Витрати енергії на переривання сидячої поведінки

Енн М Сварц

1 Лабораторія досліджень фізичної активності та здоров’я, Відділ наук про рух людини, Університет Вісконсін-Мілуокі, кімната 453 залу Ендеріса, П.О. Box 413, Мілуокі, штат Вісконсин 53201-0413, США

Лія Сквайрс

Скотт Дж. Страт

Анотація

Передумови

Досягнення технологій, соціальний вплив та атрибути навколишнього середовища призвели до значної частини дня, проведеного в сидячих заняттях. Сидяча поведінка може бути причиною багатьох хронічних захворювань, включаючи ожиріння, резистентність до інсуліну, діабет 2 типу та метаболічний синдром. Дослідження продемонстрували, що розрив малорухливого часу благотворно пов'язаний з маркерами складу тіла, здоров'я серцево-судинної системи та діабету 2 типу. Отже, метою цього дослідження було кількісно визначити загальні витрати енергії трьох різних тривалістей фізичної активності протягом 30-хвилинного сидячого періоду та вивчити потенційні переваги переривання сидячої поведінки фізичною активністю для контролю ваги.

Методи

Учасники виконували чотири послідовні 30-хвилинні напади сидячої поведінки (читання, робота за комп’ютером або інші заходи на столі) з перервами і без перерв у ходьбі в самостійно підібраному темпі. Бій одного не міг перервати ходьбу. Двома поєдинками був 1-хвилинний прогулянка. Сутичка три містила 2 хвилини пішої прогулянки. Сутичка чотири містила 5-хвилинну прогулянку. Були оцінені склад тіла та швидкість метаболізму у спокої.

Результат

Двадцять чоловіків та жінок (18-39 років) завершили це дослідження. Результати дисперсійного аналізу повторних вимірювань з пост-хок тестуванням показали, що під час кожного 30-хвилинного сидячого сутички з перервою на ходьбу витрачалося значно більше енергії, ніж у 30-хвилинному сидячому сутичці (р 2 портативна метаболічна система під час кожного з чотирьох приступів. Використання та налаштування системи відповідало інструкціям виробника. Перед кожним випробуванням та після кожної заміни батареї COSMED K4b 2 проходив калібрування вимірювачів газу та витрати відповідно до інструкцій виробника. чотири сутички по 30 хвилин. COSMED K4b 2 виявився вагомим показником витрат енергії порівняно з мішками Дугласа [14].

Швидкість метаболізму в стані спокою

Швидкість метаболізму в стані спокою (RMR) оцінювали за допомогою методики проточного витяжки та аналізували за допомогою системи вимірювання метаболізму ParvoMedics TrueOne (Parvomedics, Солт-Лейк-Сіті, Юта). Кожній особі було запропоновано суворо дотримуватися вимог попереднього тестування, включаючи відсутність їжі та напоїв за 8 годин до цього (без води) та без фізичних вправ протягом 12 годин. Особи оцінювали у стані неспання після лежання на спині протягом мінімум 30 хвилин у термонейтральному середовищі. Щохвилини споживання кисню, вироблення вуглекислого газу та дані про вентиляцію аналізували для визначення коефіцієнта ЯМР протягом періоду стійкого стану 10 хвилин або більше. Дані про частоту серцевих скорочень також збирали за допомогою стандартної стрічки пульсу та годинникового приймача. Перед кожним випробуванням було проведено калібрування газу та вентиляції системи вимірювання метаболізму на основі рекомендацій виробника. Показано, що система вимірювання метаболізму ParvoMedics TrueOne є вагомим показником споживання кисню, виробництва вуглекислого газу та вентиляції [15].

Склад тіла та антропометричні оцінки

Масу та зріст тіла вимірювали за мінімальним одягом та відсутністю взуття. Масу тіла вимірювали з точністю до 0,01 кг за допомогою ваги терапевтичного променя (Continental Scale Corporation, Bridgeview, IL), а висоту вимірювали з точністю до 0,1 см за допомогою стадіометра (Continental Scale Corporation, Bridgeview, IL). Індекс маси тіла (ІМТ) розраховували за формулою маси тіла (кг), поділеної на квадрат висоти (м 2). Вимірювання окружності проводили на талії (найвужчій частині тулуба між найнижчим ребром і гребінем клубової кістки) за допомогою пластикової стрічки, оснащеної натяжною ручкою. Всі вимірювання окружності талії проводились у двох примірниках з точністю до 0,1 см в кінці видиху, із середнім вимірюванням, записаним для аналізу.

