Практические рекомендации по стандартизации измерения метаболизма покоя методом непрямой калориметрии: литературный обзор
https://doi.org/10.47529/2223-2524.2022.4.7
Аннотация
Точные показатели скорости метаболизма в покое необходимы для планирования диеты и контроля за составом тела не только для здоровых людей, но и для спортсменов. Ряд факторов может изменять скорость метаболизма в покое во время его измерения с помощью непрямой калориметрии. Применяемая методология может повлиять на результаты исследования. Необходима четкая стандартизация данной процедуры для получения наиболее точных результатов.
Цель: провести обзор литературы для определения оптимального состояния испытуемого и методики проведения процедуры измерения метаболизма покоя с помощью метода непрямой калориметрии.
Материалы и методы: поиск литературы проводился в базах данных «PubMed», «MEDLINE» и «Cochrane Library». Запрос включал ключевые слова и логические фразы: «calorimetry», «indirect calorimetry», «resting metabolic rate», «energy metabolism», «basal metabolism», «standards». Рассматривались только англоязычные исследования и исследования на человеке. Дополнительные сведения были определены в результате обзора и включены в обзор.
Результаты: описаны параметры стандартизации при проведении процедуры измерения метаболизма покоя: потребление пищи, этанола, кофеина, никотина; повседневная деятельность и физическая активность; положение тела в пространстве и состояние окружающей среды во время измерения; действия специалиста, проводящего процедуру, и т. д. В статье изложены эффективные методы проведения измерения метаболизма покоя для получения наиболее точных результатов как у спортсменов, та и у людей, не занимающихся спортом.
Заключение: нами была предпринята попытка сформировать точные методические правила по стандартизации и рекомендации измерения метаболизма покоя методом непрямой калориметрии.
Ключевые слова
Об авторах
А. Г. АнтоновРоссия
Антонов Алексей Геннадьевич, специалист по комплексному научно-методическому сопровождению спортсменов
129272, Москва, Советской армии ул., 6
В. Д. Выборнов
Россия
Выборнов Василий Дмитриевич, кандидат биологических наук, заместитель директора по медико-биологическому и научно-методическому сопровождению
129272, Москва, Советской армии ул., 6
М. Ю. Баландин
Россия
Баландин Михаил Юрьевич, специалист по комплексному научно-методическому сопровождению спортсменов
129272, Москва, Советской армии ул., 6
П. Д. Рыбакова
Россия
Рыбакова Полина Денисовна, специалист по комплексному научно-методическому сопровождению спортсменов
129272, Москва, Советской армии ул., 6
В. А. Бадтиева
Россия
Бадтиева Виктория Асланбековна, член-корреспондент РАН, профессор, доктор медицинских наук, заведующий филиалом № 1, «Московский научнопрактический центр медицинской реабилитации, восстановительной и спортивной медицины Департамента здравоохранения города Москвы»; профессор кафедры восстановительной медицины, реабилитации и курортологии, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)
105120, Москва, ул. Земляной вал, 53;
119048, Москва, ул. Трубецкая, 8
Д. Б. Никитюк
Россия
Никитюк Дмитрий Борисович, член-корреспондент РАН, профессор, доктор медицинских наук, директор
109240, Москва, Устьинский проезд, 2/14
Список литературы
1. Thomas D.T., Erdman K.A., Burke L.M. American College of Sports Medicine joint position statement. Nutrition and athletic performance. Med. Sci. Sports Exerc. 2016;48(3):543–568. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000000852
2. Rodriguez N.R., DiMarco N.M. Langley S. American dietetic association, dietitians of Canada, American College of Sports Medicine: nutrition and athletic performance. Position of the American dietetic association, dietitians of Canada, and the American College of Sports Medicine: nutrition and athletic performance. J. Am. Diet Assoc. 2009;109(3):509–527. https://doi.org/10.1016/j.jada.2009.01.005
3. Trexler E.T., Smith-Ryan A.E., Norton L.E. Metabolic adaptation to weight loss: implications for the athlete. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2014;11(1):7. https://doi.org/10.1186/1550-2783-11-7
4. Melin A.K., Heikura I.A., Tenforde A., Mountjoy M. Energy availability in athletics: health, performance, and physique. Int. J. Sport Nutr. Exerc. Metab. 2019;29(2):152–164. https://doi.org/10.1123/ijsnem.2018-0201
5. Heydenreich J., Kayser B., Schutz Y., Melzer K. Total Energy Expenditure, Energy Intake, and Body Composition in Endurance Athletes Across the Training Season: A Systematic Review. Sports Med. Open. 2017;3(1):8. https://doi.org/10.1186/s40798-017-0076-1
6. Jagim A.R., Camic C.L., Kisiolek J., Luedke J., Erickson J., Jones M.T., Oliver J.M. Accuracy of resting metabolic rate prediction equations in athletes. J. Strength Cond. Res. 2018;32(7):1875–1881. https://doi.org/10.1519/JSC.0000000000002111
7. Marra M., Montagnese C., Sammarco R., Amato V., Della Valle E., Franzese A., et al. Accuracy of Predictive Equations for Estimating Resting Energy Expenditure in Obese Adolescents. J. Pediatr. 2015;166:1390–1396.e1. https://doi.org/10.1016/j.jpeds.2015.03.013
8. Harris J.A., Benedict F.G. A biometric study of human basal metabolism. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 1918;4(12):370–373. https://doi.org/10.1073/pnas.4.12.370
9. Schofield W.N. Predicting basal metabolic rate, new standards and review of previous work. Hum. Nutr. Clin. Nutr. 1985;39(Suppl 1):5–41.
