Közvetett kalorimetria használata a fogyás kezelésében

Az alábbiakban olvashatunk részleteket az erőforrásból (1) Az energiafelhasználás mérése a klinikai populációkban: jutalmak és kihívások:

Bevezetés

A páciens energiafelhasználásának megállapítása fontos lépés a táplálkozási szükségletek meghatározásában. Az EE-nek három fő összetevője van: az alapanyagcsere sebessége, az étel vagy az étrend által kiváltott termogenezis termikus hatása és a fizikai aktivitás EE. Számos tényező, például életkor, testösszetétel, pajzsmirigyhormonok, katekolaminok, környezeti és testhőmérséklet, betegségállapotok és gyógyszerek/kezelések bizonyos mértékben befolyásolják ezeket az összetevőket, és így a teljes EE-t. A bazális anyagcsere (BMR), a homeosztatikus energia minimális mennyisége
folyamatok, a szabadon élő egyénekben az összes EE fő alkotóeleme (kb. 60–80%), a kórházi betegeknél pedig még nagyobb összetevő a csökkent fizikai szint miatt
tevékenység.

Megállapították, hogy a zsírmentes tömeg jelenti a legerősebb meghatározót a BMR egyéni változása között súlystabil időszakokban és mérsékelt súlycsökkenés után. Az ételek termikus hatása az EE növekedését jelenti a nyugalmi EE fölött (kb. 8 12%). az energia
bevitel) étkezés lenyelését követően, és a tápanyagok összetételéhez és energiájához kapcsolódik
az elfogyasztott élelmiszer tartalma. Az EE utolsó alkotóeleme, a fizikai aktivitás Az EE a fizikai tevékenységek elvégzéséhez szükséges további EE (a nyugvó EE felett), amely tovább osztható testmozgás és nem testmozgás nélküli termogenezisre.

Mivel a legtöbb klinikai alkalmazás közvetett kalorimetriát alkalmaz az EE értékeléséhez, röviden áttekintjük ezt a módszert, és rámutatunk egyes rendszerek finom különbségeire, amelyek potenciális hibákhoz vezethetnek a mérésben. Több mint egy évszázadon keresztül felismerték, hogy az élelmiszer-energia metabolikus átalakulása változó égési hővel jár, vagy más mennyiségű energiát szabadít fel a felhasznált oxigénegységre (oxidáció), attól függően, hogy melyik szubsztrát/üzemanyag alakul át (szénhidrát, fehérje vagy zsír). Így az oxigénfogyasztás (VO2) és a szén-dioxid kiválasztás (VCO2) mérésével az üzemanyagokból felszabaduló nettó energiát költik el, amelyet jellemzően időegységenként (min-24) kalóriaként (vagy kilokalóriában, kcal vagy KJ) fejeznek ki. h) által
standard egyenletek, például az általánosan használt Weir-egyenlet felhasználásával: 12

EE (kcal) = 3,941 × VO2 (L) + 1,106 × VCO2 (L).

A fehérje oxidációja kis mértékben járul hozzá a vizelet nitrogén kiválasztásával mérve, amelyet sok hozzáadott hiba nélkül elhanyagolhatunk, kivéve, ha a beteg fehérjeforgalma lényegesen magas (a becslések szerint 1% hiba a 12% -os teljes kalóriamennyiségben a fehérje oxidációja miatt) .7

A metabolikus kocsik (az 1. ábrán láthatóak) a jelenlegi szabványosított berendezések a pihenő EE meghatározására klinikai és terepi körülmények között. Ez a módszer egy gázgyűjtő/mintavevő rendszerből (arcmaszk, szájrész vagy kupolás burkolat/előtető), szellőztető/áramlási sebesség érzékelő rendszerből, oxigén és szén-dioxid gázelemzőkből, egy vagy több kalibráló gázpalackból (kevert gázok ellenőrzött O2-, CO2-koncentrációk és jellemzően N2-vel egyensúlyban vannak), környezeti értékelések (hőmérséklet, páratartalom és légnyomás) és egy központi
számítógép az összes mérőkomponens és a felhasználó közötti interfészhez. Jelenleg három különböző típusú O2 elemző készüléket használnak általában az anyagcsere-kocsi rendszerekben,
paramágneses, elektrokémiai (üzemanyagcella) és cirkónium-oxid, míg a legtöbb CO2-analizátor továbbra is a nem diszpergáló infravörös érzékelőkre támaszkodik.11 A műszaki különbségek ellenére
a karbantartásnak és a kalibrálásnak összehasonlítható teljesítményt kell nyújtania az anyagcsere-kocsik között.

A közvetett kalorimetria pontossága, érvényessége, megbízhatósága és érzékenysége

Pontosság a mérés valódi értékhez való közelségének definiálja, és metabolikus szekérrendszerrel végzett specifikus mérésre utal. Például az analizátorok pontossága közvetlenül összehasonlítható egy ismert nyomon követhető standarddal, például a valós koncentrációjú referencia-gázokkal. . . . Az anyagcsere-kocsi rendszer valódi pontosságát nehéz mérni, mivel integrálja az összes érzékelő és működési tényező pontosságát és kiegyensúlyozza a hibákat.

