correlation analysis between resting metabolic rate, body ...560793/fulltext01.pdf · 2...
TRANSCRIPT
Correlation analysis between resting metabolic rate,
body composition and physical activity in active and
inactive men and women
Emma Jonsson
Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi
Biomedicinska analytikerprogrammet
VT 2012
2
ABBREVIATIONS
AMA = Arm Muscle Area
ATP = Adenosintrifosfat
BMR = Basal Metabolic Rate
DXA = Dual Energy X-ray Absorbtion
FFM = Fat Free Mass
FM = Fat Mass
MAC = Mid Arm Circumference
MM = Muscle Mass
PAEE = Physical Activity Energy Expenditure
RMR = Resting Metabolic Rate
RQ = Respiratory Quotient
SMR = Sleeping Metabolic Rate
TBW = Total Body Water
TEE = Total Energy Expenditure
TEF = Thermic Effect of Food
3
ABSTRACT
The objective of the present study was to explore the correlation between resting metabolic
rate (RMR), body composition and physical activity in active and inactive men and women
aged 20-30 years. In total, 13 active and 10 inactive women and 8 active and 5 inactive men
were enrolled in this study. RMR was measured using an indirect respiratory calorimeter and
body composition was obtained using a BodPod, anthropometric measurements
(measurements of waist, weight, skin fold thickness etc.) and bioelectrical impedance
analysis. From the BodPod were information obtained about fat-free mass (FFM) and fat mass
(FM) and from the bioelectrical impedance analysis were data obtained about the total body
water (TBW). By combining the data from these methods a three-compartment model could
be produced. This gives a better value of the body composition. By using anthropometric
measurements the muscle mass (MM) could be calculated. FFM measurements correlate best
with RMR for both active men and women and for inactive women. For the inactive men MM
correlates best with RMR. In conclusion, comparing the groups as a whole it is seen that the
FFM correlates best with RMR for both women and men. Since the muscles are the
metabolically active part of FFM it is concluded that muscles affects the RMR value and
muscles can in turn be influenced by training.
KEYWORDS
Indirect respiratory calorimeter, Bod Pod, bioimpedance, three-compartment model, muscle
mass
4
INTRODUKTION
För att människokroppen ska fungera behöver den energi, precis som en bil behöver bränsle
för att kunna köras. Energi finns lagrad i mat i form av kolhydrater, fett och protein. Denna
energi kommer ursprungligen från solenergi, som har omvandlat koldioxid och vatten till
glukos genom växternas fotosyntes: solenergi + 6CO2 + 6H2O C6H12O6 (glukos) + 6O2.
Energin i kolhydrater, fett och protein digereras stegvis i kroppen via en rad kemiska
reaktioner och bildar slutligen adenosintrifosfat (ATP). Det är en form av energi som cellerna
i kroppen kan utnyttja direkt. Detta sker genom att näringsämnen (kolhydrater, fett och
protein) oxideras i citronsyracykeln och elektrontransportkedjan: C6H12O6 + 6O2 (oxidation)
6CO2 + 6H2O + värme + ATP [1]. Denna avslutande oxidativa fosforylering, det vill säga
bildning av ATP, sker i cellernas mitokondrier. Både matens energiinnehåll och kroppens
energiförbrukning mäts som frigjord mängd värme vid näringsämnenas oxidation i kroppen.
Energimängden uttrycks antingen i kilojoule (kJ) eller i kilokalorier (kcal).
Energiförbrukningen som en person har i vaket tillstånd under psykisk och
fysisk vila benämns basalmetabolism (Basal Metabolic Rate, BMR) och definieras som den
energi som krävs för att upprätthålla kroppens grundläggande cellulära aktivitet och
funktioner hos organen [1]. Det sker huvudsakligen via det autonoma nervsystemet och det
förbrukar energi genom exempelvis upprätthållande av kroppens temperatur, andning och
cirkulation.
Efter en måltid ökar energiförbrukningen. Det kallas matens termogena effekt
(Thermic Effect of Food, TEF). Ökningen, som förblir i ca 3-6 timmar efter en måltid, beror
antagligen på att cellernas aktivitet ökar när näringsämnen digereras, metaboliseras och lagras
som energidepåer. Hur stor ökningen av TEF blir avgörs av måltidens storlek, energiinnehåll
samt sammansättning och den varierar mellan olika personer.
Vardaglig fysisk aktivitet och fysisk träning (Physical Activity Energy
Expenditure, PAEE) ökar energiförbrukningen. Energiförbrukningen för olika aktiviteter ökar
med kroppsvikten. Det innebär att en person med hög kroppsvikt förbrukar mer energi än en
person med lägre kroppsvikt om de utför samma typ av arbete. Intensiteten påverkar också
energiförbrukningen.
