Klaas R Westerterp, Astrid Smeets, Manuela P Lejeune, Mirjam PE Wouters-Adriaens, Margriet S Westerterp-Plantenga, Oxidarea grăsimilor dietetice în funcție de grăsimea corporală, The American Journal of Clinical Nutrition, Volumul 87, Numărul 1, Ianuarie 2008, Pagini 132–135, https://doi.org/10.1093/ajcn/87.1.132

grăsimilor

ABSTRACT

Fundal: Se presupune că oxidarea scăzută a grăsimilor din dietă face subiecții predispuși la creșterea în greutate.

Obiectiv: Scopul studiului a fost de a determina oxidarea grăsimilor dietetice la subiecții normali, supraponderali și obezi.

Proiecta: Subiecții au fost 38 de femei și 18 bărbați cu o vârstă medie (± SD) de 30 ± 12 ani și un indice de masă corporală (în kg/m 2) de 25 ± 4 (interval: 18-39). Oxidarea grăsimilor alimentare a fost măsurată cu acid palmitic deuterat, administrat simultan cu micul dejun, în timp ce subiecții au fost hrăniți în condiții controlate într-o cameră respiratorie. Compoziția corpului a fost măsurată prin hidrodensitometrie și diluare cu deuteriu.

Rezultate: Oxidarea grăsimilor alimentare, măsurată peste 12 ore după micul dejun, a variat de la 4% la 28% cu o medie (± SD) de 16 ± 6%. Oxidarea grăsimilor în dietă a fost legată negativ de procentul de grăsime corporală, iar subiecții slabi au avut subiecții cei mai mari și obezi cu cele mai mici valori (r = -0,65, P

INTRODUCERE

Obezitatea este o problemă majoră de sănătate ca factor de risc pentru dezvoltarea bolilor coronariene, diabetului de tip 2, hipertensiune, dislipidemii, accident vascular cerebral și cancer (1-3). Obezitatea este rezultatul aportului de energie care depășește necesarul de energie și pentru care modificările în direcționarea nutrienților din dietă pot juca, de asemenea, un rol. Maggio și Greenwood (4) au emis ipoteza că depozitarea excesivă a grăsimilor alimentare în raport cu oxidarea acesteia ar putea predispune la acumularea de grăsimi. Un mediator sugerat în împărțirea grăsimii absorbite între depozitare și oxidare este lipoproteina lipază (LPL). O activitate LPL musculară scăzută a fost legată de un raport scăzut de grăsime la oxidarea carbohidraților, măsurat la subiecții hrăniți cu o dietă de menținere a greutății într-o cameră respiratorie (5). Ulterior, un raport scăzut dintre grăsimea și oxidarea carbohidraților este un predictor al creșterii în greutate și, astfel, contribuie la dezvoltarea obezității (6). Subiecții cu greutate normală, cu antecedente familiale puternice de obezitate, au redus oxidarea lipidelor în perioada postprandială ca predictor timpuriu al creșterii în greutate (7).

Metabolismul grăsimilor poate fi urmărit cu acizi grași marcați cu izotopi. Oxidarea și absorbția țesutului adipos de grăsimi din dietă pot fi măsurate prin adăugarea de traceuri de acizi grași la mese. Astfel, s-a arătat la oamenii non-obezi că femeile și bărbații oxidează o proporție similară de grăsimi alimentare peste 24 de ore după o masă de testare; femeile au depozitat o porțiune mai mare în țesutul adipos subcutanat (8). Grăsimea lipsă din masă, calculată ca aport total minus oxidarea și depozitarea subcutanată, a fost legată de masa de grăsime viscerală. Într-un alt studiu, în care subiecții neobezi și obezi au fost urmăriți timp de 6 ore după o încărcătură orală de grăsime, s-a sugerat că obezitatea este asociată cu un defect al oxidării grăsimilor dietetice, probabil legat de o absorbție excesivă de către țesutul adipos al mesei. -acizi grași derivați (9). Recent, s-a arătat o diferență în traficul de grăsimi dietetice la șobolanii predispuși la obezitate și rezistenți la obezitate (10). Fenotipul rezistent la obezitate a fost asociat cu o oxidare mai mare și o stocare mai mică a grăsimilor alimentare decât a fost fenotipul predispus la obezitate.

Următorul studiu prezintă rezultatele observațiilor la modelul uman în care oxidarea grăsimilor alimentare a fost măsurată la subiecți normali, supraponderali și obezi timp de 24 de ore într-o cameră respiratorie.

