A testhőmérséklet az elhízásban 1, 2, 3

Absztrakt

Háttér: Az alacsonyabb testhőmérséklet-alapértéket olyan tényezőnek javasolták, amely potenciálisan hajlamosíthatja az embereket az elhízás kialakulására.

Célkitűzés: Kipróbáltuk azt a hipotézist, miszerint az elhízott egyének maghőmérséklete alacsonyabb, mint a normál testsúlyúaké.

BEVEZETÉS

Az emberi test testhőmérsékletének alapértéke általában szorosan megvédhető ~ 0,2 ° C tartományig (1). Amikor a testhőmérséklet ezen a tartományon kívül esik, kompenzációs mechanizmusok működnek, hogy a testhőmérséklet a kívánt alapértékre térjen vissza. Az a megfigyelés, miszerint a hőszabályozásra fordított energia a nyugalmi energiával kapcsolatos összes kiadás 50–60% -át teszi ki (2, 3), felvetette annak lehetőségét, hogy az alacsonyabb testhőmérséklet-alapérték hajlamosíthat bizonyos személyeket az elhízásra azáltal, hogy csökkenti az energiafogyasztási igényeket; ellenkezőleg, egy magasabb beállított pont megvédhet másokat a túlzott zsírosságtól.

Ezt az elméletet bizonyos mértékig támogatták az állatmodellek. Az elhízott, leptinhiányos ob/ob egér (4) és a poligén új-zélandi elhízott egér (5) hiperfágia, csökkent metabolikus sebesség és csökkent testhőmérséklet mutatkozott. A hipokretint expresszáló hipotalamusz neuronokban a szétkapcsolódó fehérje 2 túlexpressziós hím transzgenikus egereknél magasabb volt a hipotalamusz hőmérséklete, de alacsonyabb volt a testhőmérséklete a sötét fázisban, és a vad típusú egerekhez képest a testtömeg késői megjelenése növekedett, ami nem volt összefüggésben a táplálékfelvétel vagy a mozgásszervi aktivitás különbségeivel (6). Ezek a megfigyelések újból felkeltették az érdeklődést azon hipotézis iránt, miszerint az alacsonyabb testhőmérséklet összefüggésbe hozható a magasabb testtömeg-indexgel (BMI; kg/m 2 -ben) az emberekben, mint a „termogén hátrány” (3) tükrében. a felesleges energia elköltésének csökkenő igénye, mivel a hő megnöveli az energia zsírtartalmát, és így hajlamosít vagy fenntartja az elhízást.

TÁRGYAK ÉS MÓDSZEREK

Tárgyak

Az adatokat 2 tanulmányból gyűjtötték az Országos Egészségügyi Intézet (NIH) Hatfield Klinikai Kutatóközpontjában.

1. tanulmány

Az elhízott és nem elhízott alanyok átlagos 24 órás testhőmérsékletének tanulmányozásához egy felnőtt vizsgálatból választottak ki egy kényelmi mintát egy nagyobb vizsgálatból, amely a túlsúlyos és elhízott felnőttek viselkedési tulajdonságait vizsgálta (ClinicalTials.gov azonosító:> NCT00428987). A résztvevők ≥18 évesek voltak és nem elhízottak (BMI 18–29,99) vagy elhízottak (BMI ≥30), és orvosilag stabilak, dokumentált súlyukkal (± 3%) az elmúlt 30 napban. Az elemzésből kizárták azokat az alanyokat, amelyek olyan gyógyszerekkel hatottak, amelyek befolyásolhatták a hőegyensúlyt (kivéve a pajzsmirigyhormon stabil dózisait pótlás céljából), vagy az elhízás miatt gyógyszereket szedő alanyokat. A női résztvevők terhességi tesztje negatív volt a vizsgálat előtt. A klinikai központba való belépésük ideje alatt egyetlen résztvevő sem dohányzott. A protokollt az Országos Cukorbetegség és Emésztőrendszeri és Vesebetegségek Intézetének intézményi felülvizsgálati testülete hagyta jóvá. Az önkéntesek írásbeli hozzájárulást adtak a tanulmányban való részvételükhöz, és kompenzációt kaptak az NIH Humán Kutatásvédelmi Program politikájának megfelelően.

