Túlsúlyos és elhízott serdülők nyugalmi energiafogyasztásának értékelése klinikai körülmények között: kézi indirekt kaloriméter érvényessége

Tárgyak

Absztrakt

Háttér:

Az energiaigény pontos meghatározása kulcsfontosságú a gyermekkori elhízás táplálkozási kezelésében. A közelmúltban elérhetővé vált egy hordozható kézi közvetett kaloriméter, a MedGem (MG) a nyugalmi energia kiadások (REE) mérésére. Munkánk célja az MG klinikai érvényességének és hasznosságának meghatározása a REE mérésére túlsúlyos és elhízott serdülőknél.

Mód:

Harminckilenc túlsúlyos és elhízott serdülő (16 férfi (M): 23 nő (F), 15,2 ± 1,9 év, BMI-percentilis: 98,6 ± 2,2%) és 15 normál testsúlyú serdülő (7M: 8F, 15,2 ± 2,0 éves, BMI) percentilis: 39,2 ± 20,9%) vettek részt. A REE-t mind MG-vel, mind a standard közvetett kaloriméterrel (VMax) véletlenszerű sorrendben mértük.

Eredmények:

Az MG REE (1600 ± 372 kcal/d) túlsúlyos és elhízott serdülőknél alacsonyabb volt, mint a VMax REE (1727 ± 327 kcal /). A Bland Altman-elemzés (MG – VMax) átlagosan –127 kcal/d-es torzítást mutatott (95% CI = −72 - −182 kcal/d, P

A gyermekkori elhízás a világ egyik legfontosabb közegészségügyi problémája, és hatalmas hatással van fiatalok millióinak egészségére. Kanadában csaknem minden harmadik gyermek és fiatal túlsúlyos vagy elhízott (1). Az energiaegyensúly az elhízás fontos fiziológiai aspektusa, és fenntartható fogyás érhető el negatív energiamérleg megteremtésével. Az életkornak megfelelő súly elérése érdekében a kanadai elhízási irányelvek azt javasolják, hogy a kiegyensúlyozott, csökkentett kalóriatartalmú étrend és a fokozott fizikai aktivitás révén negatív energiaegyensúly érhető el (2). A Táplálkozási és Dietetikai Akadémia indirekt kaloriméterek használatát javasolja az elhízott fiatalok testsúlycsökkenésének kalóriatartományainak meghatározásához (3). Mindkét közelmúltbeli irányelv elismeri a pontos energiaigény megértésének vagy mérésének fontosságát egy átfogó gyermekkori táplálkozási értékelés részeként a fogyás szempontjából.

A nyugalmi energia-ráfordítás (REE) a napi összes energia-ráfordítás 60–75% -át teszi ki (4), és számszerűsíthető hagyományos nyílt áramkörű közvetett kaloriméteres szekerekkel vagy metabolikus szekerekkel, és elsősorban az oxigénfogyasztás (VO2) és a szén-dioxid mérésén alapul (VCO2) (5,6). Ezt a módszert régóta bevezették a REE mérésének referencia-szabványaként (7,8). Az anyagcsere kocsik azonban drágák, gondos kalibrálást igényelnek, kevésbé mozgékonyak és hosszabb tesztelési időt igényelnek (9,10).

Eredmények

A résztvevők jellemzői

Negyvenegy túlsúlyos és 15 normál testsúlyú (BMI a 15. és 85. percentilis között) gyermekeket vettek fel. Mivel két túlsúlyos résztvevőnek nehézségei voltak a hanyatt fekvő helyzetben történő lélegzéssel, és adataik nem érték el az egyensúlyi állapotot, 39 túlsúlyos gyermekről (23 nő (F): 16 férfi (M)) és 15 normál testsúlyú (8F: 7M) gyermekről nyújtunk be adatokat. gyermekek ( Asztal 1 ). A súly és a BMI (átlag ± SD) szignifikánsan magasabb volt (P 2), mint a normál súlyú csoportban (51,3 ± 5,8 kg, 19,4 ± 1,9 kg/m 2). A túlsúlyos csoport összes gyermekének átlagos BMI-je életkor és nem szerint ≥ 99. percentilis volt. A testzsír százalékos aránya szignifikánsan magasabb volt a túlsúlyos gyermekeknél a normál testsúlyú gyermekeknél (46,5 ± 4,5 vs. 28,3 ± 7,1%; P 1. táblázat A tantárgy jellemzői a