SUBIECTE ȘI METODE

Datele au fost colectate prin intermediul a 3 experimente diferite care au studiat efectul aportului alimentar asupra cheltuielilor de energie și utilizarea substratului măsurate cu aceeași tehnică. Datele prezentate provin din observațiile placebo din aceste experimente. Comitetul de etică al Universității Maastricht a aprobat studiile. Toți subiecții au primit informații verbale și scrise și au semnat un formular de consimțământ scris.

Subiecte

Subiecții au fost 38 de femei și 18 bărbați cu vârsta de 30 ± 12 ani, cu un indice de masă corporală mediu (± SD) (în kg/m 2) de 25 ± 4 (interval: 18-39) tabelul 1). Subiecții au avut o stare de sănătate bună, după cum a fost evaluat prin istoricul medical și examenul fizic. Compoziția corpului a fost estimată utilizând hidrodensitometrie și diluare izotopică. Densitatea corpului a fost determinată prin cântărirea sub apă cu măsurarea simultană a volumului pulmonar rezidual cu tehnica de diluare cu heliu. Apa corporală totală (TBW) a fost determinată cu diluare de deuteriu în conformitate cu protocolul Maastricht (11). Compoziția corpului a fost calculată din densitatea corpului și TBW cu modelul cu 3 compartimente al lui Siri (12). TBW a fost măsurată după măsurarea oxidării grăsimilor în dietă, iar valorile inițiale au fost corectate pentru creșterea deuteriului apei din corp din oxidarea grăsimilor deuterate (vezi mai jos).

. Femei (n = 38). Bărbați (n = 18) .
Vârsta (y) 28 ± 11 (19-53) 34 ± 13 (18-54)
Înălțime (m) 1,68 ± 0,08 (1,50-1,81) 1,77 ± 0,10 (1,63-2,07) 2
Greutate (kg) 67,4 ± 10,7 (49,4-94,1) 85,1 ± 16,0 (63,1–113,4) 2
Grăsime corporală (%) 29,8 ± 7,8 (10,4-43,6) 24,3 ± 7,9 (5,5-34,8) 3
IMC (kg/m 2) 24,0 ± 3,5 (17,5-31,9) 27,2 ± 4,8 (20,4-39,2) 2
SMR (MJ/d) 6,12 ± 0,56 (4,79-7,17) 7,61 ± 1,03 (5,59-9,63)
PAL 1,43 ± 0,08 (1,14-1,58) 1,41 ± 0,08 (1,30-1,56)
. Femei (n = 38). Bărbați (n = 18) .
Vârsta (y) 28 ± 11 (19-53) 34 ± 13 (18-54)
Înălțime (m) 1,68 ± 0,08 (1,50-1,81) 1,77 ± 0,10 (1,63-2,07) 2
Greutate (kg) 67,4 ± 10,7 (49,4-94,1) 85,1 ± 16,0 (63,1–113,4) 2
Grăsime corporală (%) 29,8 ± 7,8 (10,4-43,6) 24,3 ± 7,9 (5,5-34,8) 3
IMC (kg/m 2) 24,0 ± 3,5 (17,5-31,9) 27,2 ± 4,8 (20,4-39,2) 2
SMR (MJ/d) 6,12 ± 0,56 (4,79-7,17) 7,61 ± 1,03 (5,59-9,63)
PAL 1,43 ± 0,08 (1,14-1,58) 1,41 ± 0,08 (1,30-1,56)

Toate valorile sunt x̄ ± SD; interval între paranteze. SMR, rata metabolică a somnului; PAL, nivelul de activitate fizică (adică, cheltuielile totale de energie ca multiplu al SMR măsurate într-o cameră de respirație).

