Физическата активност еднакво предсказва увеличаване на мастната маса при млади възрастни с наднормено и наднормено тегло?

абстрактно

Заден план:

Разликите в енергийния метаболизъм и физическата активност (PA) могат да допринесат за дългосрочно регулиране на телесното тегло (BW).

Обективен:

Изследване на връзките между метаболитните детерминанти, енергийните разходи и обективно измерените компоненти на PA с промени в BW и мастната маса (FM).

Дизайн:

Проспективно (4 години) проучване на случай-контрол при затлъстели (n = 13) и нормално тегло (n = 15) млади възрастни.

Измервания:

В началото имаме скоростта на метаболизма в покой, окисляването на субстрата, икономията на движение (ml O 2 kg −1 min −1), аеробната годност (VO 2max), общата и PA консумация на енергия с двойно маркирани вода и PA Измерено измерване на ускорението. Маслената маса се измерва с DXA. При последващия преглед повторихме измерванията на PA и FM.

Резултати:

Мастната маса нараства значително и в двете групи (Р 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) в пандемични пропорции. 8 Затлъстяването е многофакторно и включва генетични, 9, 10 физиологични, 11 социални, културни и екологични компоненти. 12 Увеличаването на телесното тегло (BW) и мастната маса (FM) е резултат от положителен енергиен баланс във времето. Следователно се предполага, че нарастването на разпространението на излишък от BW и FM през последните няколко десетилетия се дължи най-вероятно на промените в околната среда, напр. Например лесен достъп до големи порции високоенергийни храни и свързана с намалена физическа активност (PA) консумация на енергия или комбинация от двете. 8, 12, 13

По-рано сме забелязали, че юношите със затлъстяване са по-малко физически активни от групата за контрол на нормалното тегло според възрастта и пола, но че няма разлика в абсолютния PAEE. 25 Резултатите от това проучване също така предполагат, че PA не е задължително да съответства на енергийните разходи за дейността. 25 Асоциациите в напречно сечение обаче предполагат причинно-следствена връзка, а не тяхната посока и само ако не са обяснени случайно, пристрастност или объркване. Освен това не е известно дали метаболитните детерминанти, PAEE и субкомпонентите на PA предсказват нарастването на BW и FM еднакво при лица със затлъстяване и нормално тегло. Следователно целта на това проучване беше да изследва възможните връзки между метаболитните детерминанти, оценките на енергийната консумация и обективно измерената PA с промени в BW и FM при затлъстели и млади възрастни с нормално тегло.

Предмети и методи

субекти

През 1999 и 2000 г. в случай, свързан с популацията, наехме 18 затлъстели (индекс на телесна маса (BMI)> 30 kg m -2) юноши и 18 контролирани с възрастта и пола контрол на нормалното тегло (BMI -2) - Контролно проучване за изследване на разликите в напречното сечение в енергийните разходи и моделите на PA между затлъстелите и юношите с нормално тегло. 25 Всички участници бяха поканени на последващи измервания 4 години по-късно. Тридесет от 36 отговарящи на условията лица се съгласиха да участват в последващи измервания. От тях затлъстела жена е била изключена от операция на стомашно затлъстяване поради загуба на тегло от 30 кг, а затлъстело лице е било изключено от надлъжните анализи поради неизправност на монитора на ПА при последващия преглед. Всички доброволци са здрави, не приемат никакви лекарства (с изключение на орални контрацептиви при момичета) и не показват признаци на намален глюкозен толеранс (т.е. -1) на изходно ниво или при проследяване. Всички участници дадоха писмено информирано съгласие и протоколът за изследването беше одобрен от Комитета по етика на окръг Еребру.

Измервания на енергийни разходи и физическа активност

Всички основни енергийни разходи и метаболитни измервания вече са описани. 25, 26 Скоростта на метаболизма в покой (RMR) се измерва сутрин след нощно гладуване и след 30 минути почивка на гърба чрез индиректна калориметрия. Скоростта на метаболизма в покой е изчислена според De и Weir. 27 Субмаксималната консумация на O2 и производството на CO 2 при ходене с 4 км/ч на бягаща пътека са измерени чрез индиректна калориметрия, използвайки онлайн система с отворен кръг (Medical Graphics Inc., MN, USA). Максималният аеробен капацитет (VO 2max) е измерен чрез индиректна калориметрия по време на протокол за допълнително обучение до изчерпване, както е описано по-горе. 26 Икономията на движение по време на субмаксимална тренировка се изчислява като поглъщане на кислород на килограм телесно тегло (mlO 2 kg −1 min −1).

Общото потребление на енергия (TEE) е изчислено съгласно Westerterp et al. Измерва се за период от 14 дни, като се използва двойно обозначен воден метод., 28, както е описано по-горе. 25 проби от урина бяха анализирани в два екземпляра с масов спектрометър с изотопно съотношение (Optima; VG Isogas Ltd., Micromass, Manchester, UK). Производството на CO 2 се измерва, като се използва енергиен еквивалент, базиран на индивидуалния коефициент на храната (FQ), изчислен от състава на макроелементите в диетата, както е описано от Black et al., 29 като приемем, че дихателният коефициент (RQ) е равен на FQ. За записване на приема на храна е използван 7-дневен предварително кодиран запис на храна 30. Разходът на енергия за физическа активност се изчислява като TEE × 0,9 минус RMR, като се коригира 10% свързана с диетата термогенеза. 31

Движението на тялото от минута до минута (т.е. физическа активност) се измерва с едноосен акселерометър (Actigraph, Manufacturing Technology Incorporated, Fort Walton Beach, FL, USA) в продължение на 14 последователни дни едновременно като TEE измервания в началото на измерването. Данните за активността през първата седмица корелират силно с данните за активността през втората седмица (r = 0,81, P 600 мин. Данни са записани, включени в анализа. Всички доброволци са дали поне 10 дни валидни данни за активност по време на измерването на изходното ниво и поне 6 дни по време на Общата PA (т.е. броя в минута (cpm)) се изчислява като общия брой движения, записани за записано време.Определихме и времето, прекарано при различни нива на интензивност, както следва: Поведението на заседналите се измерва като 25 Праговете на интензивност за умерена (1952–5724 cpm) и интензивна активност (> 5725 cpm) са определени съгласно Freedson et al. 32. Във всички анализи времето, прекарано при различни нива на интензитет, се изразява като част (%) от записаното време на ден. Изчислихме промяната в променливите на PA като последваща PA минус PA изходната линия.

Антропометрия и състав на тялото

По-рано бяха описани антропометричните и измерванията на телесния състав. 25, 26 Накратко, височината, BW, обиколката на талията до ханша и кожните гънки бяха направени от същия изследовател на изходно ниво и при проследяване. Мастната маса, масата без мазнини (FFM) и съдържанието на минерали в костите се измерват чрез двойна енергийна рентгенова абсорбциометрия с Lunar DPX-L денситометър (Lunar Corp., Madison, WI, USA) в началото и по време на последващия преглед. Същият изследовател извършва и двете сканирания в режим на сканиране за възрастни и денситометърът е калибриран преди всеки тест.

Окисляване на хранителни вещества

Изчислихме скоростта на окисление (g h -1) на остатъчната мазнина от консумацията на O 2 и производството на CO 2 от най-ниския 15-минутен период от основните измервания на RMR според Frayn. 33 Предположихме, че окисляването на протеини обхваща 12% от RMR както при пациенти с наднормено тегло, така и при нормално тегло. По същия начин изчислихме субмаксималната скорост на окисляване на мазнините при упражненията през последните 3 минути, докато ходехме с 4 км/ч. Дихателният коефициент се изчислява като съотношение между потреблението на O2 и производството на CO 2.

статистика

Описателната обобщена статистика е изчислена, като се използват средните стойности и стандартните отклонения (SD) на изходно ниво и след проследяване. Различията в телесния състав и променливите на PA между изходното ниво и проследяването бяха изследвани чрез сдвоен t-тест. Асоциациите между променливите бяха оценени чрез анализ на линейна регресия. За всички анализи BW или FM са моделирани като променливи на резултата при проследяване. Използвайки обобщен линеен модел, независимите перспективни асоциации на енергийните разходи (т.е. RMR, TEE и PAEE) и метаболитните променливи (покой и субмаксимално окисление на мазнините, почивка и субмаксимално RQ и икономия на упражнения) бяха оценени на изходно ниво с BW и FM при проследяване. Тези асоциации бяха коригирани за пол, група затлъстяване (т.е. нормално тегло спрямо затлъстяване), продължителност на проследяването и изходни FM и FFM. Условията за взаимодействие (напр. Група × RMR) са включени в моделите.

Моделирахме вероятните връзки между общата PA (cpm) и подкомпонентите на PA (т.е. частта от заседналото време и при различни нива на интензивност) с промени в BW и FM чрез обобщено линейно моделиране, като се вземат предвид пол, група от затлъстяване и продължителност . Проследяване и изходно BW или FM (в зависимост от желаната променлива на резултата) и тестване на взаимодействието, както е описано по-горе. След това моделирахме дали промяна в променливите PA е свързана с BW и FM при проследяване, след коригиране на същите объркващи променливи, както по-горе. И накрая, повторно анализирахме данните си, като заменихме FM с FM индекс 34, 35 като променлива на резултата. Всички анализи бяха извършени с помощта на SPSS за Windows (Ver. 11, SPSS Inc., Чикаго, IL, САЩ). P

Сходството в стабилността на мастната маса (FM) между затлъстелите (r = 0,86, P -1) и икономията на движение (mlO 2 kg -1 min -1) по време на субмаксимална тренировка не доведе до никакви прогнози за BW или FM при последващо - нагоре след коригиране на пола, групата за затлъстяване, времето за проследяване и изходното ниво на FM и FFM В допълнение, основната аеробна годност (V O 2max) при последващия преглед след корекция за същите объркващи фактори, както по-горе, не е свързана с BW или FM.

Основните RMR, TEE и PAEE не прогнозират BW или FM при проследяване след коригиране на пола, групата на затлъстяването, времето за проследяване и базовите FM и FFM. Не са наблюдавани значими взаимодействия (група затлъстяване по основна експозиция) с никоя от тези асоциации.

Движение и промяна в BW и FM

Общата PA (cpm) и делът на времето, прекарано в умерена и интензивна активност, са били значително по-високи при субекти с нормално тегло на изходно ниво и при проследяване (P.

Разликата в стабилността на физическата активност (PA) (cpm) между затлъстели (r = 0,50, P = 0,07) и нормални (r = -0,12, P = 0,66) възрастни за период от 4 години.

Промяна в масата на мазнините (FM), начертана спрямо промяна във физическата активност (PA) (cpm) при лица с наднормено тегло и нормално тегло. Промяната на PA предсказва значителна промяна във FM след приспособяване към пола, времето за проследяване и основния FM (β = –0,008; P = 0,04). Тази връзка е обяснена с асоциацията, наблюдавана при хора с нормално тегло (β = -0,011, P = 0,009).

Накрая заменихме FM с индекс FM (FM, разделен на квадрата на височината) и повторно анализирахме данните си и резултатите бяха по същество непроменени.

дискусия

Тук показваме вероятните връзки между метаболитните детерминанти, оценките на енергийната консумация и обективно измерената PA с промени в BW и FM при млади възрастни с наднормено тегло и нормално тегло за период от 4 години. Основните метаболитни детерминанти, оценки на енергийните разходи и променливите на PA не са свързани значително с BW и FM при проследяване. Нашите резултати обаче предполагат причинно-следствена връзка между промените в цялостната PA и промените в FM. Тази връзка е обяснена с вариацията в групата с нормално тегло и може да варира между индивидите с нормално тегло и затлъстяването. Времето в седнало положение и различните интензитети на активността не са свързани в перспектива с BW и FM по време на проследяването.

Полът не допринесе за обяснения отклонение в BW или FM при проследяване (данните не са показани). Нашият малък размер на извадката може да бъде ограничаващ фактор и да повлияе на способността на изследването да открива различия между половете, връзките между метаболитните детерминанти, измерванията на енергийните разходи и PA с промени в BW и FM. Следователно нашите резултати трябва да бъдат внимателно оценени и изследвани в по-големи надлъжни проучвания. Това проучване обаче предоставя рядка възможност да се изследват връзките между промените в точно измереното ниво на активност с промени в BW и FM при лица с наднормено тегло и нормално тегло, а наблюдаваната връзка между промените в общото ниво на активност и промените в FM е малко вероятно да бъде поради грешки в измерването или пристрастия.

Физическата активност и PAEE са само незначително свързани с печалбата в BW и FM. Всъщност, нашите анализи показват, че PA е свързана само с увеличаване на FM при лица с нормално тегло, докато при затлъстели лица промяната в нивото на активност не е свързана с промяна в BW и FM. Контрол на надлъжна асоциация за измерени и неизмерени смутители, при условие че те не са се променили по различен начин с течение на времето. Ако нулевият ефект на промяната на PA върху промяната на FM е реален при пациенти със затлъстяване, това предполага, че други неизмерени смутители като Б. обяснете потреблението на енергия, промяната на FM по време на последващия период.

Данните, представени тук, показват, че промяна в FM от 1 kg за период от 4 години съответства на промяна в PA от около 125 cpm. Въз основа на нашите предишни наблюдения 42, това количество PA отговаря приблизително на 20 kJ kg −1 ден −1. За лица с нормално тегло и затлъстяване в това проучване това съответства на промяна в PAEE от около 1400 и 2200 kJ ден -1, съответно. Това количество енергия съответства приблизително на време за ходене повече от 60 минути на ден. Както се смяташе по-рано, 11, 43 и наскоро откритите 19 приема на храна може да са най-важните фактори за положителния енергиен баланс, увеличаването на FM и следователно затлъстяването при хората. Като се има предвид, че и двете групи в настоящото проучване са постигнали BW и FM без средна промяна в нивото на активност през 4-годишния период на проследяване, количеството активност се оказа недостатъчно, за да противодейства на влиянието на други фактори, като прием на храна положителен енергиен баланс.

Общата PA, но не PAEE, измерена чрез измерване на ускорението, което беше точно измерено по метода DLW, предсказва промяна в FM при наднорменото тегло, но не и при участниците с нормално тегло. Резултатът от измерването на ускорението е интегрирана мярка за общото движение на тялото и отразява поведенческата част от дейността, докато PAEE е интегрирана мярка за енергийните разходи на дейността. По-рано предположихме, че PA, измерена чрез измерване на ускорението, не е задължително да съответства на енергийните разходи за дадена дейност, тъй като свързаната с дейността консумация на енергия се влияе от BW. 25 Следователно поведенческият компонент на дейността може да не бъде уловен при измерване на PAEE с помощта на метода DLW. Това може да обясни незначителните потенциални връзки, наблюдавани по-рано между енергийните разходи и печалбата във ФМ. 15, 16, 17, 18, 19

Влиянието на интензивността на тренировката върху промяната в телесния състав не е ясно. 20, 21, 22, 23 Нашите резултати показват, че промяната в общата активност, но няма промяна в нито един от подкомпонентите на дейността, е обратно свързана с промяна в FM. Тогава това предполага, че увеличаването на общия PA, независимо от интензивността на упражненията, може да бъде ефективна стратегия за предотвратяване на усилване на FM. Това обаче трябва да се тълкува с повишено внимание поради малкия ни размер на извадката.

В обобщение, ние показваме перспективните връзки между метаболитните детерминанти, оценките на консумацията на енергия и обективно измерената PA с промени в BW и FM при пациенти с наднормено тегло и адаптирани нормални тегло за период от 4 години. Нашите резултати предполагат причинно-следствена връзка между PA и FM като цяло. Това назначение обаче може да бъде различно в зависимост от състоянието на затлъстяването. В допълнение, увеличаването на BW и FM по време на последващата фаза, без промяна на нивата на активност, предполага, че приемът на храна може да допринесе най-много за дългосрочния положителен енергиен баланс.