Érvényesítés arra utal, hogy a mérés összehasonlítható-e egy másik hasonló méréssel (azzal a feltételezéssel, hogy ez utóbbi elfogadható pontossággal rendelkezik), vagy egy standard eljárással/bemenettel,
mérhető eredmények. Például különböző anyagcsere-kocsikat „validáltak” a Douglas bag módszerrel, 17 egy bevált anyagcsere-kocsi rendszerrel (például Deltatrac II; VIASYS Healthcare Inc., SensorMedics, Yorba Linda, Kalifornia, USA) és/vagy alkoholégéssel. . Cooper és munkatársai tanulmánya. [Hivatkozás a PubMed absztraktra, az alábbi (5.) forrás] 18 jó példa egy ilyen validációs vizsgálatra, ahol hat anyagcsere-kocsi rendszert vontak be. A Deltatrac II-t használták közös referenciakritériumként, amelyhez a fennmaradó öt rendszert hasonlították össze. Az egyes alanyokon belüli összehasonlító csoportok mintanagysága 10–17 volt, és a műszer közötti variációs koefficiens a mért nyugalmi EE-ben 5,4 és 12,2% között mozgott. Csak az egyikről derült ki, hogy statisztikailag eltér a Deltatrac II referenciakocsiktól, de a 95% -os megbízhatósági intervallumok
A különbség 600–1000 kcal körüli volt.

Megbízhatóság általában a rendszer (vagy egy mérési eljárás) azon képessége, hogy különböző időpontokban teljesítsen. Általában megismételhetőségként jelentik az egyénen belül vagy az alkohol-égéstesztek között (variációs együttható). Beszámoltak arról, hogy az olyan rendszerek, mint a Sensormedics 2900 (Yorba Linda, Kalifornia, USA) és a Deltatrac MD 1 (Datex, Helsinki, Finnország) 2% -os vagy annál kisebb variációs koefficienst érhetnek el, 19 és a Deltatrac II 3,0 –3,6% .18

Érzékenység az a változás nagysága, amelyet a rendszer mérhet. Az elemzőtől, a kalibráló gázoktól, a szellőztetés sebességének érzékelőitől és az analitikai feldolgozástól (adatok
simítás), az anyagcsere szekerek érzékenysége jelentősen változhat. A pontosság kifejezés néha használható az érzékenységre is. Noha vannak olyan jelentések és ajánlások, amelyek a testmozgás tesztjei során az anyagcsere-szekerek érzékenységére vonatkoznak (VO2max), a pihenő EE-mérések során 16 nagyon korlátozott adat áll rendelkezésre. Ez részben annak a kalibrációs rendszernek a hiánya, amely dinamikus vagy fokozatos bemenetet tud biztosítani a közvetett kaloriméterhez, amely hasonló egy képalkotó rendszer fantomjához (például mágneses rezonancia képalkotó készülékhez).

[A beteg kalóriaigényének felírására használt prediktív egyenletek számos okból pontatlanok.] A prediktív egyenletek csak a súlyt tartalmazzák változóként, és ezek az elemzések illusztrálják azokat a korlátozásokat, amelyek a prediktív egyenletek használatához kapcsolódnak a mintákban, amelyek különböznek azoktól, amelyekből származnak. Konszenzus arról, hogy melyik súlyt kell használni (vagyis a tényleges súlyt),
ideális súly, beállított súly stb.) hiányzik a szakirodalomból.33 Tekintettel az elhízott betegek energiaigényének pontos meghatározásának nehézségére, indirekt kalorimetria használatával tanácsos egyéni becslést kapni a táplálkozási szükségletekről

Az alábbiakban olvashatunk kivonatokat az alábbi 2. forrásból: Közvetett kalorimetria: nélkülözhetetlen eszköz az elhízás megértéséhez és előrejelzéséhez:

Az elhízás alapvetően annak az egyensúlyhiánynak a következménye, hogy az energiafogyasztás krónikusan meghaladja az energiafelhasználást. 2013-ban az Amerikai Orvosi Szövetség olyan álláspontot fogadott el, amely az elhízást olyan betegségként ismeri fel, amely számos orvosi beavatkozást igényel az elhízás kezelésének és megelőzésének előmozdítása érdekében ”. . . . az energia-anyagcsere szabályozása hogyan változik az egyének között. Az elhízás-járvány lefolyásának megváltoztatásához kulcsfontosságú az olyan személyek azonosítása, akik anyagcserében hajlamosak a súlygyarapodásra (takarékos) és a kapcsolódó anyagcsere-betegségekre, és ennek megfelelően beavatkozni a testreszabott megközelítés alkalmazásával. Itt áttekintettük az indirekt kalorimetria adatait, hogy betekintést nyerjünk az energia-anyagcsere meghatározóiba és annak súlygyarapodásban betöltött szerepébe, és ezért egy ilyen módszer alkalmazásába az elhízás leküzdésében.