Semnificativ diferit de femei (test t nepereche): 2 P

. Femei (n = 38). Bărbați (n = 18) .
Vârsta (y) 28 ± 11 (19-53) 34 ± 13 (18-54)
Înălțime (m) 1,68 ± 0,08 (1,50-1,81) 1,77 ± 0,10 (1,63-2,07) 2
Greutate (kg) 67,4 ± 10,7 (49,4-94,1) 85,1 ± 16,0 (63,1–113,4) 2
Grăsime corporală (%) 29,8 ± 7,8 (10,4-43,6) 24,3 ± 7,9 (5,5–34,8) 3
IMC (kg/m 2) 24,0 ± 3,5 (17,5-31,9) 27,2 ± 4,8 (20,4-39,2) 2
SMR (MJ/d) 6,12 ± 0,56 (4,79-7,17) 7,61 ± 1,03 (5,59-9,63)
PAL 1,43 ± 0,08 (1,14-1,58) 1,41 ± 0,08 (1,30-1,56)
. Femei (n = 38). Bărbați (n = 18) .
Vârsta (y) 28 ± 11 (19-53) 34 ± 13 (18-54)
Înălțime (m) 1,68 ± 0,08 (1,50-1,81) 1,77 ± 0,10 (1,63-2,07) 2
Greutate (kg) 67,4 ± 10,7 (49,4-94,1) 85,1 ± 16,0 (63,1–113,4) 2
Grăsime corporală (%) 29,8 ± 7,8 (10,4-43,6) 24,3 ± 7,9 (5,5-34,8) 3
IMC (kg/m 2) 24,0 ± 3,5 (17,5-31,9) 27,2 ± 4,8 (20,4-39,2) 2
SMR (MJ/d) 6,12 ± 0,56 (4,79-7,17) 7,61 ± 1,03 (5,59-9,63)
PAL 1,43 ± 0,08 (1,14-1,58) 1,41 ± 0,08 (1,30-1,56)

Toate valorile sunt x̄ ± SD; interval între paranteze. SMR, rata metabolică a somnului; PAL, nivelul activității fizice (adică cheltuielile totale de energie ca multiplu al SMR măsurat într-o cameră de respirație).

Semnificativ diferit de femei (test t nepereche): 2 P

Dieta și oxidarea grăsimilor din dietă

Oxidarea substratului și consumul de energie

Subiecții au intrat în camera de respirație seara sau dimineața devreme înainte de începerea măsurătorilor de 24 de ore. Camera de respirație este o cameră de 14 m 3 mobilată cu un pat, scaun, computer, televizor, radio casetă, telefon, interfon, chiuvetă și toaletă (17). În timpul zilei, subiecților li s-a permis să se miște liber, să stea, să se întindă, să studieze, să telefoneze, să asculte radioul, să se uite la televizor și să folosească computerul; nu erau permise doar somnul și exercițiile fizice intense. Oxidarea grăsimilor, proteinelor și carbohidraților și cheltuielile de energie au fost calculate din măsurători ale consumului de oxigen, producției de dioxid de carbon și excreției urinare de azot, utilizând formulele Brouwer (18).

analize statistice

Datele sunt prezentate ca mijloace ± SD, cu excepția cazului în care se indică altfel. Analiza de regresie a fost efectuată pentru a determina relațiile dintre variabilele selectate. Semnificația a fost definită ca P Tabelul 2). Bilanțul de proteine ​​și carbohidrați nu a fost semnificativ diferit de zero. Oxidarea grăsimilor dietetice, calculată din recuperarea cumulativă a deuteriului din oxidarea acidului palmitic peste 12 ore după micul dejun, a variat de la 4% la 28% cu o valoare medie de 16 ± 6%. Într-o analiză de regresie treptată cu echilibru energetic sau echilibru al grăsimilor, compoziția sau studiul dietei, vârsta subiectului și indicele de masă corporală ca variabile independente, oxidarea grăsimilor din dietă a fost legată negativ de indicele de masă corporală (r = -0,58, P Figura 1A). În medie, oxidarea grăsimilor dietetice la un subiect cu un indice de masă corporală de 20 a fost de două ori mai mare decât la un subiect cu un indice de masă corporală de 30.

Bilanțurile de energie și substrat măsurate peste 24 de ore într-o cameră de respirație (n = 56) 1

. Admisie. Cheltuieli. Echilibru .
MJ/zi
Energie 9,76 ± 1,33 9,34 ± 0,34 0,41 ± 0,60 2
Gras 3,35 ± 0,36 3,03 ± 1,05 0,30 ± 0,94 2
Proteină 1,34 ± 0,21 1,38 ± 0,48 −0,03 ± 0,43
Carbohidrați 5,07 ± 0,62 4,93 ± 1,05 0,14 ± 0,95
. Admisie. Cheltuieli. Echilibru .
MJ/zi
Energie 9,76 ± 1,33 9,34 ± 0,34 0,41 ± 0,60 2
Gras 3,35 ± 0,36 3,03 ± 1,05 0,30 ± 0,94 2
Proteină 1,34 ± 0,21 1,38 ± 0,48 −0,03 ± 0,43
Carbohidrați 5,07 ± 0,62 4,93 ± 1,05 0,14 ± 0,95

Toate valorile sunt x̄ ± SD.

