Anonim

Temaer

Abstrakt

Mål: Å sammenligne målinger av sovende metabolisk hastighet (SMR) i barndom med beregnet basal metabolisk hastighet (BMR) estimert ved ligningene i Schofield.

Metoder: Noen 104 serielle målinger av SMR ved indirekte kalorimetri ble utført hos 43 raske spedbarn på 1, 5, 3, 6, 9 og 12 måneder. Forutsatt BMR ble beregnet ved bruk av vekt-bare (BMR-wo) og vekt og høyde (BMR-wh) ligninger av Schofield for 0-3-åringer. Målte SMR-verdier ble sammenlignet med begge prediktive verdier ved hjelp av Bland-Altman statistiske testen.

Resultat: Gjennomsnittlig målt SMR var 1, 48 MJ / dag. De gjennomsnittlige estimerte BMR-verdiene var henholdsvis 1, 66 og 1, 47 MJ / dag for henholdsvis vekten og henholdsvis vekt og høyden. Bland-Altman-analysen viste at BMR-ve-ligningen i gjennomsnitt overvurderte SMR med 0, 18 MJ / dag (11%) og BMR-wh-ligningen undervurderte SMR med 0, 01 MJ / dag (1%). Imidlertid var avtalen på 95% av avtalen stor: -0, 64 til +0, 28 MJ / dag (28%) for den tidligere ligningen og -0, 39 til +0, 41 MJ / dag (27%) for sistnevnte ligning. Videre var det en signifikant korrelasjon mellom gjennomsnittet av målt og spådd metabolsk rate og forskjellen mellom dem.

Konklusjoner: Den store variasjonen som ses i forskjellen mellom målt og forutsatt metabolsk hastighet og bias antagelig med alder indikerer at det er behov for å måle den faktiske metabolske frekvensen for individuell klinisk behandling i denne aldersgruppen.

Introduksjon

En måling eller estimering av basal metabolsk hastighet (BMR) er en viktig parameter i energimetabolisme av en rekke årsaker, ikke minst estimering av energibehov hos enkeltpersoner eller grupper. Forandret energi metabolisme av barn er beskrevet under slike forhold som cystisk fibrose (Shepherd et al., 1988), medfødt hjertesykdom (Barton et al., 1994) og hodebeskadigelse (Phillips et al, 1987). Videre er unngått overutrition eller undernæring et område med bekymring i klinisk behandling av kritisk sykdom (Pi-Sunyer, 2000).

Mens spesialistsentre har tilgang til indirekte kalorimetre som er i stand til å måle sovende metabolisk hastighet (SMR) som proxy for BMR hos spedbarn, brukes prediksjonsligninger fortsatt ofte i praksis.

I 1981 innkalte Verdens helseorganisasjon (WHO) en ekspertkomité for å gjennomgå litteraturen om energi- og proteinbehov hos spedbarn, barn og voksne, og rådet til at energikravene skulle baseres på multipler av BMR (Verdens helseorganisasjon, 1985). I tillegg til denne rapporten gjennomgikk Schofield alle publiserte målinger av BMR over de forrige 60 år i henhold til strengere vitenskapelige retningslinjer (Schofield, 1985). Deretter ble reviderte ligninger for å forutsi BMR bruk enten vekt alene eller vekt og høyde for alle aldersgrupper for menn og kvinner publisert. De ligningene som ble avledet for 0-3-åringens aldersgruppe, ble basert på henholdsvis 162 og 137 målinger for menn og kvinner, fra 10 separate studier. Omtrent en tredjedel av disse målingene ble gjort hos spedbarn i første uke i livet. I mange av studiene var spedbarnene enten sovende eller sederte. Det skal bemerkes at disse ligningene var ment for prediksjon av BMR i grupper, ikke individer.

Vekstraten til spedbarn i det første år av livet er ganske annerledes enn i andre og tredje år når veksten har bremset betydelig. Det er også en endring i forholdet mellom metabolisk aktiv organmasse og muskelmasse i løpet av det første året (Holliday, 1971). Ettersom metabolsk hastighet påvirkes av kroppsstørrelse og kroppssammensetning (Ravussin & Bogardus, 1989), kan det ikke være hensiktsmessig å ha en ligning som brukes på alle spedbarn mellom fødsel og 3 år. Således av en rekke grunner kan disse ligningene ikke gi et nøyaktig estimat av BMR hos spedbarn i løpet av det første år av livet.

Dermed var formålet med denne studien å vurdere gyldigheten av å bruke Schofield-ligningene for å forutsi BMR hos raske spedbarn i løpet av det første år av livet ved å sammenligne de forutsagte verdiene til målt SMR.

Emner og metoder

Studiedesign og fag

Gjentatte målinger av SMR ble utført på 1, 5, 3, 6, 9 og 12 måneder i 43 raske spedbarn. Spedbarnene ble rekruttert ved fødselen fra fødselsavdelingene til Royal Women's Hospital Brisbane, Queensland. Studien ble godkjent av etikkkomiteene på Royal Children's Hospital, Royal Women's Hospital og University of Queensland, Brisbane. Informert skriftlig samtykke ble hentet fra hvert spedbarns mor.

Målinger ble tatt i Gastroenterologiavdelingen på Royal Children's Hospital. Spedbarn og deres mødre ankom til avdelingen om morgenen en halv time før spedbarnet var på grunn av en fôr. Antropometriske målinger ble utført ved ankomst, spedbarnet hadde sin vanlige mat og ble deretter coaxed å sove av sin mor. SMR ble målt minst 1 time etter påføringen av fôret i et stille, termonutralt miljø.

Sleeping metabolic rate

SMR ble målt ved hjelp av en indirekte kalorimeter med åpen krets (Deltatrac ™, MBM-200, Metabolic Monitor) som var koblet til en lap-top-datamaskin for å tillate dataoverføring og inspeksjon av gasskonsentrasjoner minutt for minutt. Et klart ventilert plastkapsel ble plassert over barnets kropp når barnet sovnet. Romluften ble trukket med konstant hastighet gjennom baldakinen, og de utløpne gassene ble trukket inn i metabolsk monitoren for oksygen- og karbondioksidanalyse. SMR ble beregnet ved hjelp av den modifiserte Weirs likning (de Weir, 1949). Metabolismen ble kalibrert med en standard gassblanding (Datex Engstrom Quick Cal ™ kalibreringsgass: 5, 0 ± 0, 03% CO 2, balanse O 2 ) umiddelbart før hver måling. En kvantitativ alkoholforbrenning ble utført hver 6. måned for å kalibrere strømningssensorene og å utføre en respiratorisk kvotientsimulering. Målinger ble tatt i 60 minutter eller til barnet våknet. Bare de målingene som varede i 30 minutter eller mer ble brukt. De første 10 minuttene av måling ble kassert for å tillate ekvilibrering av gasser i hetten og for steady-state forholdene å bli nådd.

Vekten bare og vekt og høyde publiserte ligninger av Schofield (1985) i 0-3 år for menn og kvinner ble brukt til å beregne BMR, som vist i tabell 1.

Full størrelse bord

antropometri

Ved hvert besøk, like før en feed, ble spedbarnene veid naken med en Seca 724 elektronisk skala, nøyaktig til 20 g. Kronen til hæl lengde ble målt på et liggende spedbarnstav til nærmeste 1 mm (Harpenden Infant Measuring Table, Holtain, Dyfed, Storbritannia). Alle målinger ble utført av en etterforsker (CR).

Statistisk analyse

Alle resultater presenteres som gjennomsnittlig ± sd Avtalen mellom SMR og BMR-wo og BMR-wh ble vurdert ved hjelp av Bland-Altman-metoden for sammenligning (Bland & Altman, 1986).

resultater

Den gjennomsnittlige ± sd fødselsvekten til de 43 spedbarnene var 3, 62 ± 0, 52 kg, fødselslengden var 52, 0 ± 2, 1 cm og svangerskapet var 40, 2 ± 1, 0 uker. Vellykkede målinger av SMR ble oppnådd ved 104 anledninger: hos 30, 24, 29, 14 og 7 spedbarn på henholdsvis 1, 5, 3, 6, 9 og 12 måneder. Gjennomsnittsalderen og antropometriske målinger for hver aldersgruppe er vist i tabell 2. Den gjennomsnittlige målte SMR og gjennomsnittlig BMR spådd ut fra vekten bare og vekt og høyde Schofield-ligningene for hver aldersgruppe er vist i tabell 3.

Full størrelse bord

Full størrelse bord

Bland-Altman-plottene for forholdet mellom henholdsvis SMR og BMR-vekt bare (BMR-wo) og BMR-vekt og høyde (BMR-wh) er gitt i figur 1. Vektens eneste ligning i gjennomsnitt overvurderte målt SMR med 0, 18 MJ / dag (11%) og 95% grensene for avtale var brede: -0, 64 til +0, 28 MJ / dag (for menn overestimerer med 0, 21 MJ / dag med 95% konfidensgrenser på -0, 67 til -0, 25 og for kvinner overestimerer med 0, 13 MJ / dag med 95% konfidensgrenser på -0, 57 til 0, 31). Vekt- og høydeekvasjonen undervurderte SMR i gjennomsnitt bare 0, 01 MJ / dag (1%), men avtalen på 95% er like bred: -0, 39 til +0, 41 MJ / dag (for menn overestimerer med 0, 06 MJ / dag med 95 % konfidensgrenser på -0, 44 til -0, 32 og for kvinner underestimerer med 0, 11 MJ / dag med 95% konfidensgrenser på -0, 23 til 0, 45).

Bland-Altman tomter for sammenligning av målt SMR og spådd BMR ved hjelp av Schofields vekt-bare og vekt og høyde ligning, henholdsvis. Firkantene representerer kvinner og trekanter representerer hanner.

Full størrelse bilde

Inspeksjon av Bland-Altman-plottene foreslo også en forspenning i forskjellen mellom målt og forutsagt metabolisk hastighet for begge ligninger og forskjellen i forskjellen øker med økende metabolsk hastighet, som er mer merket med vektøkningen. En signifikant negativ korrelasjon mellom gjennomsnittlig metabolisk hastighet og forskjellen mellom de målte og forutsagte frekvensene av r = -0, 56 ( t = 6, 86, P <0, 0005) og r = -0, 36 ( t = 3, 89, P <0, 005) for kun vekten og henholdsvis vekt og høyde ligninger viser at forspenningen ikke er tilfeldig fordelt rundt nullforskjellen, og at forspenningen endres med økende SMR. Begge ligningene overvurderer metabolisk hastighet på lavere nivåer og undervurderer den på de øvre nivåene.

For å undersøke variasjonen i prosent av forventet BMR, ble spedbarn gruppert i henhold til et normalt område definert som 90-110% av spådd som ofte brukt i klinisk diagnose for endret metabolisme. Spedbarn falt utenfor dette området i henholdsvis 52 og 46% tilfeller for henholdsvis vekt og henholdsvis vekt og høyde ligninger. Ved å bruke begge ligninger ville det ha resultert i at 19% av tilfellene var utenfor 80-120% av den forutsagte metabolske frekvensen.

Diskusjon

Disse resultatene viser at hos normale friske spedbarn fra 6 uker til 1 år, gir Schofield-prediksjonslikningene basert på raske individer ikke nøyaktige spådommer om BMR. Det var store variasjoner sett mellom målt og forventet metabolisk hastighet, og dataene viser en bias som endres med økende metabolsk hastighet og derfor utvilsomt alder. I henhold til vanlig klinisk praksis i halvparten av tilfellene, ville disse normale friske spedbarnene ha blitt spådd som å ha endret energiforbruk for alder.

Den betydelige forandringen i bias sett med økende metabolsk hastighet kan skyldes en rekke faktorer. Det er blitt vist hos barn (Goran et al, 1994) og voksne (Ravussin et al., 1986; Tataranni & Ravussin, 1995) at BMR påvirkes av kroppsstørrelse, kroppssammensetning og kjønn, men disse faktorene forklarer bare 60-80% av summen mellom emnevariabilitet. Familielle studier har også indikert et genetisk bidrag til BMR hos voksne (Bogardus et al., 1986). Hos spedbarn øker kroppsstørrelsen og kroppssammensetningen endres. Forandringshastigheten i forholdet mellom mindre metabolisk aktiv muskelmasse og fettmasse til total aktiv vevsmasse skifter markant i løpet av det første år av livet (Holliday, 1971), og bidraget av organs metabolisme til total metabolisme minker. Ved fødselen utgjør hjernen 14% kroppsvekt, men står for 87% av BMR (Holliday, 1986), slik at eventuelle endringer i forholdet mellom metabolisk inaktivt vev og organmasse vil ha en markert effekt på metabolisk hastighet.