Människans totala energiförbrukning (Total Energy Expenditure, TEE), är
summan av energiutgifterna för BMR, TEF och PAEE. Av TEE utgör BMR 65-70 % [2],
TEF 10-15 % [2,3] och PAEE 20-30 % [2]. Variationer i TEE inom och mellan personer
förklaras till stor del av skillnader i PAEE eftersom PAEE varierar mycket från person till
5
person. TEE kan mätas med en accelerometer (rörelsemätare), en stegräknare, med
hjärtfrekvensmätning, dubbelmärkt vatten [4] samt aktivitetsdagböcker.
BMR kan både beräknas och mätas. Vid mätning av BMR används indirekt
respiratorisk kalorimetri. Metoden anses ge det mest exakta resultatet när det gäller mätning
av energiförbrukning [1]. Metoden mäter syreförbrukningen (VO2) och
koldioxidproduktionen (VCO2) i utandningsluften hos en person och den respiratoriska
kvoten (RQ) mellan dessa två parametrar (VCO2 ÷ VO2) beskriver vilket/vilka näringsämnen
som kroppen omsätter i vila [5]. Värdet som erhålls vid mätningen presenteras i enheten kcal
per dygn. Beroende på vilket substrat som kroppen omsätter erhålls cirka 5 kcal för varje liter
syre som förbrukas. Vid fullständig oxidation av glukos (kolhydrater är energikällan) blir RQ-
värdet 1,0 medan fullständig oxidation av fett ger ett RQ-värde på ca 0,69 [1]. RQ-värden runt
0,80 speglar en blandkost. Alltså, olika substrat förknippas med olika värden på VCO2 och
VO2 och således även RQ-värdet [1].
Vid mätning av BMR ska försökspersonen ha fastat i 12 timmar innan
mätningen utförs. Det finns ett liknande mått för personer som fastat 2-3 timmar samt vilat 30
min innan mätning, vilket kallas vilometabolism (Resting Metabolic Rate, RMR). RMR-
värdet är något högre (3-5%) än BMR-värdet på grund av TEF men en RMR-mätning kan
vara lättare att genomföra eftersom bland annat kravet på fasta inte är lika högt. I denna studie
är det RMR-värdet som har mäts.
RMR-värdet bestäms framförallt av storleken på kroppens aktiva cellmassa men
värdet påverkas även av kroppssammansättningen och kroppsstorleken. En person som har en
stor andel muskelmassa har ett högre RMR-värde jämfört med en person med en stor andel
fettmassa. Det beror på att muskelceller innehåller fler mitokondrier än vad fettceller gör och
dessa förbrukar mycket mera energi än vad fettceller gör. RMR-värdet är alltså lägre för
personer som har större andel fettmassa än vid motsvarande kroppsvikt med större andel
muskelmassa. Fett och muskler utgör en relativt stor del av kroppen (bortsett från vattnet)
men de har ett lågt RMR-värde i jämförelse med organ som hjärta, njurar, hjärna och lever.
Dessa står för endast 5-6 % av kroppsvikten men har ett mycket högre RMR-värde [6]. Andra
delar av kroppen som ben, hud och lungor har också ett lägre RMR-värde [6,7]. RMR-värdet
påverkas även av åldern. Barn och ungdomar med snabb tillväxt har en högre
energiförbrukning men med stigande ålder sker förändringar i kroppssammansättningen som
gör att RMR-värdet minskar [8]. Den totala energiförbrukningen minskar med ca 150
kcal/dygn per decennium efter det 20:e levnadsåret för både män och kvinnor [9]. Övriga
6
faktorer som påverkar RMR-värdet är exempelvis hormoner och för kvinnan påverkas RMR
av var hon befinner sig i menstruationscykeln. Vid ägglossning kan värdet vara ca 10 % högre
[10]. Sammantaget förklaras 80-90 % av skillnaderna i RMR mellan olika personer av ålder,
kön, vikt, fettfri massa (Fat Free Mass, FFM), fettmassa (Fat Mass, FM) och PAEE.
Konditionen hos en person är av betydelse för hur mycket energi personen kan
omsätta under en viss tids träning. En uthållighetstränad person med hög
syreupptagningsförmåga (VO2) förbrukar mer energi än en otränad person med lägre
syreupptagningsförmåga, om de utför exakt samma aktivitet och under samma tid.
Energiförbrukningen är förhöjd även efter träning både hos konditions-och
styrketräningsidrottare på grund av en ökad syreupptagningsförmåga [11]. Tidigare studier
har visat att fysisk aktivitet påverkar RMR-värdet [12]. Vid jämförelse mellan aktiva och
inaktiva personer har en signifikant skillnad i RMR setts. De aktiva hade då ett betydligt
högre RMR-värde än vad som förväntades av beräkningar baserade på kroppsmassa och
kroppssammansättning [12].