Semnificativ diferit de zero, P

Bilanțurile de energie și substrat măsurate peste 24 de ore într-o cameră de respirație (n = 56) 1

. Admisie. Cheltuieli. Echilibru .
MJ/zi
Energie 9,76 ± 1,33 9,34 ± 0,34 0,41 ± 0,60 2
Gras 3,35 ± 0,36 3,03 ± 1,05 0,30 ± 0,94 2
Proteină 1,34 ± 0,21 1,38 ± 0,48 −0,03 ± 0,43
Carbohidrați 5,07 ± 0,62 4,93 ± 1,05 0,14 ± 0,95
. Admisie. Cheltuieli. Echilibru .
MJ/zi
Energie 9,76 ± 1,33 9,34 ± 0,34 0,41 ± 0,60 2
Gras 3,35 ± 0,36 3,03 ± 1,05 0,30 ± 0,94 2
Proteină 1,34 ± 0,21 1,38 ± 0,48 −0,03 ± 0,43
Carbohidrați 5,07 ± 0,62 4,93 ± 1,05 0,14 ± 0,95

Toate valorile sunt x̄ ± SD.

Semnificativ diferit de zero, P

Oxidarea grăsimilor dietetice calculată prin regresie liniară la 12 ore după consumul de acid palmitic deuterat în funcție de IMC pentru femei (○) și bărbați (•) combinate (r = -0,58, P Figura 2). La cei 20 de subiecți la care s-a efectuat o măsurare suplimentară la 24 de ore după consum, recuperarea etichetei a arătat o creștere suplimentară de 0,9 ± 1,1% (P Figura 1B). Bilanțul energetic sau balansul de grăsimi, compoziția sau studiul dietei, nivelul de activitate fizică în cameră și vârsta subiectului nu au explicat nicio variație suplimentară.

DISCUŢIE

Grăsimile dietetice sunt adesea considerate un factor în dezvoltarea obezității (19). Grăsimea, ca substrat pentru metabolismul energetic, se află la baza ierarhiei oxidative care determină selecția combustibilului (20). Aici am arătat că oxidarea grăsimilor din dietă, măsurată peste 12 ore după un mic dejun care conțin acid palmitic deuterat, a fost legată negativ de grăsimea corporală, iar subiecții slabi au avut subiecții cei mai înalți și cei obezi cu cele mai mici valori. Toți subiecții au fost observați în condiții sedentare similare într-o cameră de respirație fără echipament de activitate sau protocol de activitate impus.

Oxidarea grăsimilor alimentare este adesea măsurată cu acizi grași marcați 13 C sau 14 C. Votruba și colab. (13) au arătat că rezultatele metodei acidului palmitic deuterat sunt echivalente cu rezultatele metodei tradiționale a acidului palmitic [13 C]. Un avantaj al metodei acidului palmitic deuterizat este că nu este nevoie de o corecție de recuperare datorată schimbului, adică corecția acetatului [13 C]. Eticheta de deuteriu, după oxidarea grăsimii marcate, se acumulează în apa corpului și pierderea ulterioară este neglijabilă în intervalul de studiu adoptat de 12 ore.

Nivelul observat de oxidare a grăsimilor din dietă este comparabil cu cel observat în studiile anterioare. Votruba și colab. (13) au calculat recuperarea acidului palmitic deuterat la 13 ± 8% la 10 ore după administrare. Valorile de recuperare din acidul palmitic [13 C] au fost de 16 ± 3% pe un interval de 9 ore în care subiecții nu au fost lăsați să mănânce, după o masă de test de 3,00 MJ conținând 38% de energie sub formă de grăsime (21). Oxidarea grăsimilor din dietă scade odată cu creșterea numărului de atomi de carbon (22). Oxidarea cumulativă pe parcursul a 9 ore a variat de la o valoare maximă de 34 ± 10% pentru laurat (12: 0) la 14 ± 3% pentru palmitat (16: 0) și până la un nivel minim de 11 ± 4% pentru stearat (18: 0). Sonko și colab. (23) au estimat oxidarea grăsimilor ingerate peste 24 de ore oferind subiecților cu ~ 70% din aportul total de grăsimi pe intervalul de 24 de ore din uleiul de porumb natural îmbogățit cu 13 C și din mesele de test suplimentate cu acid [13 C] . Au calculat că 28 ± 3% din grăsimile ingerate au fost oxidate pe parcursul a 24 de ore, ceea ce a asigurat 8 ± 1% din cheltuielile totale de energie atunci când dieta conținea 30% din energie sub formă de grăsime.