Az anyagcsere szekerek „felhasználóbarát” közvetett kalorimetrikus eszközök, amelyek rövidebb ideig (perctől néhány óráig) mérik fel az energiafelhasználást. A kilélegzett levegőt szellőztetett motorháztető, előtető, arcmaszk vagy szájrész segítségével rögzítik, amely a mobil kocsikra szerelt oxigén- és szén-dioxid-analizátorokhoz kapcsolódik. Ezek a rendszerek viszonylag olcsóak és könnyen használhatók. A gáznemű mintavételi kötődés azonban akadályozza a mozgást, és legfeljebb néhány órára korlátozza a vizsgálat időtartamát. Az anyagcsere-kocsikat használják leggyakrabban a nyugalmi anyagcsere (RMR) és egyes esetekben az étrend által kiváltott termogenezis mérésére, amely a becsült fizikai aktivitási szinttel kombinálva széles becsléseket ad a TDEE-ről [Teljes napi energiaköltség].

Az elhízás metabolikus előrejelzői: Mit tudunk a közvetett kalorimetriából

A közvetett kalorimetria egyedülálló tulajdonsága, hogy valós idejű energiakiadási adatokat szolgáltat, amelyek ideálisak a TDEE különböző komponenseinek megkülönböztetésére és kivizsgálására, nevezetesen a nyugalmi anyagcsere sebességére (RMR), az étel termikus hatására és az aktivitás energiakiadására (1. ábra). Továbbá, ha a vizelet nitrogén kiválasztásának mértékével párosul, a közvetett kalorimetria a szubsztrát kihasználásáról is tájékoztat, és az energiaegyensúly fehérje, szénhidrát és lipid egyensúlyra osztható.

2) Spontán fizikai aktivitás: A tevékenység energiakiadása az energiakiadások legváltozóbb összetevője, a TDEE 15–50% -át teszi ki nagyon mozgásszegény és nagyon aktív egyéneknél.25 Az aktivitás energiakiadása tovább bontható strukturált testmozgás során (sport) töltött energiára és a fitneszhez kapcsolódó tevékenységek) és a SPA-ban eltöltött idő, beleértve a mindennapi életmódot, a ficánkolást, a testtartást és az önkéntelen ambuláns magatartást, például az ingerlést. 26 SPA az egész szobás légzőkamrákban azt az idő százalékát határozza meg, amely alatt a résztvevő aktív, és ez a mozgás időtartamának mértéke, függetlenül a munka intenzitásától. Laboratóriumunkban a résztvevők idejük 4–17% -át töltötték SPA-ban, amely megközelítőleg napi 400–3000 kJ/nap volt. a testtömeg és a zsírtömeg változása a 33 hónapos követés után 28 azt sugallja, hogy az alacsony SPA-szint előre jelezheti az elhízás kockázatát.

3) Huszonnégy órás légzési hányados (RQ): Régóta javasolják, hogy a csökkentett zsíroxidáció kedvezjen a pozitív zsíregyensúlynak, és ezáltal hajlamosítsa az elhízást. közvetett kalorimetria alkalmazásával, a vizelet nitrogén kiválasztásának egyidejű mérésével és az RQ, vagyis a VCO2/VO2 kiszámításával. Általában az RQ a 0,70 (teljes zsíroxidáció) és 1,0 (teljes szénhidrát oxidáció) tartományban van, és ezen a tartományon belül bárhol energia szubsztrátok keveréke egyszerre oxidálódik. Vannak olyan körülmények, amelyek eltérésekhez vezetnek ettől a várható tartománytól, például a ketontestek elvesztése (vizeletben vagy lejárt levegőben) az RQ csökkenését 1,0-re csökkenti. 33 Az élettani jellemzők, köztük a cukorbetegség, a magas vizelettel történő glükóz kiválasztódás, a hipo- vagy hiperventiláció is torzítják a szubsztrát kihasználtságának értelmezését az RQ értékek alapján.

A közvetett kalorimetria a leggyakrabban alkalmazott módszer az energiafelhasználás mérésére a kutatási környezetben, és soha nem látott betekintést nyújtott azokba a mechanizmusokba, amelyek segítségével az energia homeosztázis szabályozható a fogyás vagy a súlygyarapodás hatására. A szakirodalom egyértelműen azt sugallja, hogy az RMR, SPA és RQ az elhízás kockázatának metabolikus előrejelzője (1. táblázat). Ez fontos alap lehet a veszélyeztetett személyek azonosításához, lehetővé téve ezáltal a korai megelőző beavatkozásokat az elhízás növekvő előfordulásának visszaszorítására. Az indirekt kalorimetriai adatokon alapuló matematikai modellezésnek valószínűleg kulcsfontosságú szerepe lesz a személyre szabott beavatkozások előírásában, és jobban tájékoztatja a közegészségügyi politikákat a globális elhízás növekedésének megállítása érdekében.

Az alábbiakban olvashatunk egy kivonatot az alábbi (4) forrásból: Közvetett kalorimetria: padtól az ágyig: