Metabolické náklady na sezení, stání a přechody

Úvod Pravidelná pohybová aktivita (PA) pozitivně ovlivňuje většinu fyziologických procesů v lidském těle. Naopak, sedavé chování (SB) – příliš mnoho sezení na rozdíl od příliš nízké fyzické aktivity – nepříznivě přispívá ke kardiovaskulárním metabolickým výsledkům a předčasné úmrtnosti [1–3]. Obezita je důsledkem dlouhodobého přebytku energie spotřebované vs. energie vydané, pozitivní energetické bilance [4]. I když přejídání jistě přispívá k pozitivní energetické bilanci, epidemie obezity a souvisejících metabolických poruch je také poháněna snižováním vynaložené energie [5]. Prostředí moderního člověka se výrazně liší od prostředí našich předků. Technologický vývoj v dopravě, komunikacích, na pracovištích a v domácí zábavě poskytuje bohaté pohodlí, ale zvyšuje čas strávený v SB, což představuje náklady pro lidské zdraví [6]. Se zvýšeným používáním počítačů mohou kancelářští pracovníci zůstat sedět po dlouhou dobu, během níž jsou metabolické náklady (MC) minimální, což na mnoha pracovištích dělá obezitogenní prostředí [7]. Doba sezení nejen přispívá k pozitivní energetické bilanci, ale je také nezávislým rizikovým faktorem pro nadměrnou adipozitu [8,9] a obezitu [10], a to i u lidí účastnících se vysoké úrovně střední až intenzivní fyzické aktivity (MVPA) [11, 12]. I bez cvičení mohou mít lidé výrazně proměnlivé úrovně fyzické aktivity s nízkou intenzitou (LIPA), což zase podstatně mění energetický výdej PA (PAEE) až o 2000 kcal/den [13]. Nové důkazy podporují proveditelnost zvýšení denního MC nahrazením SB související s kancelářskou prací LIPA prostřednictvím alternativ pracovních stanic k tradičním kombinacím kancelářské židle a stolního počítače [14].

Bez ohledu na celkovou dobu sezení přibývá důkazů o metabolických výhodách častějšího přerušování sezení [15–17], s menším zaměřením na MC v důsledku těchto přestávek. Existuje určitá základní věda o rozdílech MC spojených se „sezením“ a „stáním“, nicméně výsledky jsou rozporuplné [14,18]. Byly také zkoumány další alternativy [14,19] a zdá se, že pokud jde o MC, sezení na stabilizačním míči nebo používání stolů vsedě-stoje/stoje jsou srovnatelné s tradičním stavem vsedě EE (≅1,2 kcal min(-1 )). Ukázalo se, že největší příslib z hlediska EE (≅2–4 kcal min(-1)) nabízejí běžecké pásy a pedály (alternativy aktivních pracovních stanic) [14]. Další strategií je zavedení přestávek v chůzi do prodlouženého sezení, které podle nedávné studie [20] může přinést dalších 24, 59 nebo 132 kcal za den, pokud vstanou a jdou normálním, samostatně zvoleným tempem. dvě nebo pět minut ve srovnání se sezením během 8hodinové pracovní doby. Z této intervence byla také zkoumána srdeční frekvence (HR), aby se posoudily rozdíly mezi stavy bez významných rozdílů mezi stavy pro srdeční frekvenci. Přestávky v sezení jsou proto potenciálním východiskem k prevenci obezity a nárůstu obezity, ale skutečným přínosem jednoduchého vstávání ze sedu a návratu do sedu (přechod sed/stoj) na MC a HR je ještě k prošetření. K překonání těchto omezení bude provedena randomizovaná kontrolovaná studie, která bude zkoumat MC a HR spojené se sezením, stáním a přechody mezi předchozím chováním v laboratorních podmínkách a za použití přesných metod (nepřímá kalorimetrie). Zahrnutím tohoto metodologického přístupu budeme schopni odhadnout další příspěvek „přestávky“ ve srovnání s pouhým stáním při akumulaci sedavého času na MC a HR [18].

Hypotéza

1. Procento zvýšení MC a srdeční frekvence (HR) nad klidem spojené s přechody sezení, stání a sezení/stoj bude různé, nezávisle na pohlaví, tělesném složení a věku.
2. MC, buď na kg tělesné hmotnosti nebo na kg hmoty bez tuku, spojená se sezením a stáním, bude podobná, ale očekávají se vyšší náklady na přechody ze sedu do stoje bez ohledu na pohlaví, věk a FFM.

Účely

1. Stanovit rozdíly MC mezi podmínkami sezení, stání a přechodů, přizpůsobení vlivům pohlaví, tělesného složení a věku.
2. Určit rozdíly v HR mezi sezením, stáním a přechody, přizpůsobením vlivu pohlaví, tělesného složení a věku.

Účastníci Analýza výkonu vzorku Pro výpočty vzorků a výkonu jsme použili (software GPower, verze 3.1.9.2) a považovali jsme MC za proměnnou spojité odezvy. Na základě pilotní studie s malou velikostí vzorku, která měla za cíl otestovat rozdíly v MC mezi třemi podmínkami hodnocenými nepřímou kalorimetrií, máme velikost účinku přibližně 0,385 pomocí ANCOVA s opakovanými měřeními. Proto budeme potřebovat prostudovat 50 účastníků, abychom byli schopni zamítnout nulovou hypotézu, že populační průměry tří experimentálních podmínek jsou stejné s pravděpodobností (mocninou) 0,8. Pravděpodobnost chyby typu I spojená s tímto testem této nulové hypotézy je 0,05. Vzhledem k tomu, že kvůli neplatným údajům může nastat 10% míra opuštění, zapíšeme 60 účastníků pomocí crossover designu, kde budou účastníci náhodně rozděleni, aby splnili 3 podmínky v různém pořadí.

Nábor a výběr vzorků Celkem bude vybráno 60 zdravých účastníků, mužů i žen. Účastníci budou rekrutováni prostřednictvím inzerátů umístěných v blízkosti instituce a dobrovolně se zúčastní této studie. Pokud jsou přítomna kritéria pro zařazení, účastníci budou náhodně přiřazeni k jedné z podmínek a účastní se studie.

Hodnocení Antropometrie Subjekty budou zváženy s přesností na 0,1 kg v minimálním oblečení a bez bot a výška bude měřena s přesností na 0,1 cm na digitální váze s integrovaným stadiometrem (Seca, Hamburg, Německo) podle standardizovaných postupů popsaných jinde [21 ]. BMI se vypočítá pomocí vzorce [hmotnost(kg)/výška2(m2)].

Složení těla K odhadu celkové tukové hmoty a FFM bude použita duální energetická rentgenová absorpciometrie (Hologic Explorer-W, Waltham, USA). Bude provedeno celotělové skenování a bude měřen útlum rentgenového záření pulzujícího mezi 70 a 140 kV synchronně s řádkovou frekvencí pro každý pixel snímaného obrazu.

Výdaj na klidovou energii (REE) REE bude odhadnut pomocí systému spirometrie s otevřeným okruhem (MedGraphics Corporation, Breezeex Software). Subjekty budou ležet na zádech po dobu ~45 minut. Kalorimetrické zařízení je připojeno k masce a po dobu 30 minut jsou měřeny VO2 a VCO2 z dechu. Data budou analyzována podle postupů popsaných jinde [22].

Měření MC v každé testovací podmínce MC se odhadne pomocí systému spirometrie s otevřeným okruhem (MedGraphics Corporation, Breezeex Software). Každý účastník bude muset absolvovat 4 období (podmínky) po 10 minutách, ve kterých je kalorimetrický přístroj připevněn k masce a 40 minut se měří VO2 a VCO2 z dechu. První podmínkou je zůstat sedět na židli s rukama položenými na stehna po dobu 10 minut a zůstat bez pohybu. Druhá podmínka je shodná s první, ale účastník je ve vzpřímené poloze (stojící). Nakonec ve třetí podmínce provede účastník každou minutu jeden přechod ze stoje do stoje následovaný přechodem ze stoje do sedu. Pořadí tří podmínek bude přiděleno náhodně. Srdeční frekvence bude měřena nepřetržitě pomocí pulzního oxymetru, který je připojen k systému MedGraphics. Jedná se o zdravotnický prostředek, který nepřímo monitoruje saturaci krve pacienta kyslíkem (na rozdíl od měření saturace kyslíkem přímo ze vzorku krve). Údaje o srdeční frekvenci a spotřebě kyslíku budou analyzovány minutu po minutě.

Statistická analýza Statistická analýza bude provedena pomocí SPSS Statistics verze 22.0, 2013 (SPSS Inc., Chicago, IL). Popisná statistika (průměr ± SD) bude vypočítána pro všechna výsledná měření. Normálnost bude ověřena pomocí Kolmogorova-Smirnovova testu. Opakované měření ANCOVA s post hoc analýzou bude použito k porovnání rozdílů mezi stavy, přizpůsobení potenciálním kovariátům (FFM a věk) a zvážení pořadí randomizace podmínek jako efektu mezi subjekty. Pro testování sféricity nebo homogenity rozptylů bude proveden Mauchlyho statistický test. Statistická významnost bude nastavena na (p<0,05)

Analýza rizik/přínosů Prvním cílem studie je zhodnotit MC související se sezením, stáním a přechody ze sedu do stoje. Tímto způsobem budeme schopni odhadnout dodatečný příspěvek skutečného přechodu na MC ve srovnání s pouhým sezením nebo stáním po delší dobu. Důkazy zjistily, že SB má škodlivé účinky na celkový zdravotní stav, konkrétně spojené s pozitivní energetickou bilancí, která vede k adipozitě a nárůstu hmotnosti, čímž se zvyšuje riziko obezity a souvisejících metabolických rizikových faktorů. Účastníci proto budou mít z této intervence pouze prospěch [23]. Za účast ve studii nebude přidáno žádné riziko, protože žádné riziko nebude spojeno se samotnou intervencí. K posouzení MC a složení těla budou použity uznávané a bezpečné techniky.

Soukromí a důvěrnost údajů Tento výzkum bude probíhat pouze v případě, že bude schválen etickou komisí Faculdade de Motricidade Humana z Universidade de Lisboa a bude prováděn v souladu s Helsinskou deklarací pro humánní studie. Všichni účastníci budou informováni o možných rizicích vyšetřování před udělením písemného informovaného souhlasu s účastí. Shromážděné údaje budou zpracovány a analyzovány, ale vždy bude zachována důvěrnost a soukromí. Proto jsou všechna data shromažďována a zpracovávána bez jakéhokoli osobního identifikátoru a kód nikdy neposkytneme. Data jsou uchovávána v excelovém a SPSS souboru na fakultním serveru propojeném s Cvičební a zdravotní laboratoří. Později přijaté dokumenty s daty každého účastníka budou po vytvoření databáze zničeny.

Kompenzace a pojištění účastníků S účastí v této studii nejsou spojeny žádné výdaje a náklady, takže účastníci nebudou potřebovat žádné pojištění. Nicméně, jak je popsáno v informovaném souhlasu, transport do laboratoře bude podporován účastníky.

Na koho se v případě nouze obrátit? Pedro Judice.

Střet zájmů Autoři prohlašují, že v rámci této studie nedochází ke střetu zájmů.