Az 1. vizsgálati alanyokat 2 és 4 napig vették fel az NIH Hatfield Klinikai Kutatóközpontba, és lenyelték a maghőmérsékletet érzékelő kapszulákat (VitalSense; Philips Respironics, Bend, OR), amelyek folyamatosan továbbították a hőmérsékletméréseket a közeli monitorra (Philips Respironics). Ezekben az alanyokban a testtest hőmérsékletét 24 órán keresztül figyeltük. Ez a rendszer 15 másodpercenként vezeték nélkül továbbítja a hőmérséklet-méréseket a monitorra, és ≤ 5760 hőmérséklet-mérést biztosít 24 órán keresztül. A magasságot és a súlyt kalibrált műszerekkel mértük. A nők résztvevőinek normális menstruációs ciklusa volt, vagy posztmenopauzában voltak; a premenopauzás nőket az ovulációs ciklus follikuláris fázisában vizsgálták.

2. tanulmány

A 2. vizsgálat alanyai 2 és 5 nap közötti időtartamra kerültek be a Klinikai Kutatóközpontba, és lenyelték a maghőmérsékletet érzékelő kapszulákat, amint azt a hőmérséklet ellenőrzésére korábban leírták felvételük ideje alatt. Az alanyok napi 30 napos felosztású naptárban nyilvántartották tevékenységeiket, és egy új kapszulát lenyeltek, amikor nem fiziológiai hőmérséklet-csökkenést észleltek, ami a jelenlegi kapszula kiutasítását jelezte. Az alanyokat más kísérleti célokra is tesztelték, beleértve azokat is (pl. Testmozgás), amelyek várhatóan befolyásolják a test testhőmérsékletét. A testzsírtömeget és a zsírmentes tömeget kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel mértük (Hologic 4500A, szoftveres verzió 11.2; Hologic, Bedford, MA).

Adatok konszolidációja

A maghőmérséklet adatait minden alany tartózkodása után a VitalSense monitorról (Philips Respironics) átvitték a számítógépre. Miután az adatokat levágtuk a nem fiziológiás hőmérsékletek eltávolítására az adatrögzítés kezdetén és végén, további 60 perc adatot távolítottunk el az adatrögzítés kezdetétől, hogy lehetővé tegyük a kapszula testhőmérsékletű egyensúlyát. Az elemzés előtt a hőmérsékleti adatokat átlagoltuk, hogy 1 perc átlagokat kapjunk. ≥4 külön perc hőmérsékleti adataira volt szükség minden egyes órában, hogy az adott óra adatai bekerüljenek az elemzésbe.

A fennmaradó hőmérsékleteket ezután órákon keresztül rögzítettük az átlagos óránkénti hőmérséklet kiszámításához. Amikor egyetlen egymást követő adatpont hiányzott ebből a 24 órás profilból, interpolációt alkalmaztunk. Mind az 1., mind a 2. vizsgálat esetében, ha a mellékelt hőmérsékleti adatok első 24 órájának mindegyikében érvényes hőmérséklet volt, akkor mindegyiket átlagoltuk, hogy egyetlen átlagos napi hőmérsékletet hozzunk létre.

A 2. vizsgálatban összegyűjtött adatokból külön 24 órás maghőmérséklet-profilok készítéséhez hasonló eljárást követtünk. A hőmérsékleti adatok és az aktivitási adatok (nem ábrázolt) korrelációja után a -1,2 és + 1,2 ° C/h közötti lejtést a hőmérséklet változásának fiziológiai tartományának tekintettük az idő múlásával. Amikor a lejtés ezen a tartományon kívül esett a következő 15 percben, feltételeztük, hogy a hőmérséklet nem fiziológiai módon változott, ezért ezeket az adatokat kizártuk. Azokat az adatokat eltávolítottuk, amelyek megfeleltek azoknak az időknek, amikor a hőmérséklet külső körülmények miatt várhatóan jelentősen eltér a normál nyugalmi hőmérséklettől (pl. Erőteljes testmozgás, mint korábban említettük). A maradék adatok óránkénti összevonása után az alanyok többnapos adatainak megfelelő napszakokat átlagoltuk minden alany számára, így egyetlen 24 órás hőmérsékleti profilt készítettünk 24 órás hőmérsékleten, ami egy átlagos napot jelent.