REE mérés VMax és MG segítségével

Az MG által mért REE átlagosan

8% -kal alacsonyabb a VMax által mért REE-hez képest (1600 ± 404 vs. 1727 ± 349 kcal/d, P 2. táblázat: Mért nyugalmi energiaköltség (REE) és VO2 a MedGem (MG) és a standard közvetett kaloriméter (VMax) segítségével a, b

Korrelációs elemzés

Pearson-korrelációs együttható (r = 0,91, P 1.ábra

Bland Altman elemzése

Meghatároztuk a két különböző módszerrel kapott értékek átlagos eltérését (torzítás) és az egyeztetési határokat (az elfogultság 95% -os megbízhatósági határai). A túlsúlyos gyermekeknél átlagosan –127 ± 168 kcal/d torzítás volt az MG-vel mért REE között, összehasonlítva a VMax-mal mért REE-vel ( 3. ábra ). A megegyezés felső és alsó 95% -os határa 203 és −457 kcal/d volt. A rögzített szisztematikus torzítás mellett a túlsúlyos csoportban az MG és a VMax közötti mért REE különbségek arányos torzítással jártak, oly módon, hogy a VMax által mért alacsonyabb REE-t az MG alábecsülte, a VMax által mért magasabb REE-t pedig MG-vel. . A normál testsúlyú gyermekeknél az MG és a VMax segítségével mért REE átlagos eltérése -190 ± 136 kcal/d volt ( 4. ábra ). Az egyezés felső és alsó 95% -os határa 79 és −458 kcal/d volt. A normál testsúlyú gyermekeknél az MG által mért REE-ben nem észleltek arányos eltérést.

Bland-Altman-diagram az MG és a VMax közötti átlagos elfogultságot és korlátokat mutatja normál testsúlyú csoportban. A folytonos vonal az átlagos torzítást jelzi (−189,7 kcal/d, a szisztematikus alábecsülés az MG nyugalmi energia-kiadásokban (REE)), a szaggatott vonalak pedig ± 2 SD-t (a megegyezés határai). A szaggatott vonal a két intézkedés közötti különbségek lineáris trendjét mutatja, amelyek nem mutatnak arányos elfogultságot (P = 0,923, n = 15).

A REE mérés összehasonlítása az MG segítségével a prediktív egyenletekkel

A túlsúlyos/elhízott csoportban a prediktív egyenletek túlértékelik a REE-t

30% ( 3. táblázat ). A Molnar-egyenletnek a legkevesebb átlagos torzítása 2% volt, összehasonlítva a metabolikus kocsival (VMax). A WHO/FAO/UNU egyenlet alapján megjósolt REE legfeljebb 41% -os túlbecsülést mutatott.

Vita

Vizsgálatunk eredményei azt mutatják, hogy a kézi közvetett kaloriméter (MG) szignifikánsan alábecsüli a REE-t (a szisztematikus hibát jelentő átlagos torzítás - 127 kcal/d), összehasonlítva a standard közvetett kaloriméterrel (VMax), egy serdülő túlsúlyos populációban. Arányos torzítás létezett ott is, ahol az alábecsülés csökkent a magasabb mért REE mellett. A véletlenszerű hibát tükröző és az értéktartományt képviselő reprezentációs határértékek, amelyekben a módszerek közötti egyezség a minta 95% -ára esik, +203 - −457 kcal/d volt. Ezek az eredmények arra engednek következtetni, hogy az MG nem általánosan elfogadható a gyermekkori testsúly-szabályozási gyakorlat rutinszerű alkalmazásában. Figyelembe véve, hogy a szisztematikus hatás alulbecsüli, ha az MG-t klinikai körülmények között akarják használni a túlsúly és a serdülőkorú testsúly kezelésére, akkor körültekintően kell eljárni. A klinikai betegeknél gyakran ellenőrizni kell a kalória-ajánlást.

Legjobb tudásunk szerint tanulmányunk az első, amely összehasonlítja az MG-t egy standard közvetett kaloriméterrel egy serdülő túlsúlyos populációban, és kiegészíti a kapcsolódó szakirodalom jelenlegi állományát, ahol az MG-t a hagyományos indirekt kalorimetria vagy más populációk prediktív egyenletei alapján tesztelték. Korábbi tanulmányok ellentmondásos eredményeket mutatnak a hordozható és a normál közvetett kaloriméterek REE-összehasonlításával kapcsolatban: a nem elhízott gyermekek nagyobb mintájában (n = 100), 10–13 év, mezők et al. (23) megállapította, hogy az MG 8% -kal túlbecsüli a REE-t egy hagyományos közvetett kaloriméterrel összehasonlítva. Másrészt két felnőttek körében végzett tanulmány arról számolt be, hogy az MG alábecsülte a REE-t az otthoni táplálkozást támogató stabil betegeknél (17) és a rákos betegeknél (19). Az otthoni táplálkozási támogatást nyújtó betegekkel végzett vizsgálatban a különbség

