休息时和运动时的身体成分和脂质代谢:横断面分析。
人们普遍提倡在适当的时候上调脂肪氧化的能力,例如在禁食期间、低到中等强度的运动期间以及高脂肪餐后。 这大概是由于人们认为高利用脂肪的能力可以提高(超)耐力表现并有助于调节身体脂肪和代谢疾病。 因此,休息时脂肪使用受损与肥胖和胰岛素抵抗有关(Kelley 等人,1999)。 然而,尚无定论和/或缺乏系统证据,尤其是在大量不同的成年人中,探索:
1) 与瘦人相比,超重或肥胖的人在运动过程中全身脂肪的使用是否发生了变化
3) 休息时和运动时全身脂肪消耗的个体差异
4) 与休息和运动时全身脂肪消耗相关的生理、代谢、生活方式和遗传特征
因此,本研究的目标有三方面:
- 探索全身脂肪使用是否与身体成分有关
- 探索全身脂肪使用与生理、代谢、生活方式和遗传变量之间的关联
- 评估全身脂肪使用的个体差异。
本研究是一项观察性、探索性横断面研究。 将招募范围广泛的“健康”和“有代谢疾病风险”的成年人。
参与者将被要求参观巴斯大学的实验室四次。 访问 1 是筛选和研究熟悉访问。 第 2 次和第 3 次访问将在 7-14 天内完成,包括生活方式监测(饮食和身体活动)、一次性尿液和血液样本、休息和运动期间的燃料使用评估(后者通过渐进的分级循环运动测试至力竭)。 第 4 次访问是通过双能 X 射线吸收测定法 (DEXA) 扫描以及可选的骨骼肌和/或脂肪组织活检来评估身体成分。
研究概览
详细说明
代谢灵活性广义上是指在正确的时间利用正确的燃料来源(主要是碳水化合物或脂肪)获取能量的能力(Kelley 和 Mandarino,2000)。 这首先在骨骼肌水平上被概念化(Kelley 和 Mandarino,1990;Andres 等人,1956)。 最初被“代谢灵活性”捕获的一个主要租户是“健康”个体在休息后吸收条件下主要利用脂肪作为能量来源(Kelley 等人,1999 年;Kelley 和 Mandarino,1990 年)。 最近,有人呼吁将“代谢灵活性”的概念扩展到锻炼条件(Goodpaster 和 Sparks,2017 年;Rynders 等人,2017 年)。 与休息时类似,脂肪在中低强度运动中提供重要的能量来源(van Loon 等人,2001 年;Romijn 等人,1993 年)。 因此,在全身和骨骼肌水平的健康个体中,在这种情况下,脂肪是一种重要且主要的能量燃料来源,这一点得到了强有力的表征和接受。
然而,通常认为肥胖和 2 型糖尿病患者对脂肪作为燃料来源的依赖程度较低,因此与此类疾病的发病机制有关(Rynders 等人,2017 年;Kelley 和 Mandarino, 2000)。 或者,提倡在上述两种情况下高利用脂肪的能力是运动员和非运动员的理想特征,大概是因为人们认为高脂肪利用率可以提高耐力表现和/或有助于调节身体脂肪和代谢健康。 因此,人们对在适当的时候上调脂肪利用产生了很大的兴趣,例如。在禁食和中低强度运动期间。
相应地,据报道,肥胖者与瘦者相比,静息和运动脂肪的使用较低(例如 兰子等人,2014;佩雷斯-马丁等人,2001 年;凯利等人,1999 年)。 此外,休息时更多的脂肪消耗与未来较低的体重和脂肪增加/恢复有关(例如 Shook 等人,2016 年; Seidell 等人,1992 年),以及在运动期间减少短期运动后能量摄入/平衡(例如 Hopkins 等人,2012 年)、运动引起的脂肪减少(Barwell 等人,2008 年)和减重/维持体重(Dandadell 等人,2017 年)。 然而,重要的是,这种关系并不总是与相似(例如 布莱兹等人,2014 年; Croci 等人,2014 年)或更高(例如 阿拉等人,2011 年; Goodpaster 等人,2002 年; Horowitiz et al., 2000) 与瘦人相比,肥胖者在休息和运动时的脂肪消耗率。 此外,横断面和前瞻性关联并不总是存在于低脂肪使用和更大的体重/脂肪量增加或恢复之间(例如 Dandanell 等人,2017 年;埃利斯等人,2010 年)。 因此,尽管受到普遍提倡,但目前尚不清楚在休息时或运动期间使用较低的脂肪是易患还是过度肥胖的特征(即。 肥胖)。
不一致的发现部分可能是由于研究之间存在许多方法学差异,例如参与者特征、比较组的匹配、使用的运动方案和/或身体成分、脂质氧化和心肺健康水平的评估。
因此,通过使用成熟且受人尊敬的技术,我们的目标是全面系统地探索在休息和运动期间全身脂肪的使用是否是:
- 与瘦人相比,超重或肥胖的人发生了变化
- 可能影响脂肪使用的其他决定因素/因素
- 脂肪使用的个体差异将有助于更自信地确定上述目标。
研究类型
注册 (实际的)
联系人和位置
学习地点
-
-
-
Bath、英国、BA2 7AY
- Department for Health, University of Bath
-
-
参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
取样方法
研究人群
描述
纳入标准:
- 年龄在 18 至 65 岁之间
- 男女不限
- 体重指数在 18.9 - 35 kg/m2 之间
- 能够并愿意给予知情的口头和书面同意
- 完成并满足预研究问卷和屏幕的定义标准
排除标准:
- 目前有或以前有代谢、心肺或肌肉骨骼疾病史
- BMI 低于 18.9 或高于 35 kg/m2
- 计划在研究期间(7 - 21 天)改变生活方式(饮食和/或身体活动)
- 不愿意或不能充分满足学习要求
学习计划
研究是如何设计的?
设计细节
队列和干预
团体/队列 |
干预/治疗 |
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成年男性和女性
完成研究协议
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参与者将间隔 7 - 28 天完成三个研究方案,其中包括:
我们正在观察一组将在休息和运动条件下接受评估的个体的生物/健康参数。 目前的研究不涉及干预。 |
研究衡量的是什么?
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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全身脂肪氧化的最大速率 (mg/kg FFM/min)
大体时间:7 - 14 天
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无脂肪质量 (FFM)。
在增量阶段最大心肺适能测试期间评估
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7 - 14 天
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次要结果测量
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
|---|---|---|
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全身脂肪氧化最大速率(g/min)
大体时间:7-14天
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未调整的利率。
在增量阶段最大心肺适能测试期间评估
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7-14天
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FATmax(最大耗氧量的百分比)
大体时间:7 - 14 天
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全身脂肪氧化达到最大速率时的运动强度。
表示为 VO2peak 的百分比)。
在增量阶段最大心肺适能测试期间进行评估。
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7 - 14 天
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FATmax(最大瓦特的百分比)
大体时间:7 - 14 天
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全身脂肪氧化达到最大速率时的运动强度。
表示为最大瓦特的百分比)。