10. World Health Organization. Energy and protein requirements. Technical Report Series 724. Geneva: World Health Organization: 1985.
11. Mifflin M.D., St Jeor S.T., Hill L.A., Scott B.J., Daugherty S.A., Koh Y.O. A new predictive equation for resting energy expenditure in healthy individuals. Am. J. Clin. Nutr. 1990;51(2):241–247. https://doi.org/10.1093/ajcn/51.2.241
12. Owen O.E., Holup J.L., D’Alessio D.A., Craig E.S., Polansky M., Smalley K.J., et al. A reappraisal of the caloric requirements of men. Am. J. Clin. Nutr. 1987;46(6):875–885. https://doi.org/10.1093/ajcn/46.6.875
13. Ribeyre J., Fellmann N., Montaurier C., Delaître M., Vernet J., Coudert J., Vermorel M. Daily energy expenditure and its main components as measured by whole-body indirect calorimetry in athletic and non-athletic adolescents. Br. J. Nutr. 2000;83(4):355–362.
14. Poehlman E.T., Melby C.L., Badylak S.F. Resting metabolic rate and postprandial thermogenesis in highly trained and untrained males. Am. J. Clin. Nutr. 1988;47(5):793–798. https://doi.org/10.1093/ajcn/47.5.793
15. Melby C.L., Schmidt W.D., Corrigan D. Resting metabolic rate in weight-cycling collegiate wrestlers compared with physically active, noncycling control subjects. Am. J. Clin. Nutr. 1990;52(3):409–414. https://doi.org/10.1093/ajcn/52.3.409
16. Lam Y.Y., Ravussin E. Analysis of energy metabolism in humans: A review of methodologies. Mol. Metab. 2016;5(11):1057–1071. https://doi.org/10.1016/j.molmet.2016.09.005..
17. Segal K.R., Edano A., Blando L., Pi-Sunyer F.X. Com parison of thermal effects of constant and relative caloric loads in lean and obese men. Am. J. Clinic. Nutr. 1990;51(1):14–21. https://doi.org/10.1093/ajcn/51.1.14
18. Vander Weg M.W., Klesges R.C., Ward K.D. Differences in resting energy expenditure between black and white smokers: Implications for postcessation weight gain. Eur. J. Clin. Nutr. 2000;54(12):895–899. https://doi.org/10.1038/sj.ejcn.1601110
19. Bracco D., Ferrarra J.M., Arnaud M.J., Jequier E., Schutz Y. Effects of caffeine on energy metabolism, heart rate, and methylxanthine metabolism in lean and obese women. Am. J. Physiol. 1995;269(4 Pt 1):E671–E678. https://doi.org/10.1152/ajpendo.1995.269.4.E671
20. Perkins K.A., Epstein L.H., Stiller R.L., Sexton J.E., Fernstrom M.H., Jacob R.G., Solberg R. Metabolic effects of nicotine after consumption of a meal in smokers and nonsmokers. Am. J. Clin. Nutr. 1990;52(2):228–233. https://doi.org/10.1093/ajcn/52.2.228
21. Fredrix E.W.H.M., Soeters P.B., von Meyenfeldt M.F., Saris W.H.M. Measurement of resting energy expenditure in a clinical setting. Clin. Nutr. 1990;9(6):299–304. https://doi.org/10.1016/0261-5614(90)90001-9
22. Turley K.R., McBride P.J., Wilmore J.H. Resting meta bolic rate measured after subjects spent the night at home vs at a clinic. Am. J. Clinic. Nutr. 1993;58(2):141–144. https://doi.org/10.1093/ajcn/58.2.141
23. Schols A.M.W.J., Schoffelen P.F.M., Ceulemans H., Wouters E.F.M., Saris W.H.M. Measurement of resting en ergy expenditure in patients with chronic obstructive pulmonary disease in a clinical setting. JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 1992;16(4):364–368. https://doi.org/10.1177/0148607192016004364
24. Burleson M.A. Jr., O’Bryant H.S., Stone M.H., Collins M.A., Triplett-McBride T. Effects of weight training exercise and treadmill exercise on post-exercise oxygen consumption. Med. Sci. Sports Exerc. 1998;30(4):518–522. https://doi.org/10.1097/00005768-199804000-00008
25. Short K.R., Sedlock D.A. Excess postexercise oxygen consumption and recovery rate in trained and untrained subjects. J. Appl. Physiol. 1997;83(1):153–159. https://doi.org/10.1152/jappl.1997.83.1.153
26. Gillette C.A., Bullough R.C., Melby C.L. Postexercise energy expenditure in response to acute aerobic or resistance exercise. Int. J. Sport Nutr. 1994;4(4):347–360. https://doi.org/10.1123/ijsn.4.4.347
27. Levine J.A., Schleusner S.J., Jensen M.D. Energy ex penditure of nonexercise activity. Am. J. Clin. Nutr. 2000;72(6):1451–1454. https://doi.org/10.1093/ajcn/72.6.1451
28. McClave S.A., Snider H.L. Use of indirect calorimetry in clinical nutrition. Nutr. Clin. Pract. 1992;7(5):207–221. https://doi.org/10.1177/0115426592007005207
29. van Ooijen A.M.J., van Marken Lichtenbelt W.D., van Steenhoven A.A., Westerterp K.R. Seasonal changes in metabolic and temperature responses to cold air in humans. Physiol. Behav. 2004;82(2-3):545–553. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2004.05.001
30. Isbell T.R., Klesges R.C., Meyers A.W., Klesges L.M. Measure reliability using repeated measurements of resting energy expenditure with a face mask, mouth piece, and ventilated canopy. JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 1991;15(2):165–168. https://doi.org/10.1177/0148607191015002165
31. Askanazi J., Silverberg P.A., Foster R.J., Hyman A.I., Milic-Emili J., Kinna J.M. Effects of respiratory appa ratus on breathing pattern. J. Appl. Physiol. 1980;48(4): 577–580. https://doi.org/10.1152/jappl.1980.48.4.577
32. McAnena O.J., Harvey L.P., Katzeff H.L., Daly J.M. In direct calorimetry: Comparison of hood and mask systems for measuring resting energy expenditure in healthy volunteers. JPEN J. Parenter. Enteral Nutr. 1986;10(6):555–567. https://doi.org/10.1177/0148607186010006555
33. Horner N.K., Lampe J.W., Patterson R.E., Newuhouser M.L., Beresford S.A., Prentice R.L. Indirect calorimetry protocol development for measuring resting meta bolic rate as a component of total energy expenditure in free-living postmenopausal women. J. Nutr. 2001;131(8):2215–2218. https://doi.org/10.1093/jn/131.8.2215
34. Frankenfield D.C., Wiles C.E. 3rd, Bagley S., Siegel J.H. Relationships between resting and total energy expenditure in injured and septic patients. Crit. Care Med. 1994;22(11):1796–1804.
35. Heymsfield S.B., Hill J.O., Evert M., Casper K., DiGirolamo M. Energy expenditure during continuous in tragastric infusion of fuel. Am. J. Clinic Nutr. 1987;45(3): 526–533. https://doi.org/10.1093/ajcn/45.3.526
36. Weststrate J.A., Weys P.J.M., Poortvliet E.J., Deurenberg P., Hautvast J.G.A.J. Diurnal variation in postab sorptive resting metabolic rate and diet-induced thermogenesis. Am. J. Clinic. Nutr. 1989;50(5):908–914. https://doi.org/10.1093/ajcn/50.5.908
37. Johnstone A.M., Faber P., Gibney E.R., Elia M., Horgan G., Golden B.E., Stubbs R.J. Effect of an acute fat on energy compensation and feeding behavior in lean men and women. Int. J. Obes. Relat. Metab. Disord. 2002;26(12):1623–1628. https://doi.org/10.1038/sj.ijo.0802151
38. Zauner C., Schneeweiss B., Kranz A., Madl C., Ratheiser K., Kramer L., et al. Resting energy expenditure in short-term starvation is increased as a result of an increase in serum nor epinephrine. Am. J. Clin. Nutr. 2000;71(6):1511–1515. https://doi.org/10.1093/ajcn/71.6.1511
39. Surina D.M., Langhans W., Pauli R., Wenk C. Meal composition affects postprandial fatty acid oxidation. Am. J. Physiol. 1993;264(6 Pt 2):R1065–R1070. https://doi.org/10.1152/ajpregu.1993.264.6.R1065
Рецензия
Для цитирования:
Антонов А.Г., Выборнов В.Д., Баландин М.Ю., Рыбакова П.Д., Бадтиева В.А., Никитюк Д.Б. Практические рекомендации по стандартизации измерения метаболизма покоя методом непрямой калориметрии: литературный обзор. Спортивная медицина: наука и практика. 2022;12(4):22-28. https://doi.org/10.47529/2223-2524.2022.4.7
For citation:
Antonov A.G., Vybornov V.D., Balandin M.Y., Rybakova P.D., Badtieva V.A., Nikityuk D.B. Practical guidelines for standardising the measurement of resting metabolism by indirect calorimetry: a literature review. Sports medicine: research and practice. 2022;12(4):22-28. (In Russ.) https://doi.org/10.47529/2223-2524.2022.4.7