A MedGem mérései és a klinikailag elfogadható ± 250 kcal/d túllépési határértékek közötti normál közvetett kaloriméter között 130 kcal/d-ot figyeltünk meg (17). A rákos betegekkel végzett vizsgálatban (19), ahol a klinikai elfogadhatóság eleve a következő volt:

Mód

Résztvevők

Negyvenegy 12–18 éves, a BMI által meghatározott 15. és 85. percentilis között túlsúlyos gyermeket a BC Gyermekkórház ambulanciájáról és a kórház klinikai területein végzett tanulmányi hirdetésekkel toboroztak. Tizenöt hasonló korú és normál testsúlyú gyermeket toboroztak a közösségből, hogy létrehozzák a tanulmányi napirendet, és problémákat okoztak a kézi közvetett kaloriméter használata. A vizsgálatban érdekelt összes potenciális résztvevő telefonos előszűrésen esett át, amelynek során egy kutatási asszisztens válaszolt a kérdésekre, és elmagyarázta a tanulmány céljait és eljárásait. A tanulmány megkezdése előtt minden résztvevőtől és törvényes képviselőtől írásos tájékozott beleegyezést kaptak. Valamennyi kutatási protokollt a British Columbia Egyetem/a British Columbia Kutatási Etikai Testület Gyermek- és Nőegészségügyi Központja (UBC C&W REB) hagyta jóvá.

Tanulmányi napi eljárások

Ugyanazok a kiképzett technikusok (P.W., G.M.) végezték el az összes REE-mérést egy csendes és szabályozott hőmérsékletű (22 ° C) helyiségben a BC Gyermekkórház Klinikai Kutató és Értékelő egységében. A gyerekek egy éjszakai böjt (10–12 óra) után érkeztek a vizsgálatra, beleértve a víz kivételével minden ital tartózkodását. Minden gyermek korlátozott fizikai aktivitásról számolt be a tesztet megelőző 8 órában. Az alapvető demográfiai információkat kérdőív segítségével gyűjtötték össze. Az antropometriai méréseket, beleértve a testtömeget, 0,1 kg-os pontossággal mértük elektronikus mérleggel, és a magasságot cipő nélkül, 0,1 cm-es pontossággal mértük sztadiométerrel. A résztvevők a tanulmány érkezése előtt érvénytelenítették őket. A REE meghatározása a kézi indirekt kaloriméter (MG) és a standard közvetett kaloriméter (VMax) segítségével történt ugyanazon a napon, minden résztvevő számára véletlenszerű sorrendben.

REE mérés standard indirekt kaloriméterrel (VMax)

Nyílt körű indirekt kalorimetriát (VMax Encore VE29n, Viasys Healthcare systems, Mississauga, ON, Kanada) egy tiszta, szellőztetett előtető burkolat alkalmazásával végeztünk az oxigénfogyasztás (VO2) és a széndioxid-termelés (VCO2) mérésére 25 percig (5). A VMax-ot naponta hitelesített kalibráló fecskendővel kalibrálták az áramláshoz. A CO2 és O2 gázérzékelőit minden mérés előtt standardizált gázokkal kalibráltuk. A gyermekek a tesztidő előtt és az egész test alatt fekvő helyzetben maradtak, ébren voltak és mozdulatlanok voltak az érvényes és reprodukálható eredmények biztosítása érdekében (5). Minden gyermek fejét kissé felemelte a légzési rendellenességek minimalizálása érdekében, ha vannak ilyenek. A lombkoronán keresztül beszívott szobai levegő áramlási sebességét manuálisan állítottuk be, hogy a lejárt CO2-hányad optimális tartományban legyen (0,6–0,9%). A tesztidőszak első 5 percének adatait kizártuk a résztvevők akklimatizációjának lehetővé tétele érdekében (5). Az egyensúlyi állapotot olyan időintervallumként határoztuk meg (minimum 10 perc), amely során az átlagos VO2 és VCO2 kevesebb, mint 10%, a légzési hányados (RQ, VCO2/VO2) pedig ≤ 5%. A REE kiszámításához a módosított Weir egyenletet hasznosító Vmax szoftvert használták (5).