Kroppssammansättning hos en människa används för att beskriva andelen fett,
muskler, ben och vatten i kroppen. Eftersom dessa komponenter tar upp olika stor andel av
kroppen kan personer med samma längd och kroppsvikt se helt olika ut eftersom de har olika
kroppssammansättningar. För att bestämma kroppssammansättningen hos en person används i
denna studie BodPod-, bioimpedans- och kalipermätningar. Kroppsvolymen, kroppsdensiteten
(densiteten för muskler är högre än för fett) och andelen fett kan mätas med en BodPod. Det
är en äggformad behållare, vilken också kallas för Air-Displacement Plethysmography [13].
Genom att analysera den undanträngda luftens volym samt lufttrycket i bodpoden kan
kroppsvolymen beräknas. Med hjälp av denna volym beräknas sedan kroppens densitet och
därefter FM och FFM [14]. FFM består bland annat av vatten, muskler och ben. Vid
bioimpedansmätning leds en mycket svag ström genom kroppen, i denna studie via en speciell
våg. Vävnader i kroppen har olika strömledande egenskaper och genom att mäta det elektriska
motståndet, resistansen, kan kroppssammansättningen bestämmas [15]. Ökad resistans
innebär dålig ledningsförmåga. Muskler består huvudsakligen av vatten, vilket leder
strömmen bra, och ger därmed en lägre resistans. Fett har däremot en dålig ledningsförmåga
och ger en högre resistans. En vältränad person består av mera vatten än en otränad person
eftersom en tränad person oftast har mera muskler. Metodens huvudsyfte är att bestämma
kroppens elektriska impedans och på så sätt beräkna kroppens totala vatteninnehåll (Total
Body Water, TBW). Med en kaliper, som liknar en liten tång med millimeterskala, mäts
7
tjockleken på hudveck vid olika ställen på kroppen. Det görs genom att nypa tag i huden med
fingrarna så att ett hudveck bestående av underhudsfett erhålls och dess tjocklek läses av. I
denna studie var hudvecksmåttet på triceps (överarmens baksida) av intresse. Detta mått
tillsammans med omkretsen på överarmen används sedan för att beräkna muskelmassan, MM
(Muscle Mass). Genom att kombinera olika metoder kan en mera detaljerad bild av en persons
kroppssammansättning bestämmas [16,17]. Eftersom resultaten från en bioimpedansmätning
beror på hur mycket vatten en person har för tillfället i kroppen kombinerades bioimpedansen
med BodPoden i denna studie för att få ett mera exakt värde på kroppssammansättningen.
Detta tillvägagångssätt ger upphov till en så kallad tre-kompartmentsmodell [18]. Enligt
denna delas kroppen upp i FM, TBW samt FFM – TBW (vilket motsvarar muskler och ben).
Förutom dessa mätmetoder finns även antropometriska mått (vikt, längd, midja/stuss- och
omkretsmått), datortomografi [19] och mätningar av bentätheten (Dual Energy X-ray
Absorbtion, DXA) [20] för en mer exakt bestämning av kroppssammansättningen.
Eftersom RMR utgör en stor del av TEE, speciellt hos inaktiva personer [6], är
det viktigt att ta hänsyn till den vid olika hälsotillstånd, till exempel över- och undervikt, samt
vid behandling och forskning kring metabola sjukdomar. En persons kroppssammansättning
har en stor påverkan på dennes hälsa och prestationsförmåga. Muskelmassan är viktig för
rörelse och prestation medan fettmassan har livsviktiga funktioner som exempelvis
värmeisolering, skyddade av kroppens organ och hormonproduktion. För hög eller låg
fettmassa är dock en hälsorisk. Inom idrottsvärlden kan kroppssammansättningen inom vissa
idrotter vara av betydelse [13]. Exempelvis behöver en tyngdlyftare mera muskler än en
orienterare, som mest är i behov av god kondition och inte alltför mycket muskler. Genom att
mäta kroppssammansättningen kan planer för ändrade kost-och träningsupplägg konstrueras
anpassade efter olika individers behov.
Det huvudsakliga syftet med denna studie var att undersöka hur aktiva och
inaktiva kvinnor och mäns vilometabolism ser ut beroende av kroppssammansättning och
fysisk aktivitet. Det gjordes genom att undersöka vad av vikt, FFM och MM som korrelerar
bäst med RMR.
8
MATERIAL OCH METOD
Design
Till studien söktes aktiva och inaktiva kvinnor och män i åldrarna 20-30 år. Kravet för att
hamna i den aktiva gruppen var regelbunden träning minst tre gånger per vecka och för att
räknas som inaktiv fick träning maximalt bedrivas en till två gånger per vecka. Beroende på
om de var aktiva eller inaktiva delades de in i fyra grupper, två grupper med kvinnor och två
grupper med män. För att få en standardisering av mätningarna informerades
försökspersonerna om att inte träna dagen innan samt fasta 2-3 timmar före mätningarna.