在增量阶段最大心肺适能测试期间进行评估。
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7 - 14 天
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FATmax(最大心率百分比)
大体时间:7 - 14 天
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全身脂肪氧化达到最大速率时的运动强度。
表示为最大心率的百分比)。
在增量阶段最大心肺适能测试期间评估
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7 - 14 天
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运动期间的全身底物氧化率(碳水化合物和脂质)
大体时间:7 - 14 天
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在增量阶段通过呼出气体样本的间接量热法评估最大心肺适能测试。
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7 - 14 天
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静止时全身底物氧化率(碳水化合物和脂质)
大体时间:7 - 14 天
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通过对呼出的气体样本进行间接量热法,让参与者以半仰卧位的方式在休息时进行评估。
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7 - 14 天
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静息代谢率
大体时间:7 - 14 天
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通过对呼出的气体样本进行间接量热法,让参与者以半仰卧位的方式在休息时进行评估。
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7 - 14 天
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心肺适能 (VO2peak)
大体时间:7 - 14 天
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在增量阶段最大心肺适能测试期间评估
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7 - 14 天
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习惯性能量摄入
大体时间:7 - 21 天
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参与者将被要求在每个主要试验日(访问 2 和 3)之前完成自称食物和饮料日记,以便计算平均每日卡路里和大量营养素摄入量。
该程序将由 CI 解释。
该饮食监测期必须包括 3 个工作日、至少一个周末和每次主要试验开始前的 48 小时(访问 2 和 3)。
此外,将在访问 3 之前复制访问 2 之前的 48 小时。
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7 - 21 天
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习惯性能量消耗/体力活动
大体时间:7 - 21 天
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在每个主要试验日(访问 2 和 3)之前 7 天,将通过加速度计和心率监测来测量身体活动。
CI 将解释此过程。
可以计算ntake。
参与者在每次主要试验(访问 2 和 3)开始前 48 小时的身体活动水平将被要求尽可能接近地复制。
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7 - 21 天
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月经周期(仅限女性)
大体时间:7 - 21 天
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通过自我报告的月经周期问卷进行评估
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7 - 21 天
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自我报告的身体活动水平
大体时间:7-21天
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由国际身体活动问卷(长版)评估
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7-21天
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空腹血糖浓度
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血浆样本进行评估
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7-21天
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空腹血脂(甘油三酯/胆固醇)
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血清样本进行评估
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7-21天
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空腹脂肪组织衍生激素浓度(瘦素、脂联素)
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血浆样本进行评估
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7-21天
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空腹儿茶酚胺浓度(肾上腺素和去甲肾上腺素)
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血浆样本进行评估
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7-21天
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空腹性激素浓度(17 β-雌二醇、睾酮、黄体酮)
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血清样本进行评估
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7-21天
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空腹胰腺衍生激素浓度(胰岛素和胰高血糖素)
大体时间:7-21天
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通过从血液样本中提取的血浆样本进行评估
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7-21天
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水合状态(尿比重)
大体时间:7-21天
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通过使用折光仪分析尿液样本进行评估