Statisztikai analízis

Az első vizsgálat elsődleges eredménymérője a napi átlagos maghőmérséklet volt. Az adatokat a kovariancia (ANCOVA) elemzésével vizsgáltuk súlyállapot (nem elhízott az elhízottakhoz viszonyítva), mint független változó, valamint az életkor, a faj, a nem és az évszak, mint a kovariátorok. A versenyt fontos potenciális kovariánsnak tekintették az afrikai amerikaiak és a fehérek közötti nyugalmi anyagcsere-arányok ismert különbsége miatt, amely még a teljes sovány testtömegre való kiigazítás után is megmarad (13), és afro-amerikai vagy fehér/másként kódolták, mivel kevés más fajok/etnikumok (n = 6 az 1. vizsgálatnál és n = 2 a 2. vizsgálatnál). A másodlagos elemzéshez regressziót is alkalmaztunk annak megvizsgálására, hogy a folytonos változóként kezelt BMI előre jelezte-e a mag hőmérsékletét az életkor, a faj, a nem és az évszak szempontjából, mint a többi regresszor. A 2. vizsgálatban a 24 órás maghőmérsékleti profilokat analizáltuk ANCOVA-val, ismételt mérésekkel, súlyállapot (normál súly az elhízottakhoz képest), mint független változó és ugyanazok a kovariánsok, mint az 1. vizsgálatban. A minta demográfiai adatait összehasonlítottuk kontingencia-táblázat segítségével a kategorikus adatok elemzése és a folytonos adatok Student-tesztje. Az összes statisztikát az SPSS 16.0 változatában végeztük (SPSS Inc, Chicago, IL).

EREDMÉNYEK

Tárgyak

Összesen 81 vizsgálati személy rendelkezett elegendő 24 órás maghőmérséklet-adatokkal az átlagos napi maghőmérséklet elemzéséhez ( Asztal 1 ). A nem elhízott (n = 35) és az elhízott (n = 46) csoportok nem különböztek szignifikánsan az átlagéletkorban, fajban, nemben vagy évszakban a vizsgálat során. A 2. vizsgálathoz elegendő adatot gyűjtöttünk a 24 órás maghőmérséklet-profilok elkészítéséhez 31 alanyra (12 normál testsúlyú és 19 elhízott alanyra) ( 2. táblázat ). Ezek a csoportok szignifikánsan különböztek az átlagéletkor és az afrikai-amerikai alanyok aránya között, de nem nemben vagy a vizsgált évszakban.

ASZTAL 1

Az 1. vizsgálat tárgyi jellemzői (napi átlagos maghőmérséklet)

Nem elhízott (n = 35)	Elhízott (n = 46)	P 1
Kor (y)	39,40 ± 2,1 2	44,52 ± 1,7	0,059 *
Verseny [n (%)]	0,106 **
afro-amerikai	14 (40,0)	26. (56.5)
Fehér/egyéb	21 (60,0)	20. (43.5)
Nők [n (%)]	19. (54.3)	34. (73,9)	0,098 **
A vizsgált évad [n (%)]	0,462 ***
Téli	13. (37.1)	18. (39.1)
Tavaszi	15 (42,9)	13. (28.3)
Nyári	4. (11.4)	10 (21,7)
Esik	3. (8.6)	5. (10.9)
BMI (kg/m 2)	25,3 ± 0,52	39,6 ± 1,3	1 Felhasznált tesztek: * Hallgatói teszt; Fisher pontos t tesztje; * Pearson chi-négyzete.

2. TÁBLÁZAT

A 2. vizsgálat tárgyi jellemzői (24 órás maghőmérséklet-profilok)

Normál súly (n = 12)	Elhízott (n = 19)	P 1
Kor (y)	33,3 ± 3,6 2	45,3 ± 2,5	0,009 *
Verseny [n (%)]	0,024 **
afro-amerikai	2. (16.7)	12. (63.2)
Fehér/egyéb	10 (83.3)	7 (36,8)
Nők [n (%)]	9 (75,0)	12. (63.2)	0,70 **
A vizsgált évad [n (%)]	0,35 ***
Téli	3 (25,0)	4. (21.1)
Tavaszi	5. (41.7)	3. (15.8)
Nyári	2. (16.7)	5. (26.3)
Esik	2. (16.7)	7 (36,8)
BMI (kg/m 2)	22,6 ± 0,44	38,8 ± 1,72	1 Felhasznált tesztek: * Hallgatói teszt; Fisher pontos t tesztje; * Pearson chi-négyzete.