Urval
Rekryteringen till studien skedde genom att personer i min närhet tillfrågades. Mätningarna
utfördes på det energimetaboliska laboratoriet på Akademiska sjukhuset i Uppsala. I studien
ingick slutligen totalt 36 personer, av dessa var 13 män och 23 kvinnor. Fördelningen blev 13
aktiva respektive 10 inaktiva kvinnor samt 8 aktiva respektive 5 inaktiva män.
Etiska överväganden
Försökspersonerna fick ett skriftligt informationsblad om deltagande i studien via mail. I
informationsbladet stod det att de skulle få fylla i en kortare hälsodeklaration vid besöket samt
skriva lite kortfattat om vad de gör på fritiden. De fick skriva under detta informationsblad
och ta med vid besöket när testerna skulle genomföras. Deltagarna informerades om att de när
som helst och utan motivering fick avbryta sin medverkan. De informerades även om att deras
personuppgifter samt deras resultat skulle behandlas konfidentiellt, det vill säga deras identitet
förblev anonym.
Experimentella genomföranden
Bestämning av antropometriska mått
Innan de huvudsakliga mätningarna genomfördes togs först ett längdmått (Ullmer
Stadiometer) på försökspersonen.
Bestämning av energiomsättning
Indirekt respiratorisk kalorimetri
Innan mätningen av den indirekta respiratoriska kalorimetrin (Sensormedics) startades,
genomfördes först en kalibrering av apparaturen. Kalibreringen av gaskoncentrationerna och
flödesmätaren gjordes enligt tillverkarnas anvisning (Sensormedics). Vid kalibreringen av
9
flödesmätaren användes en pump (Viasys Healthcare Calibration Pump), vilken kopplades på
flödesmätaren. Därefter gjordes pumpdrag i olika flödeshastigheter enligt tillverkarens
(Sensormedics) anvisningar. Vid kalibrering av gaserna öppnades en gastub med syre och en
gastub med koldioxid. Därefter gjordes kalibreringen av gaserna automatiskt.
Vid mätningen fick försökspersonen ligga på en brits och denne informerades
om att vara avslappnad och andas lugnt under mätningen. En genomskinlig plastkupa anslöts
via en slang till flödesmätaren på utrustningen vartefter den placerades över ansiktet på
försökspersonen och apparaten startades. Flödesmätaren analyserade försökspersonens
utandningsluft och medelvärdet presenterades var 20:e sekund [21]. Mätningen pågick i
ungefär 30 min. Under mätningen hade försökspersonen även ett pulsband runt bröstkorgen
och en pulsklocka runt handleden för att vilopulsen skulle kunna kontrolleras.
Bestämning av kroppssammansättningen
Bodpod
När BodPoden var kalibrerad (COSMED) vägdes försökspersonen, vartefter denne fick sätta
sig i bodpoden, endast i underkläderna och med en mössa på huvudet. BodPoden är känslig
för förändringar i temperaturen och eftersom en person avger värme via huvudet behövs
mössan. Mätningen delades upp i två omgångar, där varje omgång pågick i 45 sek.
Försökspersonen uppmanades att sitta still och andas normalt under mätningarna. Av dessa
två mätningar togs ett medelvärde fram, vilket blev det slutgiltiga resultatet.
Bioimpedans
Vid mätningen med bioimpedans fick försökspersonen stå upp i underkläder medan
mätningen genomfördes. Försökspersonens ålder, kön och längd knappades in på vågen
(Tanita BC545). Därefter ställde sig försökspersonen på vågen och mätningen startades. Efter
ca en minut erhölls resultaten.
Hudveck (kaliper) mätning
Vid kalipermätningen fick försökspersonen stå upp i underkläderna medan mätningen
genomfördes. Till att börja med mättes längden från axeln till armbågen och vid hälften av
längden ritades en markering. Vid markeringen mättes sedan omkretsen på överarmen. Med
en kaliper mättes därefter tjockleken på hudveck vid bl.a. triceps. För att beräkna MM
användes Heymsfields ekvationer [22], vilka redovisas nedan.
10
1. MAC (Mid Arm Circumference) = omkrets på överarm (cm) – π ×
hudveckstjockleken över triceps (cm)
2. AMA (Arm Muscle Area), män = ((MAC - π × hudveckstjockleken över triceps)2 ÷
4π) – 10
AMA, kvinnor = ((MAC - π × hudveckstjockleken över triceps)2 ÷ 4π) – 6,5
3. MM = längden (cm) × (0,0264 + 0,0029 × AMA)
Statistiska beräkningar
För att se om det finns någon signifikant skillnad mellan de aktiva och inaktiva kvinnorna och
männens värden på vikt, RMR, FFM och MM används ett T-test. Det ger upphov till ett p-
värde. För att det ska vara en signifikant skillnad måste p-värdet vara ≤0,05. Pearsons
korrelationskoefficient används för att se hur bra olika variabler (vikt, RMR, FFM och MM)
korrelerar med varandra. Korrelationskoefficienten (R-värdet) är ett mått på hur starkt
sambandet är mellan två variabler. Ju närmare 1 R-värdet är, desto bättre är korrelationen. 0
innebär att det inte är någon korrelation alls.
RESULTAT
I tabell I redovisas bakgrundsdata baserat på medelvärden för de aktiva och inaktiva
kvinnorna samt männen. Ur den kan utläsas att det var flest kvinnor som deltog i studien och
alla deltagare fullföljde den. Hos kvinnorna ses att de inaktiva vägde 2,4 kg mer än de aktiva.
De inaktiva kvinnorna hade något högre BMI samt FM jämfört med de aktiva. Hos männen
ses att de inaktiva vägde 4,3 kg mer än de inaktiva. Vidare kan utläsas att de inaktiva männen
har ett högre BMI samt en markant högre FM än de aktiva männen.
Tabell I. Bakgrundsdata baserat på medelvärden för aktiva respektive inaktiva kvinnor och
män
1) Body Mass Index, BMI, beräknas fram genom följande formel: vikt (kg) ÷ längd (m)
2
2) Beräknat utifrån BodPod och bioimpedans [18]
Kvinnor (aktiva) n=13
Kvinnor (inaktiva) n=10
Män (aktiva) n=8
Män (inaktiva) n=5
Ålder, år 23,6±2,47 22,9±1,91 21,0±1,93 23,0±2,55
Vikt, kg BMI (kg/m
2)1)
FM (kg)2)
59,2±4,56 21,5±1,94 13,72±3,12
61,6±4,22 21,8±2,09 14,85±3,48
77,4±7,36 23,8±1,97 10,04±2,38
81,7±4,9 24,8±2,35 17,14±6,97
11
I figur 1 redovisas skillnaden i medelvärden av RMR, FFM och MM mellan
aktiva och inaktiva kvinnor och män. Figur 1A visar att det inte är någon skillnad i RMR-
värde mellan de aktiva och inaktiva kvinnorna. De aktiva männen har däremot ett högre
RMR-värde jämfört med de inaktiva männen. Det var inte heller någon större skillnad i FFM
mellan de aktiva och inaktiva kvinnorna, vilket ses i figur 1B. De aktiva männen har däremot
en högre FFM jämfört med de inaktiva männen. Figur 1C visar att det inte är någon skillnad i
MM hos aktiva och inaktiva kvinnor. Hos de aktiva männen ses en något högre MM jämfört
med de inaktiva männen.
Figur 1. Skillnad i (A) RMR, (B) FFM och (C) MM mellan aktiva och inaktiva kvinnor
respektive män. Aktiv Inaktiv
Figurerna 2-4 beskriver hur vikt, FFM och MM korrelerar med RMR för aktiva
och inaktiva kvinnor och män.
I figur 2 redovisas hur RMR korrelerar med vikt hos aktiva och inaktiva kvinnor
respektive män. Vid jämförelse av R-värdena för kvinnorna ses att RMR korrelerar bäst med
vikten hos de inaktiva kvinnorna. Hos dessa kvinnor är R-värdet 0,56, vilket innebär att
sambandet kan förklaras till 56 %. Vid samma jämförelse mellan männen ses att RMR
korrelerar bäst med vikten även hos de inaktiva männen. Hos de inaktiva männen är R-värdet
A B
C
B
12
0,75. P-värdet blev >0,05 både för RMR-värdena och för vikten hos kvinnorna respektive
männen, alltså ingen signifikant skillnad.
Figur 2. Korrelation mellan RMR och vikt för (A) aktiva och inaktiva kvinnor och (B) aktiva
och inaktiva män. Inaktiv Aktiv Inaktiv Aktiv
I figur 3 redovisas hur RMR korrelerar med FFM hos aktiva och inaktiva
kvinnor respektive män. Vid jämförelse av R-värdena för kvinnorna ses att RMR korrelerar
bäst med FFM hos de inaktiva kvinnorna. Hos dessa kvinnor är R-värdet 0,64. Vid jämförelse
av R-värdena mellan männen ses att RMR korrelerar bäst med FFM hos de aktiva männen.
Hos dessa män är R-värdet 0,62. P-värdet för FFM hos kvinnorna respektive männen blev
>0,05, alltså ingen signifikant skillnad.
