肥胖青少年基础代谢率实测值与公式推测值的一致性研究
2012-02-27张亚军陈佩杰王茹
张亚军 陈佩杰 王茹
上海体育学院运动科学学院（上海200438）
青少年超重和肥胖问题已成为世界性的公共卫生问题，准确评估肥胖者的基础代谢是预防和控制肥胖的重要基础。目前，评估基础代谢率（BMR）的方法有直接测热法、间接测热法以及公式推测法，前两种方法是测定能量消耗的“金标准”［1］，但均存在仪器设备昂贵、测定耗时过长、仪器操作复杂等问题。公式推测法只需简单的人体测量即可评估基础代谢，便于临床医学、公共卫生学及运动医学领域的实践操作和进行大样本的人群研究。但相关的基础／静息代谢率推测公式多存在地域、种族以及人群局限性［2－7］，因此，已有公式是否适用于中国肥胖青少年尚需验证。本研究通过比较肥胖青少年基础代谢率的公式推测值与实测值，探讨不同基础代谢推测公式应用于中国肥胖青少年基础代谢评估的可靠性。
1 对象和方法
1.1 研究对象
本实验通过人体试验道德伦理委员会审批，并与受试者父母签订知情同意书，保证受试者自愿参加本研究。经医学检查，选取参加2009年上海体育学院颠峰运动减肥夏令营的肥胖/超重（体脂率超过30%且BMI大于24.9）的营员66人（见表1）作为对象，受试者均无内分泌以及心血管疾病。本研究测试均在上海体育学院运动人体科学实验中心完成。为排除膳食构成对基础代谢的影响，受试者在测试前两天开始食用统一配制的低脂膳食，并禁止食用此外任何饮料和食品。依据《中国居民膳食能量参考摄入量》配制低脂膳食标准：总能量摄入男性为每日2100～2900 kcal，女性为每日2000～2400 kcal；其中，碳水化合物供能比为55～65%，脂肪为20～25%，蛋白质为10～15%。
表1 受试者基本情况（±s）
表1 受试者基本情况（±s）
?? ?? ????? ???kg? ???cm? ????%? BMI ? 32 12.47–1.83?10～17?? 74.70–19.00 162.24–11.07 35.73–6.16 27.88–3.86 ? 34 14.32–3.19?10～18?? 67.80–13.20 157.00–8.16 40.50–6.90 27.40–4.00
1.2 基础代谢率测定
应用开放式间接测热法，采用美国MedGraphicsVO2000便携式气体代谢分析仪测定，其二氧化碳分析器测定范围：0～15%，精度：±0.2%；氧分析器测试范围：0～96%，精度：±0.1%。具体操作如下：（1）测试前一天晚上，告知受试者测试流程及注意事项，同时测定受试者体脂率、身高。（2）受试者在清晨空腹状态下测试基础代谢率，距上次进餐时间至少12个小时以上。早上6点左右开始测试，受试者被叫醒，静卧、清醒、放松、体温正常，测试过程中受试者不做任何肌肉活动，保持室温在（23±3）℃。（3）受试者戴呼吸面罩适应5分钟后开始正式测试。测试时间15分钟，测试过程中受试者呼吸平稳，VO2及VCO2曲线稳定。根据Weir公式 ［RMR=（3.9×VO2+ 1.1×VCO2）×1.44］计算受试者基础代谢率，单位kcal/ d。（4）测完基础代谢率后，空腹称体重。
采用电阻抗法（TANITA，Body Fat Ratio-215，日本）测定体脂率和身高，体重采用TCS-150型电子台秤（上海耀华称重系统公司）测定。
1.3 基础代谢率预测公式
1.3.1 Harris and Benedict公式［8］
男：66.47+13.57×体重 （kg）+5.00×身高 （cm）-6.76×年龄（y）；女：655.10+9.46×体重（kg）+1.85×身高（cm）-4.68×年龄（y）。单位kcal/d。
1.3.2 Schofield公式［6］
男（10～17岁）：17.5×体重（kg）+651，男（18～29岁）：15.3×体重（kg）+679；女（10～17岁）：12.2×体重（kg）+746，女（18～29岁）：14.7×体重（kg）+496。单位kcal/d。
1.3.3 Mifflin公式［9］
男：10×体重（kg）+6.25×身高（cm）-5×年龄（y）+ 5；女：10×体重（kg）+6.25×身高（cm）-5×年龄（y）-161。单位kcal/d。
1.4 统计学分析
比较基础代谢率公式推测值与实测值，以百分差值 （实测值/推测值×100%-100%）表示。采用Bland-Altman法分析实测值与推测值的一致性［10］，偏倚超过±10%或差别大于250 kcal/d不为临床接受［11］，采用配对样本t检验检测公式推测值与实测值的差异。统计学分析采用SPSS13.0软件完成，数值用平均值±标准差（±s）表示，P<0.05为具有显著性差异。