A 24 órás átlagos testhőmérséklet

Huszonnégy órás maghőmérséklet-profilok. V: Normális testsúly az elhízott alanyokhoz képest. Az elhízás állapota nem számított jelentősen a mag hőmérsékletének. B: Férfi a női alanyokhoz képest. A nők egész nap átlagosan 0,27 ° C-kal magasabb maghőmérséklettel rendelkeztek, mint a férfiak. Az elemzést ANCOVA alkalmazásával, ismételt mérésekkel végeztük.

VITA

A maghőmérsékleti adatok 2 elemzésében nem mutattunk ki bizonyítékot a maghőmérséklet különbségeire a nem elhízott és elhízott egyének között. Nem voltak szignifikáns különbségek a napi átlagos maghőmérsékletben a nem elhízott és elhízott egyének között, illetve a cirkadián maghőmérséklet-profilokban a normál testsúlyú és az elhízott személyek között.

Megismételtük azokat a korábbi megfigyeléseket, amelyek szerint a nők testmagassága magasabb, mint a férfiaké (20–23). A petefészekből származó nemi hormonok, mint például az ösztradiol, esetleg szerepet játszanak a nőknél megfigyelt magasabb hőmérsékletekben, mivel a férfiak és a nők közötti hőmérséklet-különbséget nem figyeltek meg az idősebb (65 év feletti) felnőttek mintájában, amelyben posztmenopauzás nőket vizsgáltak (24). A korábbi vizsgálatokban megfigyelt replikáció a testhőmérsékleti szexuális dimorfizmusról a bejelentett adatok minőségének részleges validálásaként szolgált.

A jelenlegi vizsgálatnak számos lehetséges korlátja volt. A minta nagysága összesen 81 résztvevőre korlátozódott, és lehet, hogy nem volt elegendő a sovány és elhízott egyének közötti belső hőmérséklet kis különbségének azonosításához. Ennek ellenére könnyen képesek voltunk megismételni az ismert ~ 0,2 ° C különbséget a férfi és a női alany között. Ezenkívül, bár elemzéseink olyan tényezőket kontrolláltak, mint a nem, az életkor és a faj, amelyek befolyásolhatták a test hőmérsékletét, lehetséges, hogy ezekhez a tényezőkhöz való igazodás nem számolt be teljes mértékben azzal, hogy befolyásolhatják intézkedéseinket. Egy másik korlátozás a megfigyelések hiánya a vizsgált személyek alvásával és ébrenlétével kapcsolatban. Így nem volt lehetséges az elhízással összefüggő maghőmérséklet-különbségek tanulmányozása kifejezetten alvás közben. Végül a felhasznált maghőmérséklet-érzékelő kapszulák nem mindig továbbították az adatokat folyamatosan, így az adatátviteli hibák időnként lecsökkentek; azonban a 2. vizsgálat különböző napjain gyűjtött adatok közötti átfedés lehetővé tette számunkra, hogy véleményünk szerint reprezentatív 24 órás maghőmérséklet-profilokat alkossunk.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük az önkénteseknek, akik részt vettek a tanulmányok elkészítésében nyújtott segítségükben.

A szerzők felelőssége a következő volt: AMG, DMS, HSE, JAY, KYC és MCS: a tanulmány koncepciója és kialakítása; MJH és JAY: adatok elemzése és értelmezése, valamint a cikk megfogalmazása; és minden szerző: közreműködött az adatok gyűjtésében és összegyűjtésében, kritikusan átdolgozta a cikket a tartalom szempontjából, és jóváhagyta a kézirat végleges változatát. JAY és MCS az Egyesült Államok Közegészségügyi Szolgálatának, az Egyesült Államok Egészségügyi és Humán Szolgáltatási Minisztériumának megbízott tisztjei. Valamennyi szerző arról számolt be, hogy a publikációval kapcsolatban nem kerültek közzétételre vagy összeférhetetlenségre.