A
B
13
Figur 3. Korrelation mellan RMR och FFM för (A) aktiva och inaktiva kvinnor och (B)
aktiva och inaktiva män. Inaktiv Aktiv Inaktiv Aktiv
I figur 4 redovisas hur RMR korrelerar med MM hos aktiva och inaktiva
kvinnor respektive män. Vid jämförelse av R-värdena för kvinnorna ses att RMR korrelerar
bäst med MM hos de aktiva kvinnorna. Hos dessa kvinnor är R-värdet 0,47. Vid jämförelse av
R-värdena mellan männen ses att RMR korrelerar bäst med MM hos de inaktiva männen. Hos
dessa män är R-värdet 0,77. P-värdet för MM hos kvinnorna respektive männen blev >0,05,
alltså ingen signifikant skillnad.
A
B
14
Figur 4. Korrelation mellan RMR och MM för (A) aktiva och inaktiva kvinnor och (B) aktiva
och inaktiva män. Inaktiv Aktiv Inaktiv Aktiv
DISKUSSION
I studien undersöktes hur kroppssammansättning och fysisk aktivitet påverkar aktiva och
inaktiva kvinnor och mäns vilometabolism. Enligt resultaten som erhölls vid mätningarna
korrelerar FFM bäst med RMR både för aktiva kvinnor och män samt för inaktiva kvinnor.
Den bästa korrelationen redovisas i figur 4, som beskriver hur RMR korrelerar med MM för
de inaktiva männen. Det sambandet kan förklaras till 77 %. Jämförs grupperna i sin helhet ses
att FFM korrelerar bäst med RMR både för kvinnor och för män, vilket också har setts i
tidigare studier [23,24].
A
B
15
FFM mäts med en BodPod och fördelarna med metoden är att det är en mycket
noggrann och säker metod. Nackdelen är att den är dyr. FFM består alltså av vatten, muskler
och ben och uppsättningen av FFM varierar mellan personer. MM, som är en metabolt aktiv
del av FFM, har betydelse för RMR. Därmed borde träning som påverkar MM även påverka
RMR. I tidigare studier [25,26] har det beskrivits att träning påverkar RMR-värdet och i
denna studie sågs en ökning i RMR på 11,7 % för de aktiva männen jämfört mot de inaktiva
männen. Skillnaden i RMR mellan de aktiva och inaktiva kvinnorna var knappt påvisbar. Där
sågs en ökning i RMR på endast 0,9 % hos de inaktiva kvinnorna. De flesta som tränar bygger
muskler, om än i olika grad. RMR-värdet borde även påverkas olika mycket beroende på
vilken typ av träning som utförs. En intressant fråga, som kan vara av betydelse, är om det
finns någon skillnad i RMR mellan personer som bedriver ren konditions-eller styrketräning.
En person som tränar styrketräning flera gånger i veckan med avsikt att endast bygga muskler,
har troligvis större muskelmassa än vad en person har som tränar konditionsträning flera
gånger i veckan med avsikt att få bättre kondition. I denna studie deltog några tränade män
som i princip bara ägnade sig åt styrketräning. De hade högst MM och även högst RMR. Där
stämmer alltså tidigare nämnd teori. Några andra män som tränade mera konditionsinriktat
hade betydligt mindre MM än de som styrketränade men de hade nästan samma värden på
RMR. Vid jämförelse mellan de tränade kvinnorna erhölls samma typ av resultat, det vill säga
de som tränade mer styrka hade högre MM och även högre RMR jämfört med de som tränade
mer konditionsinriktat. Bland de otränade männen och kvinnorna skiljde det sig ganska
mycket i MM medan det inte skiljde sig nämnvärt i RMR. Skillnaden i MM hos tränade och
otränade män var 3,6 % medan den var 0,7 % mellan tränade och otränade kvinnor. Vid
jämförelse av RMR mellan hela gruppen av kvinnor och män visade det sig att männen hade
34 % högre RMR än kvinnorna, vilket till största delen beror på att de generellt sett har en
större andel muskelmassa än vad kvinnor har, som har högre fettmassa.
Förutom vikt, FFM, MM och fysisk aktivitet kan även arv och miljö påverka
RMR. RMR har nämligen en ärftlighet på 40 % [27] och det är huvudsakligen den
mitokondriella respirationen, något som arv och miljö kan påverka, som har betydelse för
RMR.
Överlag är korrelationskoefficienterna medelmåttiga, det vill säga att det finns
antydningar till samband men inget som är tillräckligt tydligt för att kunna användas som ett
bevis på att sambandet stämmer. Inga signifikanta skillnader uppmättes. Detta grundar sig
bland annat i att deltagarantalet inte var speciellt stort i denna studie och därför bör resultaten
16
från den tas mer som indikationer än bevis på verkliga samband mellan variablerna. Andra
förklaringar till de otydliga skillnaderna är inte var tillräckligt stora skillnader mellan de
aktiva och inaktiva personerna som medverkade i studien. Det ger missvisande resultat.
