A fogyás energiatartalma: Kinetikai jellemzők az önkéntes kalóriakorlátozás során

Steven B. Heymsfield

1 Pennington Biomedical Research Center, Baton Rouge, LA

Diana Thomas

2 Matematikatudományi Tanszék, Montclair Állami Egyetem, Montclair, NJ

Corby K. Martin

3 Ingestive Behavior Laboratory, Pennington Biomedical Research Center, Baton Rouge, LA

Leanne M. Redman

1 Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont, Baton Rouge, LA

Boyd Strauss

4 Monashi Egyetem Orvostudományi Tanszék, Monash Medical Center, Clayton, Victoria, Ausztrália

Anja Bosy-Westphal

5 Emberi Táplálkozási és Élelmiszertudományi Intézet, Christian-Albrechts Egyetem, Kiel, Németország

Manfred J. Müller

5 Emberi Táplálkozási és Élelmiszertudományi Intézet, Christian-Albrechts Egyetem, Kiel, Németország

Wei Shen

6 Columbia Egyetem, Orvosok és Sebészek Kollégiuma, New York

Allison Martin Nguyen

7 Merck Research Laboratories, Észak-Wales, PA

Társított adatok

Absztrakt

Célkitűzés

A klasszikus szabály, amely kimondja, hogy a bevitel 3500 kcal/héttel történő korlátozása 1 lb/hét súlycsökkenéshez vezet, intenzív vizsgálat alá került. Általában nem része a legtöbb fogyás előrejelzési modellnek, a „korai” gyors fogyás fázis olyan időszakot jelenthet, amely alatt a súlyváltozás energiatartalma (ΔEC/ΔW) alacsony, és ezért nem követi a klasszikus „szabályt”. A jelenlegi tanulmány tesztelte ezt a hipotézist.

Mód

Dinamikus ΔEC/ΔW változásokat vizsgáltak 23 CALERIE vizsgálatban. A túlsúlyos férfiak és nők vizsgálata kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel történt a súlycsökkenés során a 4. és 24. kezelési héten. A test energiatartalmának változását a kiindulási értéktől zsír és zsírmentes tömeg alapján becsülték meg . Ismételt ANOVA méréseket alkalmaztunk annak megállapítására, hogy az ΔEC/ΔW jelentősen megváltozott-e az idő múlásával. Az értékelést kibővítették Kiel 13 hetes súlyvesztési tanulmányának hozzáadásával 75 elhízott férfit és nőt, hogy megfelelő erővel teszteljék, ha vannak nemi különbségek az ΔEC/ΔW.

Eredmények

Az ANOVA CALERIE időhatás szignifikáns volt (p Kulcsszavak: Energiamérleg, testösszetétel, fogyás, testzsír

BEVEZETÉS

Wishnofsky „szabálya”, egy font súlycsökkenés 3500 kcal (azaz 7700 kcal/kg) hiánynak felel meg [1, 2], az egyik legelterjedtebb a klinikai táplálkozásban és az orvostudományban. A tudományos jelentésekben, tankönyvekben és hiteles webhelyeken [3, 4] széles körben idézett, ez a fél évszázados közönséges bölcsesség azt állítja, hogy a megfelelt alany heti 1 fontot vagy 52 fontot fog leadni pusztán azáltal, hogy körülbelül 500 kcal-kal csökkenti a bevitelt./d.

Wishnofsky szabályának megfelelő fő kritikája az, hogy az alanyok súlycsökkenésével az energiafelhasználás csökkenése csökkenti a kiszabott energiahiányt és lassítja a fogyás ütemét [5–14]. A bevitel 500 kcal-val történő csökkentése az étrend első napján szorosan megközelíti az -500 kcal energiahiányt, de ennek hiánya és a hozzá kapcsolódó fogyás nagysága jelentősen csökken az idő múlásával. Az energetikailag aktív szövetek elvesztése [5], az anyagcsere-adaptációk [11, 12, 15] és a súlyhoz kapcsolódó energiaköltségek csökkentett költségei [6, 13, 16] a fogyás önkorlátozó jellegét okozzák.

Wishnofsky szabályának második kritikája az, hogy az önkéntes étrend által kiváltott fogyás összetétele az alany kezdeti testösszetételétől függ [8, 17, 18]. Negatív energiamérleg esetén az elhízott alanyok főleg energiasűrű zsírokat veszítenek, míg a soványak viszonylag nagy mennyiségű alacsony energiatartalmú zsírmentes tömeget (FFM) veszítenek [8, 17, 18]. Bár a testsúlycsökkenés „egészségesebb” összetételét tapasztalja, egy font elvesztéséhez az elhízott alanynak kevesebb energiát kell csökkentenie, mint egy sovány alanynál [8, 10].

Figyelemre méltóan kevés friss információ áll rendelkezésre ebben az összefüggésben a fogyókúra másik, széles körben elismert válaszáról: a viszonylag nagy, korai gyors fogyásnak köszönhető a glikogén, a fehérje és a folyadék egyensúlyának dinamikus változásai [11, 19]. Gyakran átmenetinek és következménytelennek tekintik, ez a „korai” súlycsökkentő hatás előreláthatóan csökkentené a fogyás energiatartalmát, ami jóval a Wishnofsky-féle szabály alatt van. Az elhízott alanyok fogyókúrázása 500 kcal/nap bevitel csökkentésével gyorsabb korai súlyvesztést tapasztalna, mint az várható volt a súlyváltozás 3500 kcal/lb energiatartalma alapján. A fogyás későbbi jelentős lassulása, annak ellenére, hogy továbbra is szigorúan betartja az étrendet, az egyik oka a csalódásnak, a csalódottságnak és végül a visszaesésnek [20].

Jelen tanulmány kiterjeszti Dole és mtsai úttörő tanulmányait. [21], Grande [22] és Forbes [23] az önkéntes fogyás korai szakaszáról. Dole és mtsai. 1955-ben [21] alacsony testsúly-változásról (2500 kcal/kg) számolt 4 nap alatt elhízott nőknél. Grande 1959-es áttekintése a súlycsökkenés energiatartalmának 24 hetes összetett nézetét írta le, amely egyesítette saját normál testsúlyú férfiaknál végzett tanulmányainak és más nyomozók adatainak adatait [22]. Mint Dole és mtsai. [21], a korai fogyás energiatartalma (vagyis az első néhány hét) alacsonyabbnak tűnt, mint a későbbi fogyásé. A Forbes ’1970-ben [23] először a korai gyors fogyás fázisának matematikai koncepcióját fogalmazta meg, amelyet egy lassabb, hosszabb fogyás követett. A Forbes később megmutatta, hogy a hosszú távú súlycsökkenés összetétele különbözik a sovány és elhízott nők között [17], ami némi bizonytalansághoz vezet Grande megfigyeléseinek normális testsúlyú férfiaknál való értelmezésével kapcsolatban [22]. Ezenkívül a korábbi súlycsökkentő tanulmányok nagy részét elhízott nőknél végezték, akik eltérően reagálhatnak a férfiak beavatkozásaira. Ezt a koncepciót alátámasztja az a megfigyelés, miszerint a férfiak hajlamosak a karcsúbbak, mint a nők a negatív energiamérleg időszakában [24].

Itt beszámolunk az első szisztematikus, 4–24 hetes vizsgálatról, amely kifejezetten a korai fogyás kinetikájának energiatartalmát vizsgálja a túlsúlyos és az elhízott személyek körében.

MÓD

Célunk ennek a vizsgálatnak a végrehajtása során kettős volt: új klinikailag releváns információkkal szolgálni a korai fogyás fázisáról; valamint az emberi dinamikus energiamérleg-modellek kidolgozásához szükséges fontos információhiány kitöltése. A fogyókúra korai szakaszában megfigyelt fogyás energiatartalmát két, 4 és 24 hetes önkéntes kalóriakorlátozás (CR) közötti adatsorozatban vizsgálták.