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7-21天
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年龄
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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性别
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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种族
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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吸烟状况
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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药物/补充剂使用
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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饮食模式/要求(例如素食主义者、素食主义者、乳糜泻)
大体时间:7-21天
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通过参与者问卷评估
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7-21天
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体重(公斤)
大体时间:7-21天
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通过体重秤评估
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7-21天
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身体质量指数 (kg/m2)
大体时间:7-21天
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通过将以公斤为单位的体重除以以米为单位的身高的平方来评估。
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7-21天
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腰围(厘米)
大体时间:7-21天
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通过使用人体测量卷尺进行评估
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7-21天
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臀围 (cm)
大体时间:7-21天
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通过使用人体测量卷尺进行评估
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7-21天
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体脂率
大体时间:1天
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在访问 4 时通过双能 X 射线吸收测定法扫描进行评估。
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1天
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体脂定位
大体时间:1天
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在访问 4 时通过双能 X 射线吸收测定法扫描进行评估。
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1天
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瘦体重
大体时间:1天
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在访问 4 时通过双能 X 射线吸收测定法扫描进行评估。
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1天
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体脂率
大体时间:7-21天
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体重秤的生物电阻抗分析
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7-21天
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基因分型分析
大体时间:7 - 21 天
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将通过从血液样本中提取血沉棕黄层来评估基因分型分析
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7 - 21 天
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骨骼肌样本(可选)
大体时间:1天
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可选的肌肉样本将在第 4 次访视时使用 Bergstrom 技术从股四头肌中获取。
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1天
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脂肪组织(脂肪)样品(可选)
大体时间:1天
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可选的脂肪样本将在第 4 次访视时通过“吸脂”技术从皮下腹部区域(脐外侧 5 厘米)获取。
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1天
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脂肪质量指数(以 kg/m2 为单位的身体脂肪)
大体时间:7 - 21 天
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用以公斤为单位的身体脂肪除以以米为单位的身高的平方来评估。
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7 - 21 天
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员:Javier T Gonzalez, PhD、University of Bath
出版物和有用的链接
一般刊物
- Kelley DE, Goodpaster B, Wing RR, Simoneau JA. Skeletal muscle fatty acid metabolism in association with insulin resistance, obesity, and weight loss. Am J Physiol. 1999 Dec;277(6):E1130-41. doi: 10.1152/ajpendo.1999.277.6.E1130.