Studien hade troligtvis givit bättre resultat om elitidrottare hade jämförts med personer som
inte tränar något över huvudtaget, då borde skillnaderna mellan aktiva och inaktiva vara
betydligt större och tydligare. Dessutom varierar den vardagliga fysiska aktiviteten mellan
personer ganska mycket. Andra faktorer som kan påverkar resultatet är hur väl
försökspersonerna följde instruktionerna i informationsbladet. Det är möjligt att någon tränade
dagen före mätningarna och träning ökar vattenmängden i musklerna, vilket i sin tur påverkar
resultatet från bioimpedansen. Detta är en av nackdelarna med bioimpedansmätningen
eftersom metoden är känslig för förändringar i vattenmängden ger det en minskad
noggrannhet och precision [13]. Fördelarna är dock att metoden är billig, mätningarna går
snabbt och den är lätt att använda. Det kan också vara så att någon åt eller drack för nära inpå
mätningarna. Dessutom kan vissa kvinnor samla på sig vätska under vissa delar av
menstruationscykeln. Detta påverkar också resultatet från bioimpedansen.
Muskelceller använder olika substrat i olika situationer. Vilket
energisubstrat som används beror på arbetets intensitet och hur länge det varar. En person som
utför ett arbete som pågår under lång tid och med en låg intensitet förbränner mest fett medan
en person som rör sig med hög intensitet under kort tid förbränner främst kolhydrater.
Beroende på hur försökspersonen tog sig till laboratoriet kan därmed resultatet påverkas.
Promenad, cykling eller dylikt ökar energiförbrukningen och därmed RMR. Stresshormonet
adrenalin ökar energiförbrukningen och om någon försöksperson var stressad till besöket eller
var väldigt nervös inför mätningarna, kan det påverkar resultatet av RMR. Beroende på var en
kvinna befinner sig i menstruationscykeln påverkas RMR-värdet.
För att beräkna MM används kalipermätningar och Heymsfields
ekevationer [22]. Ekvationerna har till viss del anpassats efter kön och de utgår från att
armmuskeln är cirkulär. Vidare utgår ekvationerna endast från en muskel och ett
hudvecksmått på triceps för att beräkna MM för hela kroppen, vilket kan skapa en del
felkällor [22]. Fördelarna med kalipermätning är att metoden är billig, kalipern är lätt att bära
med sig och metoden är noggrann om mätningarna utförs korrekt. Nackdelarna med
kalipermätning är att den som mäter måste ha en bra teknik för att få ett riktigt och tillförlitligt
resultat (kräver en del övning). Det är svårt att göra på exakt samma sätt vid de olika
17
mätningarna. Det medför i sin tur att det bör vara samma person som gör mätningarna från
gång till gång eftersom alla har lite olika vinklar och teknik när de mäter [22].
För att undersöka vad som bäst beskriver RMR plottades vikt,
FFM och MM mot de uppmätta RMR-värdena för de aktiva och inaktiva kvinnorna och
männen. Slutligen togs korrelationskoefficienter (R-värden) fram för att få ett mått på hur
starkt RMR korrelerade med de olika variablerna. Därefter jämfördes de olika variablernas
förmåga att beskriva RMR. Det visade sig att om grupperna jämfördes i sin helhet sågs att
FFM korrelerar bäst med RMR både för kvinnor och för män. Eftersom musklerna är den
metabolt aktiva delen av FFM, dras därför slutsatsen att muskelmassan påverkar RMR-värdet.
Muskelmassan kan i sin tur påverkas genom träning och därför är RMR ett bra mått på fysisk
aktivitet.
I studien konfirmeras tidigare studier som visat att
vilometabolismen ser olika ut hos aktiva och inaktiva kvinnor och män beroende på deras
kroppssammansättning och fysiska aktivitet. De flesta som tränar bygger muskler och ökad
muskelmassa ökar vilometabolismen.