2 结果
2.1 公式推测值与实测值的比较
男性肥胖青少年BMR实测值平均为（1697.88± 346.74）kcal/d，肥胖女性青少年BMR实测值平均为（1441.29±295.05）kcal/d。表2显示，百分差值是实测值高于（正数）或低于（负数）推测值的百分数，不分男女，Mifflin公式和Harris and Benedict公式推测值与实测值差距都在10%以内，肥胖男性青少年基础代谢率Schofield公式推测值高于实测值10%，女性小于10%。
表2 BMR实测值与公式推测值百分差值的比较（%）
2.2 基础代谢率推测值与实测值的一致性分析
表3显示，男性基础代谢率推测值与实测值的偏倚，Mifflin公式
表3 BMR公式推测值与实测值的一致性分析
3 讨论
基础/静息代谢推测公式于20世纪初已有研究报道［12］，时至今日，仍有众多学者关注相关推测公式应用于不同人群的信效度以及建立并检验新推测公式［3－6］。Weijs［3］通过PUBMED系统检索并研究了多个国家学者建立的近27个基础/静息代谢推测公式，发现Mifflin公式用于推测BMI范围在25～40之间的18～65岁成年超重或肥胖人群静息代谢精确度最高，同Dobratz等［13］对肥胖女性静息代谢的推测值的研究结果一致，但他们的研究多以成人为对象。有学者针对肥胖青少年提出了新的静息代谢预测公式［14－16］，但因受试者人数较少、种族及地域原因，可能不适用于中国肥胖青少年。有必要验证基础代谢推测公式在特殊人群中应用的可靠性。公式推测法的最大优点在于简单易操作，公式中的变量也便于获得，因此我们选取以身高、体重及年龄为变量且适用于青少年的Schofield公式、Harris and Benedict公式以及推测肥胖成人基础代谢准确度较高的Mifflin公式，分别检验上述三个推测公式能否准确评估中国肥胖青少年基础代谢率。
基础代谢率和公式推测值与实测值无显著性差异、差距在10%以内或偏倚小于250 kcal/d，公式推测值与实测值的差值中有95%分布在一致性界限内且该一致性界限具有实际临床意义，那么认为该公式推测值与实测值具有较好一致性［17］。本研究结果显示，应用于肥胖青少年，Harris and Benedict公式和Mifflin公式推测值与实测值差距均在10%以内且偏倚也在临床可接受范围，但部分受试者推测值与实测值差异较大，两个公式一致性界限均相对较宽，超过临床可接受的范围 （-250 kcal/d，250 kcal/ d）。其中采用Harris and Benedict公式推测肥胖青少年BMR时，有56.25%男性受试者和73.33%女性受试者BMR推测值为临床接受，采用Mifflin公式推测肥胖青少年BMR时，有56.25%男性受试者和70%女性受试者BMR推测值为临床接受，说明上述两个公式BMR公式推测值与实测值一致性较差。此外，采用Schofield公式同样存在一致性界限过宽问题，而且该公式应用于男性肥胖青少年基础代谢推测其偏倚为-260.35kcal/d，超出临床可接受范围。这可能与推导该公式的相关数据源于18岁以上受试者且只考虑体重因素有关。本实验结果与Hofsteenge等［6］的研究结果相似，他们发现Mifflin公式和Harris and Benedict公式用于评估肥胖青少年静息代谢均存在较大偏倚，而以匈牙利肥胖青少年为研究对象建立的Molnar公式可以较准确推测肥胖青少年基础代谢，提示建立在成人基础上的Mifflin公式、Harris and Benedict公式和Schofield公式不适用于中国肥胖青少年基础代谢评估，其推测值有较大偏倚。近年，我国学者也进行了相关研究［18］，但存在样本少、年龄单一等问题，因此，随着我国青少年肥胖发生率的不断攀升，亟需建立适合中国肥胖青少年基础代谢率的推测公式。
4 总结
Harris and Benedict公式、Schofield公式和Mifflin公式用于中国肥胖青少年基础代谢率的推测值与实测值的一致性界限均超过临床可接受范围（-250 kcal/d，250 kcal/d），上述三个公式的基础代谢率推测值与实测值一致性较差，不能准确评估肥胖青少年基础代谢率。
［1］戴剑松，孙飙.体力活动测量方法综述.体育科学，2005，25（9）：69-75.