Склад тіла з трьома відділеннями оцінювали за допомогою подвійної енергетичної рентгенівської абсорбціометрії (DXA; GE Lunar Prodigy, Madison, WI). Показано, що DXA є надійним та достовірним показником відсотка жиру в організмі, з оцінками складу тіла в межах від 1 до 3% жиру в організмі за багатокомпонентними моделями [16], а коефіцієнти варіації коефіцієнтів порівнянні з показниками гідростатичного зважування та повітря зміщувальна плетизмографія [17].

Дані та статистичний аналіз

Cosmed K4b 2 забезпечує повсякденне кисень, вуглекислий газ та дані про вентиляцію та обчислює VO2 та VCO2. Дані усереднювали за інтервали в 1 хвилину. Виміряний коефіцієнт ефективності віднімався від виміряних валових витрат енергії, зібраних під час сидячих приступів, щоб визначити чисті витрати енергії для кожного поєдинку.

Описова статистика була проведена для всіх змінних. Нормальність даних оцінювали за допомогою гістограм та тестів на перекіс. Повторний дисперсійний аналіз мір був використаний для порівняння загальних валових витрат енергії, загальних чистих енергетичних витрат, чистих витрат енергії на фізичну активність та чистих витрат енергії в сидячому стані між чотирма сидячими приступами. Тест Tukey post-hoc проводили для визначення суттєвої різниці між сутичками. Нарешті, були проведені незалежні Т-тести, щоб визначити, чи були присутні різниці в групах для значень VO2 у межах приступів.

Описова статистика виражається як середнє значення ± стандартне відхилення; всі інші дані подаються як середнє значення ± стандартна помилка. Аналізи проводили за допомогою SPSS ® 16.0 для Windows (SPSS Inc., Чикаго, Іллінойс), і рівень альфа був встановлений на 0,05.

Результати

Характеристика учасника

Серед учасників були двадцять молодих чоловіків та дівчат (віковий діапазон 19-38 років) з ІМТ від нормального до ожиріння та виміряним відсотком жиру в організмі, що перевищував рекомендований рівень до ожиріння [18,19]. Вісімдесят відсотків учасників були кавказцями, 15% - афроамериканцями та 5% - тихоокеанськими острівцями. Швидкість обміну речовин у спокої учасників була на рівні, який можна було очікувати для молодих дорослих чоловіків та жінок (Таблиця (Таблиця1 1).

Таблиця 1

Описові характеристики учасників (N = 20)

VariableMeanSDMinimumMaximum

Вік (y)	28.1	5.7	19,0	38,0
Висота (см)	172.1	9.6	155,0	187,0
Маса тіла (кг)	82,7	22.2	51,5	136,8
ІМТ (кг/м 2)	27.8	6.6	19.8	41.1
Туалет (см)	95,5	58.2	66.4	104,9
Співвідношення W: H	0,82	0,17	0,68	0,90
Тілесний жир (%)	24.9	12.7	5.6	46.1
ЯМР (мл/кг/хв)	3.1	0,4	2.6	4.0
RMR (ккал/добу)	1759 рік	375	1261	2589

Примітка. ІМТ, індекс маси тіла; Туалет, окружність талії; Ш: співвідношення H, співвідношення талії та стегон; RMR, швидкість метаболізму в стані спокою.

Енергія, що витрачається під час сидячих сутичок з активністю та без неї

У середньому учасники витрачали 7,3% або 3,2 додаткових валових кілокалорій під час поєдинку 2, 17% або 7,6 додаткових валових кілокалорій під час поєдинку 3 та 37% або 16,6 додаткових валових кілокалорій під час поєдинку 4 порівняно з поєдинком 1 (таблиця (таблиця2). 2 ). Беручи до уваги витрати енергії у стані спокою, учасники витратили 40% або 3,0 додаткових чистих кілокалорій під час поєдинку 2, 99% або 7,4 додаткових чистих кілокалорій під час поєдинку 3 та 220% або 16,5 додаткових чистих кілокалорій під час поєдинку 4, нарешті, виражаючи чисті витрати енергії відносно кілограмів сухої маси тіла, учасники витратили на 43%, 86% та 200% більше чистих кілокалорій на кг сухої маси тіла під час сутичок 2, 3 та 4 відповідно, ніж під час поєдинку 1.