18
Referenser
1. Haugen HA, Chan LN, Li F. Indirect calorimetry: a practical guide for clinicians. Nutr
Clin Pract. 2007;22(4):377-388
2. Owen OE, Kavle E, Owen RS, Polansky M, et al. A reappraisal of caloric
requirements in healthy women. Am J Clin Nutr. 1986;44(1):1-19
3. Tappy L, Thermic effect of food and sympathetic nervous system activity in humans.
Reprod Nutr Dev. 1996;36(4):391-397
4. Bonn SE, Trolle Lagerros Y, Christensen SE, Möller E, et al. Active-Q: validation of
the web-based physical activity questionnaire using doubly labeled water. J Med
Internet Res. 2012;14(1):e29
5. da Rocha EE, Alves VG, Silva MH, Chiesa CA, et al. Can measured resting energy
expenditure be estimated by formulae in daily clinical nutrition practice?. Curr Opin
Clin Nutr Metab Care. 2005;8(3):319-328
6. Wang Z, Heshka S, Gallagher D, Boozer CN, et al. Resting energy expenditure-fat-
free mass relationship: new insights provided by body composition modeling. Am J
Physiol Endocrinol Metab. 2000;279(3):e539-545
7. Müller MJ, Bosy-Westphal A, Kutzner D, Heller M. Metabolically active components
of fat-free mass and resting energy expenditure in humans: recent lessons from
imaging technologies. Obes Rev. 2002;3(2):113-122
8. Lazzer S, Bedogni G, Lafortuna CL, Marazzi N, et al. Relationship between basal
metabolic rate, gender, age, and body composition in 8,780 white obese subjects.
Obesity (Silver Spring). 2010;18(1):71-78
9. Roberts SB, Dallal GE. Energy requirements and aging. Public Health Nutr.
2005;8(7A):1028-1036
10. Solomon SJ, Kurzer MS, Calloway DH. Menstrual cycle and basal metabolic rate in
women. Am J Clin Nutr. 1982;36(4):611-616
11. Børsheim E, Bahr R. Effect of exercise intensity, duration and mode on post-exercise
oxygen consumption. Sports Med. 2003;33(14):1037-1060
19
12. Sjödin AM, Forslund AH, Westerterp KR, Andersson AB, et al. The influence of
physical activity on BMR. Med Sci Sports Exerc. 1996;28(1):85-91
13. Portal S, Rabinowitz J, Adler-Portal D, Burstein RP, et al. Body fat measurements in
elite adolescent volleyball players: correlation between skinfold thickness,
bioelectrical impedance analysis, air-displacement plethysmography, and body mass
index percentiles. J Pediatr Endocrinol Metab. 2010;23(4):395-400
14. Dempster P, Aitkens S. A new air displacement method for the determination of
human body composition. Med Sci Sports Exerc. 1995;27(12):1692-1697
15. Wu YT, Nielsen DH, Cassady SL, Cook JS, et al. Cross-validation of bioelectrical
impedance analysis of body composition in children and adolescents. Phys Ther.
1993;73(5):320-328
16. Wang Z, Pi-Sunyer FX, Kotler DP, Wielopolski L,et al. Multicomponent methods:
evaluation of new and traditional soft tissue mineral models by in vivo neutron
activation analysis. Am J Clin Nutr. 2002;76(5):968-974
17. Peeters MW, Subject positioning in the BOD POD® only marginally affects
measurement of body volume and estimation of percent body fat in young adult men.
PLoS One. 2012;7(3):e32722
18. Forslund AH, Johansson AG, Sjödin A, Bryding G, et al. Evaluation of modified
multicompartment models to calculate body composition in healthy males. Am J Clin
Nutr. 1996;63(6):856-862
19. Kim YJ, Lee SH, Kim TY, Park JY, et al. Body Fat Assessment Method Using CT
Images with Separation Mask Algorithm. J Digit Imaging. 2012; under tryckning
20. Kaul S, Rothney MP, Peters DM, Wacker WK, et al. Dual-Energy X-Ray
Absorptiometry for Quantification of Visceral Fat. Obesity (Silver Spring).
2012;20(6):1313-1318
21. Forslund AH, El-Khoury AE, Olsson RM, Sjödin AM, et al. Effect of protein intake
and physical activity on 24-h pattern and rate of macronutrient utilization. Am J
Physiol. 1999;276(5):e964-976
20
22. Heymsfield SB, McManus C, Smith J, Stevens V, et al. Anthropometric measurement
of muscle mass: revised equations for calculating bone-free arm muscle area. Am J
Clin Nutr. 1982;36(4):680-690
23. Ravussin E, Burnand B, Schutz Y, Jéquier E. Twenty-four-hour energy expenditure
and resting metabolic rate in obese, moderately obese, and control subjects. Am J Clin
Nutr. 1982;35(3):566-573
24. Mifflin MD, St Jeor ST, Hill LA, Scott BJ, et al. A new predictive equation for resting
energy expenditure in healthy individuals. Am J Clin Nutr. 1990;51(2):241-247
25. Lemmer JT, Ivey FM, Ryan AS, Martel GF, et al. Effect of strength training on resting
metabolic rate and physical activity: age and gender comparisons. Med Sci Sports
Exerc. 2001;33(4):532-541
26. Tremblay A, Fontaine E, Poehlman ET, Mitchell D, et al. The effect of exercise-
training on resting metabolic rate in lean and moderately obese individuals. Int J Obes.
1986;10(6):511-517
27. Bouchard C, Tremblay A, Nadeau A, Després JP, et al. Genetic effect in resting and
exercise metabolic rates. Metabolism. 1989;38(4):364-370