Az alapvető analitikai stratégia a testösszetétel és ezáltal az energiatartalom változásának kinetikájának értékelése volt az energiafogyasztás csökkentésének hosszú távú hatásainak átfogó értékelésében (CALERIE). A tanulmány résztvevői beiratkoztak a Pennington Biomedical Research Center I. fázisú tanulmányába. Az Intézményi Felülvizsgálati Testület jóváhagyta a CALERIE tanulmányt, és minden résztvevő a részvétel előtt megalapozott beleegyezést írt alá. Az átfogó CALERIE vizsgálat (25, 26) egészséges férfiakat és nőket vett fel alacsony energiájú étrendre, akiket ezután kettős energiájú röntgenabszorpció-méréssel (DXA; QDR 4500A, Hologic, Bedford, MA) értékeltek a zsír- és zsír- szabad tömeg (FFM) a 4., 6., 10., 12., 22. és 24. kezelési héten. A megfigyelt zsír- és FFM-változásokat a teljes test energiatartalmának és a testsúlycsökkenés energiatartalmának változásainak becslésére használtuk, Δtotális testként számolva energiatartalom/Δ testtömeg minden egyes időpontban.

Két CALERIE étrendcsoportot egyesítettek ezekben az elemzésekben, az elsőbe CR-t (25% étrend által kivetett energiahiány), a másodikat pedig nagyon alacsony kalóriatartalmú étrendbe (VLCD, 890 kcal/d, 15% -os fogyásig), majd egy testsúly-fenntartó étrend). A CALERIE résztvevői etnikailag kevert férfiak voltak (0,99 évesek), bár az elemzés nem volt megfelelő erővel a nemi hatás (megfigyelt teljesítmény = 0,29) vagy a szex időbeli kölcsönhatás (detektált teljesítmény = 0,17) kimutatására. Az adatokat ezért a rendelkezésre álló nagyobb Kiel-tanulmány másodlagos elemzésében vizsgálták. A Kiel-tanulmány elhízott férfiakat és nőket tartalmazott

A jelenlegi tanulmány finanszírozása a Nemzeti Egészségügyi Intézetek (NIH) támogatásait tartalmazta a K23 DK068052, az U01 AG20478 és a K99 HD060762 támogatásokból. Az egyik vizsgálatot (DMT) a Herman és Margret Sokol Gyógyszerészeti Élettudományi Intézet támogatja.

Statisztikai módszerek

A testsúlycsökkenés energiatartalmát a zsír és az FFM veszteségei alapján számították ki a súlycsökkenés időszakában, feltételezve, hogy a megfelelő energiasűrűség 9,3 kcal/g és 1,1 kcal/g [15]. Az irodalomban idézett FFM energiasűrűsége 1,1 kcal/g [16] és 1,8 kcal/g [10] között mozog. A különféle publikált FFM energiasűrűségi paraméterekből származó számítások nem befolyásolják a jelen tanulmány fő következtetéseit. A t-teszt kivételével az összes statisztikai elemzést az SPSS, 18. verzió (SPSS Inc., Chicago, Illinois) segítségével végeztük. Az alfa értékét 0,01-re állítottuk be az alfa-infláció szabályozására a többszörös tesztelés miatt. Az eredményeket X ± SD-ként fejezzük ki a táblázatokban, és X ± SEM-ként a szövegben és az ábrákban. Az ábrákon bemutatott adatok empirikusan illeszkedtek a logaritmikus függvényekhez, amelyek maximalizálják a vizuális bemutatáshoz szükséges vonalvezetést.

EREDMÉNYEK

Tárgyak

A két vizsgálat alanyjellemzőit az 1. táblázat mutatja be. A CALERIE vizsgálat 23 alanyot, 10 férfit és 13 nőt vett fel. A férfiak és a nők életkorukban és BMI-jükben hasonlóak voltak,

39 év (26–49 éves tartomány) és

28 (21–31) kg/m 2 (mindkettő p = NS). A 24 hét alatt a teljes fogyás volt

Asztal 1

A résztvevő csoport jellemzői.