Таблиця 2

Витрати енергії під час сидячих сутичок з перервою активності та без неї (середнє значення ± SE, N = 20).

Бій 1Бут 2Бут 3Бут 4

Валова EE (ккал/30 хв)	43,9 ± 2,09 b, c, d	47,13 ± 2,2 a, c, d	51,49 ± 3,02 a, b, d	60,45 ± 3,51 а, б, в
Чистий ЕЕ (ккал/30 хв)	7,49 ± 1,23 b, c, d	10,49 ± 1,38 a, c, d	14,85 ± 1,61 a, b, d	23,96 ± 2,04 а, б, в
Відносна чиста ЕЕ (ккал/30 хв/кг сухої маси тіла)	0,14 ± 0,03 b, c, d	0,20 ± 0,03 a, c, d	0,26 ± 0,03 a, b, d	0,42 ± 0,05 a, b, c

суттєво відрізняється від сутички 1 (pb суттєво відрізняється від сутички 2 (pc суттєво відрізняється від сутички 3 (pd суттєво відрізняється від сутички 4 (p (табл. 3). 3). При екстраполяції на повний восьмигодинний робочий день, якщо людина вставала і ходила по 1 хвилині щогодини, теоретично вони витрачали б додаткові 24 кілокалорії на день або додаткові 120 кілокалорій на тиждень порівняно з тим, як сиділи протягом 8 годин. протягом двох-п’яти хвилин один раз на годину протягом восьмигодинного робочого дня теоретично призведе до додаткових 59-132 кілокалорій, відповідно витрачених протягом восьмигодинного робочого дня, або від 296 до 660 додаткових кілокалорій на тиждень, порівняно із сидінням.

Таблиця 3

Екстраполяція витрат енергії для порушення часу сидячого відпочинку з перервами на ходьбу.

Період часу 1 хвилина ходьби/30 хвилин 2 хвилини ходьби/30 хвилин 5 хвилин ходьби/30 хвилин

1 година (ккал)	6.0	7.4	16.5
8-годинний робочий день (ккал)	24	59.2	132
1 тиждень 8-годинних робочих днів (ккал)	120	296	660
1 місяць 8-годинних робочих днів (ккал)	480	1184	2640
6 місяців 8-годинних робочих днів (ккал)	2880	7104	15840
12 місяців 8-годинних робочих днів (ккал)	5760	14208	31680

Сидіння становило 100% чистих витрат енергії в поєдинку 1, 83% чистих витрат енергії в поєдинку 2, 65% чистих витрат енергії в поєдинку 3 та 38% чистих витрат енергії в поєдинку 4. Значення VO2 сидячи під час поєдинків 2 (p = .01) та 3 (p = .026) для всіх учасників, сутичка 2 для жінок (p = .005) та сутичка 3 для чоловіків (p = .028) були значно вищими, ніж сутички 1. Крім того, сутичка 3 була значно вищою, ніж сутичка 2, лише для чоловіків (p = .014).

Перерва на ходьбу становила 17%, 32% і 62% чистого VO2 в сутичках 2, 3 і 4 (таблиця (табл. 4). 4). Загальні чисті значення VO2 та чисті показники VO2 щодо фізичної активності були значно вищими від поєдинку 1 до поєдинку 2 до поєдинку 3 до поєдинку 4 для всіх учасників, жінок-учасниць та чоловіків. Хоча чиста фізична активність VO2 постійно зростала із збільшенням тривалості ходьби, збільшення витрат енергії не було пропорційним збільшенням часу, витраченого на ходьбу. Під час сутички 3 час, витрачений на ходьбу, подвоївся (з 1 хвилини до 2 хвилин), проте чиста фізична активність VO2 зросла на 154%. Крім того, під час поєдинку 4 учасники провели 5 хвилин ходьби порівняно з 2 хвилинами ходьби в поєдинку 3, а чиста фізична активність VO2 зросла на 217%. Не було суттєвих відмінностей між статями щодо загального чистого VO2, чистого сидячого VO2 або чистого фізичного навантаження VO2 для будь-якого з сутичок.

Таблиця 4

Споживання кисню при поведінці ходьби та сидіння під час сидячих сутичок з перервою для ходьби та без неї (середнє значення ± SE).