Correlation analysis between resting metabolic rate, body composition and physical activity in active and inactive men and women

Transkript

1 Institutionen för medicinsk biokemi och mikrobiologi Biomedicinska analytikerprogrammet VT 2012 Correlation analysis between resting metabolic rate, body composition and physical activity in active and inactive men and women Emma Jonsson

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 2

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 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 3

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 + 6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 (glukos) + 6O 2. 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: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 (oxidation) 6CO 2 + 6H 2 O + 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 % [2], TEF % [2,3] och PAEE % [2]. Variationer i TEE inom och mellan personer förklaras till stor del av skillnader i PAEE eftersom PAEE varierar mycket från person till 4

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 (VO 2 ) och koldioxidproduktionen (VCO 2 ) i utandningsluften hos en person och den respiratoriska kvoten (RQ) mellan dessa två parametrar (VCO 2 VO 2 ) 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 RQvärdet 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 VCO 2 och VO 2 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). RMRvärdet 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 5

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 % 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 (VO 2 ) 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 6

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. 7

8 MATERIAL OCH METOD Design Till studien söktes aktiva och inaktiva kvinnor och män i åldrarna 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 8

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. 9

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, ,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 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 1) Body Mass Index, BMI, beräknas fram genom följande formel: vikt (kg) längd (m) 2 2) Beräknat utifrån BodPod och bioimpedans [18] 10

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 RMRvärde 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. A B C 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 11

12 0,75. P-värdet blev >0,05 både för RMR-värdena och för vikten hos kvinnorna respektive männen, alltså ingen signifikant skillnad. A B 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. 12

13 A B 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. 13

14 A B 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]. 14

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 15

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 16

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. 17

18 Referenser 1. Haugen HA, Chan LN, Li F. Indirect calorimetry: a practical guide for clinicians. Nutr Clin Pract. 2007;22(4): 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): Tappy L, Thermic effect of food and sympathetic nervous system activity in humans. Reprod Nutr Dev. 1996;36(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): Wang Z, Heshka S, Gallagher D, Boozer CN, et al. Resting energy expenditure-fatfree mass relationship: new insights provided by body composition modeling. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2000;279(3):e 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): 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): Roberts SB, Dallal GE. Energy requirements and aging. Public Health Nutr. 2005;8(7A): Solomon SJ, Kurzer MS, Calloway DH. Menstrual cycle and basal metabolic rate in women. Am J Clin Nutr. 1982;36(4): Børsheim E, Bahr R. Effect of exercise intensity, duration and mode on post-exercise oxygen consumption. Sports Med. 2003;33(14):

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): 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): Dempster P, Aitkens S. A new air displacement method for the determination of human body composition. Med Sci Sports Exerc. 1995;27(12): 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): 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): 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):e 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): 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): 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):e

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): 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): 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): 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): Tremblay A, Fontaine E, Poehlman ET, Mitchell D, et al. The effect of exercisetraining on resting metabolic rate in lean and moderately obese individuals. Int J Obes. 1986;10(6): Bouchard C, Tremblay A, Nadeau A, Després JP, et al. Genetic effect in resting and exercise metabolic rates. Metabolism. 1989;38(4):