［2］Hasson RE，Howe CA，Jones BL，et al.Accuracy of four resting metabolic rate prediction equations：effects of sex，body mass index，age，and race/ethnicity.J Sci Med Sport，2011，14（4）：344-351.
［3］Weijs PJ.Validity of predictive equations for resting energy expenditure in US and Dutch overweight and obese class I and II adults aged 18–65y.Am J Clin Nutr，2008，88：959 -970.
［4］Patil SR，Bharadwaj J.Comparison of different methods to estimate BMR in adoloscent student population.Indian J Physiol Pharmacol，2011，55（1）：77-83.
［5］Miyake R，Tanaka S，Ohkawara K，et al.Validity of predictive equations for basal metabolic rate in Japanese adults.J Nutr Sci Vitaminol（Tokyo），2011，57（3）：224-232.
［6］Hofsteenge GH，Chinapaw MJ，Delemarre-van de Waal HA，et al.Validation of predictive equations for resting energy expenditure in obese adolescents.Am J Clin Nutr，2010，91（5）：1244-1254.
［7］Weijs PJ，Vansant GA.Validity of predictive equations for resting energy expenditure in Belgian normal weight to morbid obese women.Clin Nutr，2010，29（3）：347-351.
［8］葛可佑.中国营养科学全书.北京：人民卫生出版社. 2004，17-18.
［9］Frankenfield D，Roth-Yousey L，Compher C.Comparison of predictive equations for resting metabolic rate in healthy nonobese and obese adults：a systematic review.J Am Diet Assoc，2005，105（5）：775-789.
［10］陈卉，Bland-Altman分析在临床测量方法一致性评价中的应用.中国卫生统计，2007，24（3）：308-309，315.
［11］Boullata J，Williams J，Cottrell F，et al.Accurate determination of energy needs in hospitalized patients.J Am Diet Assoc，2007，107（3）：390-392.
［12］Harris JA，Benedict FG.A Biometric Study of Basal Metabolism in man.PNAS，1919，4（12）：370-373.
［13］Dobratz JR，Sibley SD，Beckman TR，et al.Predicting energy expenditure in extremely obese women.J Parenter Enteral Nutr，2007，31（3）：217-227.
［14］Chan DF，Li AM，Chan MH，et al.Validation of prediction equations for estimating resting energy expenditure in obese Chinese children.Asia Pac J Clin Nutr，2009，18（2）：251-256.
［15］Lazzer S，Agosti F，De Col A，et al.Development and cross-validation of prediction equations for estimating resting energy expenditure in severely obese Caucasian children and adolescents.Br J Nutr，2006，96（5）：973-979.
［16］Derumeaux-Burel H，Meyer M，Morin L，et al.Prediction of resting energy expenditure in a large population of obese children.Am J Clin Nutr，2004，80：1544-1550.
［17］Bauer J，Reeves MM，Capra S.The agreement between measured and predicted resting energy expenditure in patients with pancreatic cancer：a pilot study.JOP，2004，5（1）：32-40.
［18］张彩霞，蒋卓勤.儿童基础代谢率与人体组成的关系.中国临床营养杂志，2004，12（1）：26-29.
