Порівняння прогнозних рівнянь для споживання енергії у дорослих із надмірною вагою та ожирінням

1 Департамент громадського здоров'я, Центр фізичного та харчового метаболізму (CeMENutri), Державний університет Сан-Паулу (UNESP), округ Rubião Junior s/no, 18618-970 Botucatu, SP, Бразилія

2 Департамент патології, Університет штату Сан-Паулу (ЮНЕСП), округ Рубіану-джуніор, номер 18618-900 Ботукату, Іспанія, Бразилія

3 Лабораторія біології фізичних вправ (BioEx), Інститут науки про здоров'я, Федеральний університет Траянглуло Мінейро (UFTM), 38025-440 Uberaba, MG, Бразилія

Анотація

Об’єктивна. Порівняти значення з прогнозних рівнянь витрат енергії у спокої (РЗЕ) з непрямою калориметрією (ІК) у дорослих із надмірною вагою та ожирінням. Методи. Вісімдесят два учасники у віці від 30 до 60 років пройшли ретроспективний аналіз. Люди мали індекс маси тіла ≥25 кг/м 2. РЗЕ оцінювали за допомогою IC та інших п’яти рівнянь літератури (Харріс та Бенедикт, ВООЗ1, ВООЗ2, Оуен, Міффлін). Результати. Усі рівняння мали різні значення в порівнянні із значеннями ІС. Найкращі значення були знайдені Гаррісом та Бенедиктом, ВООЗ1 та ВООЗ2, з високими значеннями коефіцієнта кореляції внутрішнього класу та низькими значеннями середньої різниці. Крім того, ВООЗ1 та ВООЗ2 показали нижчу систематичну похибку та випадковість. Висновок. Жодне прогностичне рівняння не мало однакових значень РЗЕ порівняно з непрямими калориметріями, а найменш заниженими РЗЕ були рівняння ВООЗ1, ВООЗ2, Гарріса та Бенедикта. Наступним кроком буде перевірка запропонованого нового рівняння.

1. Вступ

Витрати енергії у спокої (РЗЕ) є основною складовою загальних витрат енергії, враховуючи кількість енергії, необхідної організму для утримання своїх життєво важливих функцій [1]. РЗЕ зазвичай вимірюють за допомогою непрямої калориметрії (IC), неінвазивного методу, який базується на споживанні O2 та виробленні CO2. Однак через високу вартість обладнання для оцінки витрат енергії зазвичай використовують рівняння [2–6].

Люди, що страждають ожирінням, зазвичай мають надзвичайно мінливу РЗЕ, і ідеальний метод її оцінки все ще є суперечливим [7]; досі немає ідеальних рівнянь для його вимірювання [8, 9]. Відомо, що поширеність надмірної ваги та ожиріння висока і значно зростає [10]; ожиріння є однією з основних причин серцево-судинних захворювань [11]. Таким чином, програми для схуднення є доцільними і повинні включати гіпокалорійні дієти, засновані головним чином на РЗЕ [12].

Наявні дослідження дають суперечливі результати, що ускладнює встановлення найкращої формули для оцінки загальних витрат енергії [13, 14]. Найбільш широко використовуються прогнозні рівняння, розроблені Харрісом та Бенедиктом (H-B) [7], хоча вони часто можуть призвести до завищення потреб у калоріях у людей, що працюють зі здоров'ям [15].

Луїс та ін. вивчив 200 осіб із ожирінням і повідомив, що рівняння Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ) [6] було тим, що найменше занижувало енергетичні витрати цих учасників [16]. Цей висновок також повідомляється бразильським дослідженням з жінками, середній індекс маси тіла (ІМТ) яких свідчить про надмірну вагу (29 ± 4 кг/м 2) [17]. Однак інше дослідження з випробовуваними, які мали однаковий ІМТ, показало, що рівняння ВООЗ завищило значення РЗЕ [18].

Рівняння Оуена та ін. [2] є найбільш підходящим для людей із нормальною вагою [19], і, з деякими обмеженнями, рівняння Міффліна вказується для людей із нормальною вагою та ожирінням у Сполучених Штатах [12, 15]; однак, це може бути неправдою для інших груп населення. На основі раніше згаданих досліджень [16–18], немає відповідних рівнянь для людей із надмірною вагою та ожирінням.

На основі цих даних можна припустити, що не існує певних прогностичних рівнянь РЗЕ, які б підходили до ІМТ людей. Отже, метою цього дослідження було порівняння значень із прогнозних рівнянь РЗЕ з показниками непрямої калориметрії у дорослих із надмірною вагою/ожирінням.

2. Методологія

2.1. Зразок

Описове дослідження поперечного перерізу було проведено в підгрупі учасників, клінічно обстежених на програму модифікації способу життя “Mexa-se Pró-Saúde (Move for Health), ”з 2006 по 2007 рр. Ця програма пропонується пацієнтам із неінфекційними хронічними захворюваннями і складається з регулярних фізичних вправ та дієтичних консультацій. Центр метаболізму, фізичних вправ та харчування (CeMENutri) проводить цю програму з 1992 року в місті Ботукату, місті, розташованому в центрі штату Сан-Паулу.

Були використані наступні критерії включення: сидячі особини, ІМТ ≥ 25 кг/м 2 та вік від 30 до 60 років. Всього було досліджено 82 учасника, з них 40 чоловіків та 42 жінки. Всі особи мали зайву вагу або ожиріння дорослих. Характеристики учасників наведені в таблиці 1.

Усі випробувані підписали безкоштовну форму згоди, і дослідницький проект був схвалений Комітетом з питань етики досліджень. Досліджувані пацієнти були частиною проектів, затверджених Комітетом з питань етики Медичної школи Ботукату-ЮНЕСП (5 квітня 2004 р. - резолюція 196 від 10 жовтня 1996 р.).

2.2. Антропометричне оцінювання

Масу тіла (кг) вимірювали за допомогою антропометричної шкали платформного типу (Філізола, Бразилія) з градуюванням 0,1 кг, місткістю 150 кг. Висоту (м) визначали за допомогою переносного настінного стадіометра (SECA) з точністю до 0,1 см. ІМТ розраховували, використовуючи співвідношення маса тіла (кг)/зріст 2 (м) за даними Всесвітньої організації охорони здоров’я [20].

2.3. Відпочиваючі витрати енергії

РЗЕ оцінювали за допомогою непрямої калориметрії розімкнутого контуру із застосуванням системи змішувальної камери з обладнанням Quinton (QMC). Машину ввімкнули за 30 хвилин до іспитів для розминки, відповідної стабілізації та калібрування аналізаторів O2 та CO2 з відомою концентрацією газу [21]. Пацієнти проходили оцінку вранці після 12-годинного голодування, спавши шість-вісім годин і не займаючись інтенсивними фізичними навантаженнями за 24 години до іспиту. Оцінку проводили в тихому середовищі з приглушеним освітленням та контрольованою температурою [21]. Для стабілізації зчитування існував 10-хвилинний період акліматизації, а потім вимірювали VO2 та VCO2 протягом 20 хвилин [22, 23]. РЗЕ розраховували за рівнянням Вейра [24].

Демографічні та антропометричні дані використовувались для розрахунку РЗЕ з використанням прогностичних рівнянь Міффліна та ін. [3], Харріс та Бенедикт [5], ВООЗ1 [6], ВООЗ2 [6] та Оуен та ін. [2, 4] (Таблиця 2).

2.4. Статистичний аналіз

Результати були показані як середнє значення ± стандартне відхилення. Для порівняння відмінностей між значеннями РЗЕ від рівнянь та непрямою калориметрією використовували односторонній Anova, а потім Шеффе post hoc тест був використаний для визначення того, яке значення рівняння дорівнює значенню РЗЕ, виміряному непрямою калориметрією. Проведено кореляційний аналіз Пірсона між значеннями, отриманими за допомогою рівнянь, та непрямою калориметрією. Багаторазова лінійна регресія була використана для визначення того, яке рівняння буде більш підходящим для досліджуваної сукупності. Розраховували відсотки різниці між значеннями РЗЕ, непрямою калориметрією та прогнозними рівняннями.

Коефіцієнт внутрішньокласової кореляції та графік Бленда-Альтмана були використані для порівняння відмінностей між значеннями РЗЕ від рівнянь та непрямою калориметрією. Рівень значущості був на рівні

3. Результати

Для людей із надмірною вагою та ожирінням у цьому дослідженні всі рівняння мали різні значення порівняно з непрямою калориметрією. Однак значення були подібними серед рівнянь Гарріса-Бенедикта, ВООЗ1 та ВООЗ2, а також між рівняннями Міффліна та Оуена (Таблиця 3).

Значення РЗЕ, отримані з рівнянь та непрямої калориметрії, мали сильну і значну позитивну кореляцію () з усіма рівняннями (Таблиця 4).

Рівняння занизили IC на 5% до 12%, в яких ВООЗ1, ВООЗ2 та Харріс та Бенедикт були рівняннями, які найменш занижували реальне значення РЗЕ таким чином: -5,15%, -4,7% та -7,43% відповідно. Рівняння Оуена (-13,28%) та Міффліна (-13,56%) були найбільш недооціненими значеннями РЗЕ. Істотної різниці між статями не виявлено (дані не наведені).

Для вивчених рівнянь лише WHO1 та WHO2 показали значення довірчого інтервалу для середньої різниці у відсотках (CI 95% d%) нижче 10% та нижчі значення меж згоди для середньої різниці у відсотках (LA 95% d%), що відображає нижчу систематичну помилка та випадковість відповідно. Однак значення точності (LA 95% d%) були високими для всіх рівнянь (таблиця 5). В аналізі конкордантності найкращі значення були знайдені Гаррісом та Бенедиктом, ВООЗ1 та ВООЗ2, з високими значеннями коефіцієнта кореляції внутрішнього класу (ICC) та низькими значеннями середньої різниці (d) (Таблиця 5).

Запропоновано рівняння з наступними змінними - віком, статтю, ІМТ, масою тіла та зростом. Рівняння з найкращою асоціацією з непрямою калориметрією були такими, що включали вагу та стать без (

) висота; вага та стать із () зростом; і що включає вагу, стать, зріст та вік (

). Ми пропонуємо рівняння

, в якій W = вага (кг) і G = стать (0 = жінка і 1 = чоловік); це повинен бути кращий вибір через його легку застосовність та меншу кількість змінних (Таблиця 6).

4. Обговорення

Для осіб із надмірною вагою та ожирінням спостерігалося заниження РЗЕ на 167,4 ккал (8,83%) із використанням усіх рівнянь, перевірених у цьому дослідженні. І рівняння ВООЗ, і рівняння Харріса та Бенедикта були тими, що найменше занижували значення IC, тоді як рівняння Оуена та Міффліна були тими, що найбільше його недооцінювали. Вибір цих рівнянь зумовлений тим, що вони є найбільш часто використовуваними рівняннями в загальній сукупності, і що вони вже були оцінені в інших бразильських дослідженнях [17, 18].

Фетт та ін. провели дослідження, порівнюючи ті самі прогнозні рівняння цього дослідження з РЗЕ, виміряними непрямою калориметрією. Для дослідження були відібрані жінки, ІМТ яких варіювали від нормальної ваги до ожиріння із середнім значенням ІМТ, класифікованого як надмірна вага [17]. Автори повідомили про подібні результати нашого дослідження, в якому всі рівняння занижували РЗЕ, виміряні непрямою калориметрією. Вони також повідомили, що рівняння ВООЗ1 занизило РЗЕ на 3%, а рівняння Харріса-Бенедикта та ВООЗ - занизили РЗЕ на 4%. Ці два рівняння показали меншу недооцінку РЗЕ в цьому дослідженні. Рівняння Оуена було найбільш недооціненим (16%), що також узгоджується з нашими висновками.

Ще одне дослідження також підтвердило наші висновки. Луїс та ін. вивчив 200 осіб із ожирінням та повідомив, що рівняння Оуена, Гарріса та ВООЗ занижували РЗЕ, а найкращим рівнянням було ВООЗ [16]. У дослідженні з корінним населенням Валенсія та співавт. повідомив, що рівняння ВООЗ (лише вага) завищило РЗЕ на 9,8%, 9,6%, 7,8% та 5,5% у осіб із недостатньою вагою, нормальною вагою, надмірною вагою та ожирінням відповідно, що показує, що це рівняння є більш точним для людей із ожирінням [ 25].

Однак інші дослідження показали протилежні результати. Жінки у віці від 20 до 40 років із середнім ІМТ, класифікованим як надмірна вага, виявили завищення РЗЕ порівняно з рівнянням Харріса та ВООЗ [18]. В іншому дослідженні, проведеному з жінками з Ріо-де-Жанейро, порівнювали значення рівнянь ВООЗ та Харріса з тими, що були отримані з ІС. Рівняння Харріса та Бенедикта завищили РЗЕ на 18,9% та ВООЗ на 12,5% [26]. Тому необхідні подальші дослідження, щоб визначити сукупність, для якої слід застосовувати рівняння ВООЗ.

Рівняння, які найбільш недооцінили популяцію цього дослідження, були Міффлін та Оуен. Рівняння Міффліна було розроблено з використанням даних, зібраних від 498 осіб, класифікованих як нормальний, із надмірною вагою, ожирінням або серйозним ожирінням [3]. Це рівняння було б найбільш підходящим для американських людей з ІМТ між 25–40 кг/м 2 та віком від 16 до 65 років [12, 15]. Однак хорошого взаємозв'язку між цим рівнянням та особами із зайвою вагою в цьому дослідженні не спостерігалося. Насправді не було досягнуто консенсусу щодо використання рівняння Міффліна для людей із ожирінням, і це рівняння також виявилось дуже застосовним для осіб із нормальною вагою [15]. Заниження оцінки за допомогою рівняння Оуена вже очікувалось, оскільки це найбільш надійне рівняння для популяцій із нормальною вагою, які мають РЗЕ нижче, ніж особи, що страждають ожирінням [19].

Ми запропонували рівняння пропозиції для дорослих із надмірною вагою/ожирінням, але це нове рівняння потрібно перевірити в іншій вибірці бразильських осіб із зайвою вагою/ожирінням (друге підтвердження).

У цьому дослідженні були деякі обмежуючі фактори. Для оцінки складу тіла осіб використовували лише ІМТ. Незважаючи на те, що нежирна маса тіла є основним компонентом РЗЕ, її використання не має додаткових переваг при прогнозуванні РЗЕ [12]. Крім того, люди не були фізично активними і навряд чи мали б збільшення ІМТ через більшу м'язову масу.

5. Висновок

Жодне прогностичне рівняння літератури, використаної в цьому дослідженні, не мало однакових значень РЗЕ порівняно з непрямою калориметрією, а найменш заниженими РЗЕ були рівняння ВООЗ1, ВООЗ2, Гарріс і Бенедикт. Наступним кроком буде перевірка запропонованого нового рівняння.

Скорочення

РЕЕ:	Відпочиваючі витрати енергії
IC:	Непряма калориметрія
ІМТ:	Індекс маси тіла
W:	Вага
G:	Стать.

Конфлікт інтересів

Автори не повідомляли про конфлікт інтересів.

Подяки

Автори вдячні фінансовій підтримці CAPES та CNPq та GAP (Grupo de Apoio à Pesquisa) Медичної школи Ботукату за допомогу з боку англійської мови.