Vizsgálat (időtartam) NAge (év) Súly (kg) BMI (kg/m 2) Zsír (%)

CALERIE (24 hét)
Férfiak	10.	38,0 ± 7,3	88,3 ± 9,1	28,2 ± 1,4	24,3 ± 4,0
Nők	13.	39,6 ± 5,3	74,5 ± 8,1 ††	27,1 ± 1,5	37,8 ± 4,5 ††
Kiel (13 hét)
Férfiak	15	37,8 ± 5,9	112,7 ± 12,7	34,4 ± 3,7	27,8 ± 4,1
Nők	60	33,8 ± 6,9 †	100,2 ± 17,5 †	35,0 ± 4,6	42,0 ± 4,1 ††

Az eredmények átlag ± SD.

13 (3,9–19,2) kg férfiaknál és

Nőknél 8 (1,6–19,3) kg.

Rekeszes kinetika

Az ANOVA ismételt méréseinek időbeli hatása a CALERIE vizsgálatra szignifikáns volt, F (3,2, 66,8) = 17,00, p 1. ábra). A csoportonkénti interakció szerinti idő nem szignifikáns, F (3,2, 66,8) = 1,03, p = 0,39. Post hoc tesztek azt mutatták, hogy a fogyás energiatartalma a 4. héttől (4. 858 ± 388 kcal/kg) 6-ra (6., 041 ± 376 kcal/kg), F (1, 21) = 12.07, 2. oldalra nőtt jelentősen. = 0,88, p 2. ábra: a súlycsökkenés frakciója, mivel az FFM meredeken esett az idő 0,60 ± 0,06 a férfiaknál és a 0,50 ± 0,07 a nőknél a 4. héten a ΔFFM/ΔW értéke 0,35 ± 0,05 és 0,24 ± 0,03 a férfiaknál és a nőknél, a 24. héten. A férfiak és a nők Δfat/ΔW megfelelő értékei a 4. héten 0,43 ± 0,06 és 0,48 ± 0,07, a 24. héten pedig 0,66 ± 0,05 és 0,75 ± 0,03 voltak. Megfigyeléseink, minden súlycsökkenési csoportban következetesek, hogy a fogyás energiatartalma rendkívül alacsony a korai fogyás fázisában, és több hét vagy akár hónapos fogyókúra után a Wishnofsky-féle szabályszint felé halad.

A. A súlyváltozás energiatartalma (ΔEC/ΔW) a vizsgálati héthez viszonyítva, több vizsgálat során Grande [22] által összeállított adatok alapján ábrázolva. Az adatok átlagos vizsgálati értékek. B. A súlyváltozás energiatartalma (ΔEC/ΔW) a vizsgálati nappal összehasonlítva Grande által az 53. és az 54. kísérletre vonatkozóan [22], valamint a 7 napos Kiel-II vizsgálatra vonatkozóan, Müller és mtsai. [28, 29].

Szükség esetén a fogyás energiatartalmának tükröznie kell a glikogén, a fehérje, a zsír és a folyadékveszteség arányának megfelelő relatív változását. Ezeknek a rekeszeknek a felezési ideje és kinetikai jellemzői eltérőek a negatív energiamérleg-periódusokban, bár az emberek jellemzése korlátozott, mivel a közvetlen mérések hosszú ideig nem praktikusak. A jelenlegi hat hónapos tanulmány és a korábbi átfogó áttekintésünk [19] eredményei legalább azt támasztják alá, amely kétfázisú súlycsökkenési modellnek tűnik, amelynek korai szakasza több hétig tart, és egy későbbi lassabb, de hosszabb második szakasz. A korai súlycsökkenési fázist viszonylag nagy glikogén-, fehérje- és folyadékveszteség jellemzi, míg a késői fogyás fázisában jellemzően nagy a zsírvesztés aránya. A fogyás energiatartalmára vonatkozó megfigyeléseink összhangban vannak a Forbes megfigyeléseivel, akik először kétfázisú matematikai modellt jelentettek nitrogén (azaz fehérje) [30] és súlycsökkenés [23] során az önkéntes éhgyomorra vagy a kalória korlátozásra. Hall modellje tartalmaz egy több léptékű egyenletet, amely leírja az extracelluláris folyadékok változását [10]. Megállapításaink szerint egy ilyen kétfázisú modell alkalmas a súlyváltozás energiatartalmára is.