Det har vært en rekke publiserte studier av SMR-målinger hos friske barn i denne aldersgruppen (Thompson et al., 1995; Wells et al., 1996) og hos spedbarn med kronisk sykdom (Kaplan et al., 1995; Thompson et al., 1995; Sentongo et al., 2000). Vår studie bekrefter og utvider disse studiene, som fant at ingen av prediksjonsligningene kunne påberopes for å gi et nøyaktig estimat av den faktiske metabolske hastigheten, selv om Schofield vekt- og høydenekvasjon gir gjennomsnittlig det beste estimatet. Bare studien ved Wells og Davies brukte Bland-Altman-analysen til å sammenligne metoder og å undersøke eventuelle forstyrrelser. De fant ingen signifikant forskjell mellom målt SMR og Schofield vektøkningen, men en signifikant forskjell med vekt- og høydenekvasjonen. Dette resultatet står i kontrast til funnene i denne studien og Schofields anbefalinger, nemlig at vekt- og høydeekvasjonen i gjennomsnitt gir nærmeste estimat for metabolsk rate i 0-3 årig aldersgruppen. Antall emner og aldersgruppen var lik i begge studier, den store forskjellen i Wells og Davies-studien var bruken av Douglas bag-teknikken for å samle respiratoriske gasser som begrenset måling til 3 min. Mens i denne studien fortsatte målingen i minst 20 minutter ved bruk av en indirekte kalorimeter og er derfor sannsynligvis mer representativ for den faktiske metabolske hastigheten. Wells og Davies-data for Bland-Altman-analysen viste en større sd i forskjellen mellom målt og forutsatt metabolisk hastighet som var 0, 25 MJ / dag for vektøkningen bare med en gjennomsnittlig forskjell nær null sammenlignet med en sd på 0, 2 MJ / dag i denne studien. Denne større sd kan også tilskrives den lille målingstiden

Et av de praktiske problemene med å oppnå pålitelige og reproducerbare metabolske hastighetsmålinger hos spedbarn og småbarn, får dem til å forbli stille og så SMR brukes som proxy for BMR. BMR måles under standardbetingelser med den enkelte i ro i et termonutralt miljø med minimal ekstern stimuli etter 12-18 timer. I praksis måles hvilemetabolismen vanligvis under lignende forhold, bortsett fra at målingen blir tatt 4 timer etter et lett måltid. På grunn av praktiske og etiske hensyn kan en hvilende fastende tilstand ikke oppnås hos ofte matede spedbarn, og en SMR måles i stedet (Azaz et al., 1992; Butte et al., 1990). Da de fleste fagene i den 0-3 år gamle aldersgruppen i studiene Schofield som var vant til å forutsi BMR, sov eller sedated under test, forventes det at målt SMR i denne studien vil være lik forventet BMR.

Men når spedbarn nærmer seg 1 år blir det stadig vanskeligere å få dem til å sove i et merkelig miljø, og dermed reduseres antallet vellykkede mål. Dette lavere antall fag i de eldre aldersgruppene kunne ha forspent resultatene, men Bland-Altman-analysen viste en viss økning i forskjellen mellom målt og forventet metabolisk frekvens med økende metabolsk hastighet, og flere målinger i eldre aldersgrupper ville forventes å Bare bekreft dette. I denne studien hadde vi fem spedbarn som våknet kort tid etter at målingene startet, men var glad for å holde seg under baldakinen og beveget seg minimalt, slik at målingene fortsatte til spedbarnet begynte å gråte. Fire av de fem målingene ville ha blitt flagget som outliers i Bland-Altman-analysen hvis de hadde blitt inkludert. Da disse spedbarnene beveget seg minimalt men kontinuerlig, var det ikke mulig å redigere bevegelsesperioder fra dataene, og dette understreker behovet for å ha spedbarn i søvn for å oppnå reproduserbare målinger. Kaplan et al. I deres studie (Kaplan et al., 1995) mildt sedated de spedbarn og små barn som ikke sovnet eller var fidgeting.

Denne studien bekrefter og utvider funnene fra andre studier som tyder på at prediksjonsligningene ikke gir et pålitelig estimat av metabolisk hastighet i løpet av det første år av livet. Omfanget av forspenningen sett i å forutsi metabolsk hastighet og endringen som skjedde med økende metabolisk hastighet antyder at en standardligning for 0-3 y aldersgruppen ikke er hensiktsmessig. Forlengelse av aldersgruppene som studeres her for å inkludere spedbarn i den 1-3 år gamle gruppen er nødvendig for å bestemme antall likninger som trengs for å dekke denne aldersgruppen fullt ut. Denne studien styrker behovet for å oppnå faktiske metabolismiske målinger for å gi best mulig praksis i klinisk diagnose og omsorg. I sentre hvor egnet utstyr for å måle metabolsk rate ikke er tilgjengelig, er det imidlertid nødvendig med et nøyaktig estimat av metabolisk hastighet.

bekreftelser

Vi anerkjenner takknemlig de familier og spedbarn som så sjenerøst frivillig sin tid til denne undersøkelsen og Lisa Atkin fra CNRC og sykepleiepersonalet på Royal Women's Hospital som hjalp CR under rekruttering. Denne studien ble støttet av stipend nr. 990555 fra National Health and Medical Research Council of Australia.

Anbefalt Redaksjonens