Oxidarea cumulativă a grăsimilor alimentare în timp, așa cum se arată în Figura 2, corespunde observațiilor anterioare cu acizi grași marcați 13 C (24, 25). Vârfurile de îmbogățire cu respirație de 13 C au fost atinse la 3-5 ore după administrarea acidului linoleic [13 C] sau a acidului palmitic [13 C]. Recuperarea la 12 ore de la 17% la 25% la subiecții cu un indice de masă corporală de 22,2 ± 1,3 a corespuns, de asemenea, intervalului observat pentru subiecți similari în studiul curent (Figura 1). Astfel, în starea postprandială, cea mai mare parte a grăsimii alimentare este canalizată în țesutul adipos (25).

Diferența de sex observată în oxidarea grăsimilor din dietă, adică valori mai mari la femei decât la bărbați (Figura 1B), necesită studii suplimentare. Burdge și colab. (26, 27) au observat opusul, adică o oxidare mai mică a grăsimilor din dietă la femei decât la bărbați. Cu toate acestea, le-au dat femeilor și bărbaților aceeași masă de masă cu trasorul; astfel, oxidarea mai mică a grăsimilor din dietă la femei poate reflecta rata mai mică a metabolismului energetic la femei decât la bărbați. Goyens (28) nu a observat nicio diferență de sex în recuperarea 13 C ca 13 CO2 în respirația expirată din acizii grași marcați 13 C incluși într-un mic dejun standardizat, fără informații suplimentare cu privire la dimensiunea micului dejun în raport cu necesarul individual de energie. În studiul actual, eticheta a fost inclusă într-un mic dejun format dintr-o fracție fixă ​​de 20% din necesarul total de energie zilnică individuală. Cele 4 studii menționate mai sus au folosit o dietă care furniza 30–38% din energie din grăsimi, care este similară cu dietele utilizate în studiul actual, care furnizează 30-35% din energie din grăsimi.

Într-un model animal, diferențele în împărțirea grăsimilor dietetice între oxidare și depozitare au fost asociate cu obezitatea (10). Șobolanii predispuși la obezitate au prezentat mai puțină oxidare și mai multă depozitare de grăsimi dietetice decât șobolanii rezistenți la obezitate; șobolanii predispuși la obezitate au fost doar puțin mai grei decât fenotipul slab. În studiul actual, diferențele în greutatea corporală și, în consecință, diferențele în ceea ce privește grăsimea corporală, au fost mult mai mari. Oxidarea redusă a grăsimilor la subiecții supraponderali și obezi ar fi putut fi o cauză sau un rezultat al diferenței de grăsime corporală. Într-adevăr, s-a observat o creștere a captării acizilor grași de către țesutul adipos la femeile obeze (29).

Oricare ar fi motivul, obiectivul ar trebui să fie o reducere a stocării grăsimilor dietetice la subiecții predispuși la obezitate și obezi. Cercetări suplimentare cu privire la efectul unei reduceri a aportului de energie, în special a grăsimilor, și a unei creșteri a activității fizice sunt necesare atunci când se previne acumularea de grăsimi dietetice. Pentru activitatea fizică, dovezile sugerează că exercițiile fizice de intensitate moderată produc cele mai multe grame de grăsime utilizate pentru oxidare la un individ mediu (30), inactivitatea reduce oxidarea grăsimilor alimentare saturate, dar nu mononesaturate (31), iar exercițiile fizice cresc mai mult oxidarea grăsimilor mononesaturate decât oxidarea grăsimilor saturate indiferent de intensitatea exercițiului (32). În concluzie, oxidarea grăsimilor alimentare este legată negativ de procentul de grăsime corporală și, prin urmare, poate juca un rol în obezitatea umană.

Mulțumim lui Loek Wouters pentru analizele deuteriu ale probelor.

Responsabilitățile autorilor au fost următoarele - KRW și MSW-P: au conceput experimentele; AS, MPJ și MPEW: au efectuat experimentele și au colectat datele; KRW: a analizat datele și a scris manuscrisul; și MSW-P, AS, MPJ și MPEW-A: au analizat manuscrisul. Autorii nu au avut niciun conflict de interese.