- Goodpaster BH, Sparks LM. Metabolic Flexibility in Health and Disease. Cell Metab. 2017 May 2;25(5):1027-1036. doi: 10.1016/j.cmet.2017.04.015.
- Lanzi S, Codecasa F, Cornacchia M, Maestrini S, Salvadori A, Brunani A, Malatesta D. Fat oxidation, hormonal and plasma metabolite kinetics during a submaximal incremental test in lean and obese adults. PLoS One. 2014 Feb 11;9(2):e88707. doi: 10.1371/journal.pone.0088707. eCollection 2014.
- Rynders CA, Blanc S, DeJong N, Bessesen DH, Bergouignan A. Sedentary behaviour is a key determinant of metabolic inflexibility. J Physiol. 2018 Apr 15;596(8):1319-1330. doi: 10.1113/JP273282. Epub 2017 Jul 4.
- Kelley DE, Mandarino LJ. Fuel selection in human skeletal muscle in insulin resistance: a reexamination. Diabetes. 2000 May;49(5):677-83. doi: 10.2337/diabetes.49.5.677.
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- ANDRES R, CADER G, ZIERLER KL. The quantitatively minor role of carbohydrate in oxidative metabolism by skeletal muscle in intact man in the basal state; measurements of oxygen and glucose uptake and carbon dioxide and lactate production in the forearm. J Clin Invest. 1956 Jun;35(6):671-82. doi: 10.1172/JCI103324. No abstract available.
- van Loon LJ, Greenhaff PL, Constantin-Teodosiu D, Saris WH, Wagenmakers AJ. The effects of increasing exercise intensity on muscle fuel utilisation in humans. J Physiol. 2001 Oct 1;536(Pt 1):295-304. doi: 10.1111/j.1469-7793.2001.00295.x.
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- Barwell ND, Malkova D, Leggate M, Gill JM. Individual responsiveness to exercise-induced fat loss is associated with change in resting substrate utilization. Metabolism. 2009 Sep;58(9):1320-8. doi: 10.1016/j.metabol.2009.04.016. Epub 2009 Jun 18.
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- Blaize AN, Potteiger JA, Claytor RP, Noe DA. Body fat has no effect on the maximal fat oxidation rate in young, normal, and overweight women. J Strength Cond Res. 2014 Aug;28(8):2121-6. doi: 10.1519/JSC.0000000000000512.
- Croci I, Hickman IJ, Wood RE, Borrani F, Macdonald GA, Byrne NM. Fat oxidation over a range of exercise intensities: fitness versus fatness. Appl Physiol Nutr Metab. 2014 Dec;39(12):1352-9. doi: 10.1139/apnm-2014-0144. Epub 2014 Aug 1.
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- Goodpaster BH, Wolfe RR, Kelley DE. Effects of obesity on substrate utilization during exercise. Obes Res. 2002 Jul;10(7):575-84. doi: 10.1038/oby.2002.78.
- Ellis AC, Hyatt TC, Hunter GR, Gower BA. Respiratory quotient predicts fat mass gain in premenopausal women. Obesity (Silver Spring). 2010 Dec;18(12):2255-9. doi: 10.1038/oby.2010.96. Epub 2010 May 6.
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (实际的)
初级完成 (实际的)
研究完成 (实际的)
研究注册日期
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