REE mérés hordozható indirekt kaloriméterrel (Medgem, MG)

Az ebben a vizsgálatban használt kézi közvetett kaloriméter a MedGem volt (Microlife, Golden, CO). A készülék oxigénérzékelőből és áramlásérzékelőből áll a VO2 mérésére, és a REE-t a Weir (5) egyenlet felhasználásával becsüljük meg állandó RQ feltételezése mellett (11). Minden résztvevő nyugodt ülő helyzetben pihent 10 percig a mérések előtt. A résztvevők ébren, egyenesen és mozdulatlanul maradtak a tesztidőszak alatt (8–12 perc). Az eszközt kalibrálták, és minden mérés előtt egy sík felületre helyezték, a gyártó utasításainak megfelelően. Az orrkapcsot a résztvevő orrára helyezték, hogy bezárja az orrlyukakat és megakadályozza az orron keresztüli lélegzést, és a szájrész a szájba került. Gondoskodtunk arról, hogy a szájrész körül szilárd tömítés legyen. Minden gyermek megengedhette, hogy tesztelés előtt tesztelje a szájfeltétet, hogy biztosítsa az orrcsipesz kényelmét és ellenőrizze a szivárgást. Takarótekercseket használtak a gyermekek karjainak megtámasztására, hogy minimalizálják a kényelmetlenséget vagy a felesleges mozgásokat. A gyerekek a MedGem készüléket a hangjelzésig a helyükön tartották, jelezve a mérés végét.

REE Jóslás egyenletek segítségével

A BC Gyermekkórházban (BCCH) a Harris Benedict-egyenlet (32), a WHO/FAO/UNU (33) és a Molnar-egyenlet (26) (nem elsőbbségi sorrendben) a három leggyakrabban használt energiaszükséglet előrejelzésére a túlsúlyos/elhízott lakosság körében. Ennélfogva e vizsgálat céljából a REE-t a fenti prediktív egyenletek felhasználásával számoltuk, hogy összehasonlítsuk az MG és VMax alkalmazásával mért REE-vel.

A testösszetétel mérése

Minden gyermek testelemeit bioelektromos impedancia-analízissel elemezték közvetlenül a REE-méréseket követően a standard közvetett kaloriméterrel, miközben még mindig hanyatt feküdtek. Ez lehetővé tette a folyadék térfogatának stabilizálódását. A gyermekeket a végtagok egymástól elkülönítve helyezték el. Két elektródát helyeztek a kézre és a lábra a korábban leírtak szerint (37). A testösszetételt bioelektromos impedancia analizátorral (Quantum IV, RJL Systems, Detroit, MI) 50 kHz frekvencián, 0,8 mA állandó árammal határoztuk meg az impedancia elérése érdekében (38). Minden gyermeknél három mérést végeztek, amelyek nem változhatnak 1 Ω-nál nagyobb mértékben (37). A teljes testvizet az ellenállási index (RI = magasság 2/ellenállás) felhasználásával becsültük meg, és az életkorra/nemre jellemző egyenleteket (39,40) használtuk a zsírtömeg és a zsírmentes tömeg kiszámításához.

Statisztikai analízis

Az eredményeket átlag ± SD-ként ábrázoljuk. Páros diák t-tesztet alkalmaztunk a VMax és az MG által mért REE közötti szisztematikus különbségek értékelésére. Pearson korrelációs analízisét használtuk a VMax és MG segítségével mért REE lineáris egyezésének kimutatására. Mivel az intézkedések közötti korreláció nem nyújt információt a két intézkedés közötti különbségekről, a két közvetett kaloriméter-értékelés közötti egyeztetés mértékének, átlagos torzításának és arányos torzításának értékeléséhez Bland-Altman-elemzést (41,42,43,44) használtak REE. Az átlagos torzítás határozza meg a két mérés közötti mennyiségi különbséget, az arányos torzítás pedig azt, hogy a mérés nagysága befolyásolja-e a mennyiségi különbséget. A Bland-Altman-elemzés értelmezéséhez a két technikával mért REE-ben ± 250 kcal/d-t adtunk meg eleve klinikailag szignifikáns különbségként. Ez azon a számításon alapul, hogy az energiafogyasztás 250 kcal/d változása fél font súlycsökkenéshez vezetne egy hét alatt, ahogyan azt Curtin korábban alkalmazta et al. (28), amely összhangban áll az Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia ajánlásaival a túlsúlyos és elhízott serdülők kezelésében és a túlsúlyos (3,29).

Az adatokat SPSS 17. verzióval (SPSS, Chicago, IL) elemeztük, és a Bland-Altman ábrákat a Med-Calc 9.3.1 verzióval (MedCalc Software, Ostend, Belgium) készítettük.

Pénzügyi támogatási nyilatkozat

Ezt a tanulmányt részben a BC Children’s Hospital (Vancouver, Kanada) Kutatóintézet Alapító Díj (RE) támogatta.