести на Италианския институт по ауксология (Италия). Критериите за включване бяха: (i) възраст между 7 и 74 години и (ii) BMI над 97-ия процентил за пол и възраст, като се използват италиански референтни стойности за деца и юноши (13) и BMI ≥ 30 kg/m 2 за възрастни. Субекти, които са имали явни метаболитни и/или ендокринни заболявания (напр. Диабет, хипотиреоидизъм, хипертония, аменорея), и тези, приемащи някакво лекарство, за което е известно, че влияе върху енергийния метаболизъм, са били изключени от проучването. Експерименталният протокол беше одобрен от Комитета по етика на Италианския институт за ауксология. Целта и целите бяха внимателно обяснени на субектите и писмено информирано съгласие беше получено от тях или техните законни настойници.

Измерванията бяха извършени по време на стабилен период на BW преди началото на програма за намаляване на теглото в Италианския институт по ауксология. Субектите на гладно бяха отведени в лабораторията и бяха оценени BMR, BW, височина и телесен състав.

Физически характеристики и състав на тялото

BW беше измерено с точност до 0,1 kg с ръчна скала за претегляне (Seca 709, Хамбург, Германия). Височината беше измерена с точност до 0,5 см с помощта на стандартизиран монтиран на стена борд за височина (Wunder, Милано, Италия). ИТМ се изчислява като BW (kg)/височина 2 (m) (14). Оценката на стандартното отклонение на ИТМ е изчислена, като се използва методът LMS (15) спрямо италианските референтни стойности за деца и юноши (13).

Съставът на тялото е измерван с помощта на анализ на биоелектричен импеданс (BIA) с тетраполярен импеданс-метър (Human-IM Scan; DS-Medigroup, Милано, Италия). Измерванията се извършват по метода на Лукаски (16) и Националните здравни институти (17). FFM се изчислява, като се използват уравненията за прогнозиране, разработени от Lazzer и др. (18) за деца и юноши и тези на Грей и др. (19) за възрастни. FM се получава чрез изваждане на FFM от BW и% FM като (FM/BW) × 100. Коефициентът на вариация в рамките на деня за три повторни оценки на FFM при 10 затлъстели лица (с преместване на електродите) е 2,4%.

BMR е измерен сутрин (между 8 и 10 ч. Сутринта) след нощно гладуване и при термонеутрални условия (в стая 22–25 ° C) с помощта на отворен, непряк компютъризиран калориметър, снабден с навес (Vmax 29; Sensor Medics, Йорба Линда, Калифорния). Медицинските карти на фертилните жени бяха прегледани за редовност на менструацията и датата на последния менструален цикъл. BMR винаги се определя по време на фоликуларната фаза на менструалния цикъл. Газоанализаторите се калибрират преди всяко изпитване, като се използва еталонна газова смес (15,0% O2 и 5,0% CO2). Субектите са измервани в покой в ​​легнало положение за период от поне 45 минути, включително 10-минутен период на аклимация (20). Данните от първоначалните 10 минути измерване, отразяващи приспособяване към процедурната среда и адаптация на субектите, не бяха взети предвид за изчисляване на BMR. След постигане на стабилно състояние, потреблението на O2 и производството на CO2, стандартизирани за температура, барометрично налягане и влажност, се записват на интервали от 1 мин за минимум 30 минути и се осредняват за целия период на измерване. EE се изчислява от поглъщането на O2 и изхода на CO2, като се използва уравнението на Weir (21).

Статистически анализ

Резултати

Физическите характеристики на 1412 затлъстели деца и юноши и 7 368 затлъстели възрастни са показани в маса 1. И в двете групи 58% от децата и юношите и 73% от възрастните са жени. И в двете групи средната възраст и процента FM са били значително по-високи при жените, отколкото при мъжете, докато BW, ръст, FFM и BMR са били значително по-ниски при жените.

метаболизма

Фигура 1 показва регресията на BMR спрямо възрастта, BW, височината, FFM и FM при деца и юноши и при възрастни, стратифицирани по пол. При визуална проверка на графиките, мъжете имат по-високи стойности на BMR за същата стойност на предиктора. Таблица 2 показва анализ на ковариационни модели, официално тестващ ефекта на пола върху регресионните линии, споменати по-рано. При деца и юноши (Таблица 2), взаимодействието предиктор × пол е било значително във всички случаи с изключение на FFM × пол. Въпреки това, когато BW, FFM или FM са били използвани като предиктори, ефектът от пола като основен ефект не е бил статистически значим. Съдейки по R 2 adj и RMSE, непроменливите прогнози, базирани на BW, бяха също толкова точни, колкото тези, базирани на FFM (R 2 прил .: 0,59 срещу 0,59 и RMSE (kJ): 1,073 срещу 1,079, съответно).

Базална скорост на метаболизма (BMR, kJ/умира), нанесена като функция от възрастта (години), телесно тегло (kg), височина (m), маса без мазнини (FFM, kg) и маса на мазнини (FM, kg) заа) деца и юноши (н = 1,412) и (б) възрастни (н = 7 368) (сива линия = мъже; черна линия = жени).

При възрастни (Таблица 2), всички термини и основни ефекти предиктор × взаимодействия между половете са значителни. Що се отнася до децата и юношите, прогнозите, базирани на BW, бяха също толкова точни, колкото тези, основани на FFM (R 2 adj: 0,59 срещу 0,59 и RMSE (kJ): 1,065 срещу 1,059, съответно).

Четирите модела на нарастваща сложност за прогнозиране на BMR са показани в Таблица 3. Модел 1 е най-простият и се основава на BW, възраст и пол; Модел 2 добавя височина към предикторите на Модел 1; Модел 3 се основава на възраст, пол и FFM, а Модел 4 добавя FM към предикторите на Модел 3. Тъй като няма значимо подобрение в пригодността на модела, получено чрез добавяне на предиктор × взаимодействия между половете (данните не са показани), запазихме моделите по-лесно чрез премахване на тези взаимодействия също, когато са статистически значими.

Всички модели имат практически същата точност за прогнозиране на BMR при деца и юноши, както при възрастни (R 2 прил. От 0,59 до 0,60). В детайли, височината не добавя нищо практически релевантно към по-простия модел, базиран на BW и възраст и пол, а FM не добавя нищо практически релевантно към модела въз основа на възраст, пол и FFM (Таблица 3). По този начин един прост модел, базиран на BW, възраст и пол, е също толкова точен, колкото и по-сложните модели, базирани на телесния състав. Следователно новите уравнения за прогнозиране на BMR при деца и юноши (ур. 1 и 2) и възрастни (ур. 3 и 4) са следните:

където пол = 1 за мъже и 0 за жени, BMR се изразява в kJ, възраст в години, BW и FFM в kg (R 2 adj = коригиран коефициент на определяне; RMSE: грешка на средния квадрат на квадрат; точна прогноза: процент от всички субекти, чиито BMR прогнозира, е в рамките на 90–110% от измерения BMR. Тези уравнения са дадени в Приложение 1 с BMR, изразено като kcal).

Дискусия

Оценихме връзката между BMR, пол, възраст, антропометрия и телесен състав в най-голямата извадка от затлъстели бели деца, юноши и възрастни, изследвани досега.

При деца и юноши полът е важен предиктор за BMR. Както е показано в Таблица 3, полът е влязъл във всички модели за прогнозиране, допринасяйки от 749 до 1007 kJ повече при мъжете, отколкото при жените. В съгласие с предишни проучвания, проведени при затлъстели деца и юноши (10, 25), по-високият BMR на нашите мъже може да се обясни най-вече с по-високата им FFM в сравнение с жените. FFM, метаболитно активният компонент на тялото, обяснява ∼60% от вариабилността на BMR при нашите деца и юноши, което предполага, че други фактори влияят върху BMR. По-специално, след корекция за FFM, полът остава важен мултивариативен предиктор за BMR при деца и юноши (коефициент на регресия = 749, 95% CI: 621–887 kJ), което може да се обясни с по-висок дял на скелетните гликолитични влакна (26), по-висока активност на Na + −K + ATPase (27) и различен хормонален статус (28).

Въпреки това, мъжкият пол (коефициент на регресия = -44, 95% CI -130 до 43) не е влязъл в модела с много променливи прогнози за възрастни, базиран на FFM. Това е съгласие с предишни проучвания, показващи, че объркващият ефект на пола се елиминира, когато се вземе предвид FFM (29).

В заключение, полът е важен фактор, определящ BMR при затлъстели деца и юноши, но не и при затлъстели възрастни. При деца и юноши полът остава важен след корекция за BW или FFM, като BMR е по-висок при мъжете. В допълнение, настоящото проучване подкрепя хипотезата, че свързаният с възрастта спад на BMR се дължи на намаляване на FFM, което предполага, че физическата активност е от съществено значение за затлъстелите лица както за поддържане или увеличаване на BMR, така и за увеличаване на DEE и допринасяне до загуба на тегло. И накрая, антропометричните измервания (BW, височина, пол и възраст) са толкова точни, колкото състава на тялото, изчислен от BIA за прогнозиране на BMR. Уравненията, разработени в настоящото проучване, могат да представляват полезен инструмент за здравни специалисти, които нямат достъп до оборудване за непряка калориметрия, за оценка на BMR при затлъстели лица.

Разкриване

Авторите не декларират конфликт на интереси.

Приложение 1

Новите уравнения за прогнозиране на BMR (kcal) при деца и юноши (ур. 5 и 6) и възрастни (ур. 7 и 8) са следните: