24 órás maghőmérséklet elhízott és sovány férfiaknál és nőknél

Northwestern Átfogó Elhízás és Orvostudományi Központ, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvosi Osztály, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Northwestern Átfogó Elhízás és Orvostudományi Központ, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvosi Osztály, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvosi Orvostudományi Tanszék, Északnyugati Egyetem, Evanston, Illinois, USA

Neurobiológiai Tanszék, Északnyugati Egyetem, Evanston, Illinois, USA

Northwestern Átfogó Elhízás és Orvostudományi Központ, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvosi Osztály, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Northwestern Átfogó Elhízás és Orvostudományi Központ, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvosi Osztály, Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Orvostechnikai Tanszék, Északnyugati Egyetem, Evanston, Illinois, USA

Neurobiológiai Tanszék, Északnyugati Egyetem, Evanston, Illinois, USA

Absztrakt

A maghőmérséklet fenntartása a 24 órás energiafogyasztás egyik fő eleme, és annak diszregulációja hozzájárulhat az elhízás patofiziológiájához. A hőmérséklet, a nem és a BMI közötti összefüggést azonban az embereknél nem sikerült teljesen tisztázni. Ez a tanulmány elhízott és sovány egyének maghőmérsékletét vizsgálta nyugalmi állapotban, 20 perc edzés közben, alvás közben és étkezés után. Tizenkét sovány (18,5–24,9 kg/m 2) és tizenkét elhízott (30,0–39,9 kg/m 2) egészséges, 25–40 éves életkorú résztvevőt vettek fel egyik napról a másikra egy klinikai kutatóegységben. A nőstényeket a follikuláris menstruációs fázisban mérték. A maghőmérsékletet 24 órán keresztül percenként mértük a CorTemp rendszer segítségével, egy tabletta méretű érzékelővel, amely a gyomor-bél traktusban méri a belső hőmérsékletet, és rádiójelen keresztül juttatja el a mérést egy külső felvevőhöz. A maghőmérséklet nem különbözött szignifikánsan az elhízott és a sovány egyedek között pihenés, étkezés után, testmozgás vagy alvás közben (P > 0,5), de a teljes hőmérséklet átlagában a maghőmérséklet szignifikánsan magasabb (0,1–0,2 ° C) volt az elhízottaknál (P = 0,023). Mindegyik személy hőmérséklete jelentősen változott a vizsgálat során, de a nők minden időben és az egész vizsgálat során ~ 0,4 ° C-kal melegebbek voltak, mint a férfiak (P

Bevezetés

A globális elhízási járvány, amelynek következménye az egészség és a betegségek előfordulása, fokozta az érdeklődést a túlzott súlygyarapodás mögöttes kórélettana iránt. Az, hogy az egyének különböznek a nyugalmi anyagcsere sebességében (RMR), és az anyagcsere hatékonysága már nem kétséges. Számos túltáplálási tanulmány ((1)) heterogén választ mutatott a megnövekedett kalóriabevitelre, és bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy genetikai összetevője van a válaszváltozásnak. Tehát a mozgásszegény életmód nyilvánvaló fontossága és a szükségleteket meghaladó étrendi bevitel ellenére léteznek elhízott és sovány biológiai különbségek, ezért szerepet kell játszaniuk az elhízás patogenezisében.

A bázikus anyagcsere-sebesség, vagy ahogy ma általában nevezik, RMR, az energiafelhasználás legnagyobb összetevője. Az RMR viszont két fő összetevőből áll: az „esszenciális hő”, amely az RMR// 3-át teszi ki, a sejtek integritásának fenntartásából keletkezik, és magában foglalja az iongradienseket, a fehérjeforgalmat és hasonlókat ((2), (3)); az RMR fennmaradó kétharmada a homeotermia fenntartása érdekében előállított hő, állandó testhőmérséklet változó külső környezetben ((2), (3)). Ez utóbbi komponens az összes energiafelhasználás ~ (53)% -át teszi ki ((2), (4)), a fizikai aktivitás szintjétől függően.

Annak ellenére, hogy a maghőmérséklet hozzájárul a teljes energiafelhasználáshoz, az alacsonyabb belső hőmérséklet potenciális szerepét az elhízás patogenezisében még nem vizsgálták alaposan ((5)). Az elhízott rágcsálók egyes törzseinek maghőmérséklete alacsonyabb, mint a rokon nem elhízott törzseknél ((6), (7)), és elhízott Zucker patkányokban az alacsonyabb hőmérséklet alacsonyabb beállított ponthoz vezet. ((7)) A sovány és elhízott emberek hőmérsékletével kapcsolatban ellentmondásos eredményekről számoltak be ((8), (9), (10), (11), (12), (13)). A maghőmérséklet, mint potenciális tényező szerepének vizsgálata az energiatermelésben, és ezért az elhízásban megkerüli az örökös gondot az elhízás kutatásában, nevezetesen hogyan lehet nagyobb méretet figyelembe venni a sovány és elhízott fiziológiai mérések összehasonlításakor ((5), (14) ), (15)). A maghőmérséklet a központi idegrendszer beállítási pontját tükrözi, így független a test méretétől és összetételétől. Ezt a pontot nem áll ellentmondásnak a zsír jól elismert szigetelő hatása és az ebből adódó hőelvezetési különbségek a sovány és az elhízott között ( ).

Ezért ezt a tanulmányt azért végezték el, hogy 24 órás időtartamra értékeljék az életkornak megfelelő sovány és elhízott férfiak és nők maghőmérsékletét egy lenyelt tabletta méretű hőmérséklet-érzékelő és egy külső felvevő segítségével. Egy másik cikk nemrég foglalkozott ugyanezzel a kérdéssel hasonló technikákkal. Heikens et al. ((17)) megállapította, hogy a 24 órás maghőmérsékletben nincs különbség a sovány és elhízott egyének között, és nincs különbség a 24 órás hőmérsékleti profilban. A két vizsgálat között vannak különbségek, nevezetesen, hogy a hőmérsékleteket meghatározott időközönként jelentjük. Témáinkat pihenés közben, alvás közben, étkezés után, edzés közben és után tanulmányoztuk, míg Heikens et al. ((17)) eltávolított bizonyos időintervallumokat. A tanulmányokat a vita során tovább hasonlítjuk össze. Munkánk és Heikins részei et al. először egyidejűleg jelentettek kivonatokként ((18), (19)).

Módszerek és eljárások

Tárgyak

Eljárás

Az alanyokat három előre megtervezett étellel látták el, becsült anyagcseréjük alapján, amelyet az Orvostudományi Intézet prediktív egyenletei határoztak meg ((20)). Az alanyokat arra kértük, hogy minden étkezést 30 percen belül fogyasszanak el. Az ételek makrotápanyag-összetétele 15% fehérje, 35% zsír és 50% szénhidrát formájában oszlott meg. A menetrend szerinti étkezések között nem volt szabad harapnivaló.

Délután a résztvevők 20 percig gyakoroltak szobakerékpáron az „Érzékelt megterhelés mértéke” skála segítségével. A skálát 1-től 10-ig számoztuk, amelyben 0 = nincs erőfeszítés, 1 = nagyon könnyű, 2 = meglehetősen könnyű, 3 = mérsékelt, 4 = kissé kemény, 5-6 = kemény, 7-9 = nagyon kemény és 10 = nagyon-nagyon nehéz. Az alanyok saját személyes ítéleteik alapján adták meg, hogy milyen sebességgel dolgoznak percenként. Az alanyokat arra kérték, hogy legalább tíz percig gyakorolják egymást az 5. és a 7. szint között, vagy „kemény” vagy „nagyon nehéz” sebességgel. A zsírtömeg, a zsírmentes tömeg és a testzsír százalékos összetételét a QDR 4500 Acclaim Series Elite teljes test kettős energiájú röntgenabszorpciós geometriai vizsgálatával mértük (Hologic Europe, Bedford, MA). Az indirekt kalorimetriát a Sensormedics VMAX N 29 metabolikus kocsival végeztük szellőztetett burkolattal (Carefusion, Yorba Linda, CA) minden alany számára másnap reggel, ébredés után, az RMR és a légzési hányados 30 percig történő mérésére. Az alanyokat arra utasították, hogy az RMR mérés előtt és alatt csendesen feküdjenek ágyban. Az éhomi étrend glükóz és inzulin értékeit reggeli előtt kaptuk.

Adatelemzés

A kettős energiájú röntgenabszorpcióometriás vizsgálat adatai szintén átlagolták az egyes csoportok alanyait. Ezek az adatok a következőket tartalmazták: testtömeg (kg), testzsírszázalék, sovány tömeg (kg) és zsírtömeg (kg). Az alany jellemzői, beleértve az életkorot, a BMI-t, az RMR-t (kcal/nap és a kcal/nap/kg sovány tömeg), a légzési hányadost, a szabad T4, T3, a pajzsmirigy-stimuláló hormon, a glükóz (mg/dl) és az inzulint (µU/ml) -et is átlagoltuk minden állapotra. A s.e.m. minden változóra kiszámoltuk, és ANOVA-t végeztünk. A jelentőséget figyelembe vették P

Eredmények

Az alanyok jellemzői

A résztvevők életkora, glükózszintje, légzési hányada, szabad T4 és pajzsmirigy-stimuláló hormon nem különbözött szignifikánsan sem nem, sem elhízás szintje szerint (P > 0,05) (2. táblázat). A karcsú személyek BMI-je szignifikánsan alacsonyabb volt (22,7 ± 0,4), mint az elhízottaké (33,7 ± 0,3; P 2. táblázat: A vizsgált populáció jellemzői

Testhőmérséklet az aktivitási intervallumok alatt

1.ábra egy reprezentatív példát mutat a test testhőmérsékletéhez viszonyítva az időponthoz, amelyet 24 órán keresztül rögzítettek egy elhízott nő esetében. Az összes résztvevő, sovány és elhízott, hasonló hőmérséklet-változási mintázatot mutatott, amikor a testmozgás során a hőmérséklet emelkedett, és alvás közben csökkent. A hőmérséklet jelentősen változott a nap folyamán, miközben az alanyok pihentek és étkeztek. A legnagyobb különbség, amely az edzés csúcshőmérséklete és a minimális alvási hőmérséklet között volt, a következők voltak: sovány nőstények (1,11 ° C ± 0,19), sovány férfiak (1,37 ° C ± 0,16), elhízott nők (1,10 ° C ± 0,13) és elhízott hímek (1,31 ° C ± 0,11). Így a hőmérséklet-ingadozások nagyok voltak éjjel-nappal. 1.ábra egy olyan esetet mutat be, amelyben a belső hőmérséklet enyhén megemelkedett vacsora után, de a résztvevők közül héten esett. Valamennyi résztvevőnél a vacsora utáni óra hőmérséklete valamivel magasabb volt, mint a vacsora előtti fél órában, de ez nem volt szignifikáns (0,031 ± 0,041 ° C, átlag ± s.e.m.).

Példa a testhőmérsékletre egy elhízott nőben, a vizsgálat résztvevői között, miközben részt vesz a vizsgálat tevékenységeiben.

A sovány és elhízott hőmérsékletek

2. ábra és 3. táblázat adja meg a testhőmérséklet átlagértékeit hat kiválasztott időintervallum alatt, valamint az átlagos hőmérsékletet a látogatás során. Az ANOVA ismételt intézkedései nem fedezték fel az elhízás fő hatását (P = 0,145) a hat intervallumban, és nem volt interakció az elhízás és a nem között. Az elhízásnak kicsi, de jelentős hatása volt az átlagos hőmérsékletre az egész látogatás során (P = 0,023), amely több időt tartalmaz, mint az első hat oszlopsorozat által kiválasztott hőmérséklet. Az elhízott nőstények melegebbek voltak, mint a sovány nők

Átlagos maghőmérséklet különböző időszakokban (átlag és perc). Az első hat értékkészlet esetében az ANOVA ismételt mérése nem az elhízás, hanem a nem jelentős hatását mutatta (P

Hőmérséklet férfiaknál és nőknél

3. táblázat és 2. ábra azt mutatják, hogy a nőstényeknek a test testhőmérséklete szignifikánsan magasabb volt, mint a férfiaké, akár 0,5 ° C-kal is, minden körülmények között. Ez a szex fő hatásához vezetett mind az ANOVA ismételt intézkedéseiben, mind a teljes látogatás során (P

A férfi és női alanyok átlagos testhőmérséklete a teljes látogatás során a testtömeg függvényében. R 2 nőstény esetében = 0,07 (n.s.); R 2 a férfiak esetében = 0,51 (P = 0,01).

RMR és BMI

Az energiafogyasztás kilokalóriában/nap nagyobb volt a nehezebb személyeknél (2. táblázat). Az elhízott alanyok átlagos RMR-értéke> 200 kcal/nap volt magasabb, mint a sovány alanyoké; Az RMR szignifikánsan nőtt a testtömeg mellett mind a hímek, mind a nők esetében (a regresszió nem látható).

Vita

Az összes mért intervallumban az elhízásnak nem volt szignifikáns hatása az ismételt ANOVA mérések alapján. Amikor a hőmérsékletet átlagolták a klinikai kutatóegység látogatásának 20 órája alatt, az elhízott férfiak és nők egyaránt kissé, de jelentősen melegebbek voltak, mint a sovány résztvevők. Mivel ez a 20 órás időtartam különféle tevékenységeket tartalmaz, a maghőmérséklet ebben az időben valószínűleg ésszerűen tükrözi a hőmérsékletet természetes körülmények között. Heikens et al. ((17)) nem talált különbséget a sovány és az elhízott egyének között, valószínűleg azért, mert kizárták azokat az időszakokat, mint például a testmozgás, amelyek szerintük megváltoztatták a hőmérsékletet, és amelyeket belefoglaltunk. Ez egyszerűen két kissé eltérő módszer az adatok megtekintésére, és egyik sem feltétlenül előnyösebb. A fő megállapítás nem támasztja alá annak lehetőségét, hogy az elhízott egyének súlyosabbak, mert hűvösebb testhőmérsékletet tartanak fenn. Vizsgálatunk azonban csak egy napon zajlott, és még nem tudjuk, hogy az elhízott egyének hőmérséklete eltérő volt-e, mielőtt elérnék ezt az állapotot, vagy mi történne, ha lefogynának.

Az elhízottak hőtermelésének és hőelvezetésének kapcsolata összetett. Az elhízottaknál magasabb az RMR, ezért több hőt kell megszüntetni. Nagyobb felületűek, ami elősegíti a hőveszteséget, de nagyobb a szigetelés, ami akadályozza a hőveszteséget, ezért nehéz kiszámítani a nettó hatást. Az elhízottaknál valamivel magasabb átlaghőmérséklet tükrözi a nagyobb szigetelést. Az a tény, hogy csak kicsi különbséget találtak, arra utal, hogy az elhízottak valóban hatékony hőveszteségi mechanizmusokkal rendelkeznek. Bár összességében talán ugyanolyan hatékony, más munkák azt sugallják, hogy az elhízottak és a soványok hőveszteségének mechanizmusai eltérőek ((13), (16). Az elhízottaknál a végtagok melegebbek, ami nagyobb vezetőképességi, konvektív és sugárzási veszteségeket tesz lehetővé ezekből a kevésbé a test szigetelt részei. Az elhízott egyének több hőt is elveszíthetnek párolgás közben, akár pihenési körülmények között is, de nincs tudomásunk erről a kérdésről.

E vizsgálat szembetűnő eredménye a férfiak és a nők közötti erős hőmérséklet-különbség volt. A nőstények minden időszakban jelentősen melegebbek voltak, mint a férfiak. A különbség a teljes vizsgálathoz képest 0,38 ° C volt. Ezenkívül a nőstényeket menstruációs ciklusuk follikuláris fázisában, hűvösebb fázisában vizsgálták. Az ilyen irányú hőmérséklet-különbségekről korábban beszámoltak a mag ((10), (13)) és a perifériás ((21), (22)) hőmérsékletek esetében. Heikens et al. ((17)) nappali és éjszakai különbségeket is talált ugyanabban az irányban, de a nagysága valamivel kisebb volt (0,23 ° C). A nőstények magasabb hőmérséklete, valamint az a tendencia, hogy az RMR alacsonyabb, mint a férfiaknál egy adott testtömegnél (pl. (23) hivatkozás), felveti annak lehetőségét, hogy a nemi hőszigetelésben szerepet játszhatnak, mivel - mint jól ismert - a nőstények általában nagyobb a bőr alatti zsír aránya.

Összefoglalva, ezek a tanulmányok nem támasztják alá azt a hipotézist, miszerint az elhízott egyének alacsonyabb hőmérsékletűek, mint a megfelelő sovány kontrollok. Meggyőzően bizonyítják azonban, hogy a nők maghőmérséklete magasabb, mint a férfiaké.

Elismerés

Köszönjük Dr. Alan Sahakiannak a műszerekkel kapcsolatos segítséget és Deanna Arble-nak az állatokon végzett vizsgálatokkal kapcsolatos konzultációt.

Közzététel

A szerzők nem jelentettek összeférhetetlenséget.