圖1:不清晰的®間接量熱計，傳感器盒，口，和iPhone接口的應用程序[10]。
全文
悅鄧1方陳1艾麗卡Forzani1Vijaya Juturu2 *
1 美國亞利桑那州立大學生物設計研究所生物電子與生物傳感器中心2 全能健康技術公司，莫裏斯敦，美國新澤西州
*通訊作者:Vijaya Juturu，全能健康技術公司郵編:美國新澤西州莫裏斯敦07960電子郵件:v.juturu@omniactives.com
增加每日能量消耗(EE)對新陳代謝健康和體重管理起著重要作用。肥胖是一種流行病，其相關疾病在過去三十年中在所有年齡組中不斷增加。沒有證據表明，在過去10年裏，任何年齡組的超重和肥胖患病率都有所下降。據報道，辣椒提取物中的辣椒素具有生物活性，可分解脂肪、增加能量消耗、增加脂質氧化和降低食欲。不清晰®是一種便攜式儀器，用間接量熱法測量你的新陳代謝。它會分析你的耗氧率和二氧化碳產生率。不清晰®它是世界上第一款可與智能手機同步的電池驅動便攜式新陳代謝追蹤器。這一創新設備可以幫助人們根據自己的代謝情況製定個性化的體重管理計劃。受身體組成、年齡、性別、醫療條件和遺傳等因素影響的靜息能量消耗(REE)。本研究旨在探討在健康受試者休息時補充辣椒素對代謝率和心率的影響。在一項單盲、急性、安慰劑對照、交叉開放標簽研究中，在初次熟悉訪問後，40名受試者(男性:n=23;女:n = 17;年齡:28.2±5.3歲;體重指數=23.1±3.8磅/英寸2；體脂(生物阻抗):18.6±7.2%)使用代謝追蹤設備進行測試，在此期間，他們要麼攝入2毫克辣椒素補充劑(100毫克辣椒素®)或安慰劑，每天一膠囊。至少需要35個受試者滿足0.95的冪和0.05的α。補充後，評估不同時間點(基線(BL)、1小時、2小時和3小時，計算24小時REE)的靜息能量消耗(REE)、心率(hr)和血壓(BP)。與安慰劑組相比，辣椒素組的能量消耗顯著增加(p≤0.05)[∆REE% 6.07]。辣椒素24小時內的外推REE變化為130千卡/天(7.23%)，安慰劑為8千卡/天(1.17%)。兩組間心率(HR)無顯著差異。這些結果表明，生熱營養補充劑可以提高靜息能量消耗(REE)。需要進一步的長期研究來探索微風代謝追蹤器在體重管理營養研究中的應用。
代謝率;辣椒素;能量消耗;生熱作用
帽子:辣椒素;REE:靜息能量消耗;情感表達:能量消耗;人力資源:心率;英國石油(BP):血壓;提單:基線;簽證官2:耗氧率;VCO2*二氧化碳產量;中移動:呼吸商
肥胖在美國是一種流行病，可能導致高血壓、糖尿病和心血管疾病的風險[1]。肥胖顯著增加高血壓、中風、糖尿病、骨關節炎、冠心病、膽囊疾病、睡眠呼吸暫停和呼吸問題、子宮內膜癌、乳腺癌、前列腺癌和結腸癌及其他相關臨床疾病的死亡風險[2]。世界人口中有近21億人要麼肥胖要麼超重[3,4]。肥胖通常被認為是食物攝入過多或能量消耗不足的結果。
辣椒素是辣椒類水果中主要的刺激性物質，天然存在的活性化合物，如辣椒(辣椒屬)，其中最豐富的形式是辣椒素，二氫辣椒素和去二氫辣椒素[6]。現有資料表明辣椒素具有廣泛的生物和生理活性，包括抗炎[7]，抗氧化和抗癌[8]。Whiting等人[9,10]指出，辣椒素作為體重管理計劃的一部分，發揮著有益的作用。辣椒素(Capsaicinoids, CAPs)存在於辣椒及其提取物中。據報道，它們可以增加生熱作用[11-13]，降低肥胖的幾率。間接量熱法是一種無創、可靠的測定人體靜息代謝率的方法。靜息能量消耗(REE)是靜息狀態下的基本代謝率，代表維持生命所需的最低能量。這是體重管理的關鍵因素之一。已經發展了不同的方法來測量稀土元素。最近一種叫做Breezing的移動間接量熱儀®為方便個性化的稀土元素測量而開發。基於光學檢測的化學傳感器盒[16]，耗氧量(VO2)和二氧化碳產生速率(VCO2)口氣堅定。根據Weir方程[17]，REE由VO確定2, VCO2以及呼吸流速，這是由安裝在設備內部的商業流量傳感器測量的。因此，本研究的目的是利用移動間接量熱儀Breezing來檢測辣椒素補充劑(CAPs)對稀土元素的影響®設備。本研究首次係統收集了1小時(時間點)分辨率的數據，並觀察了急性補充CAPs後的變化。此外，研究設計仔細實施了定製餐，按照受試者稀土元素基線測量的百分比進行管理。
參與者
40例健康成人(N=40)，交叉，一周洗脫，單劑量給藥，急性研究，其中男性23例，女性17例。納入標準包括:年齡在22-47歲之間，自由生活人口及其體重指數在18.1至32.8磅/英寸之間2，如表1所示。排除標準包括:懷孕或哺乳期，服用維生素、補充劑或已知會影響慢性疾病/狀況的藥物，以及同時參加另一項研究。在獲得書麵知情同意前，向每位參與者解釋了研究的性質、目的和風險。該研究由亞利桑那州立大學機構審查委員會批準(IRB協議# STUDY00004264)，所有受試者自願參與研究，並在參與前提供書麵知情同意。該研究於2016年5月至2016年9月在亞利桑那州立大學(ASU)進行。本研究在ISRCTN注冊，試驗注冊號:ISRCTN1398030。
| 細節 | N | 年齡(歲) | 身高(在) | 體重(磅) | 身體質量指數 (磅/ in2) |
生物阻抗(%) |
| 男性 | 23 | 28.3±5.5 (22-47) |
66.6±4.7 (61 - 75) |
146.8±32.8 (116 - 209) |
23.1±3.9 (18.1 - -31.8) |
18.0±7.2 (6.0 - -26.7) |
| 女 | 17 | 28.1±5.4 (23-47) |
66.4±4.7 (56 - 69) |
145.4±32.5 (99 - 185) |
23.0±3.8 (17.2 - -32.8) |
18.4±7.2 (13.2 - -44.4) |
| 總計 | 40 | 28.2±5.3 (22-47) |
66.4±4.7 (56 - 75) |
145.7±32.8 (99 - 209) |
23.1±3.8 (18.1 - -32.8) |
18.6±7.2 (6.0 - -44.4) |
表1:基線特征。
幹預
受試者每天服用2毫克辣椒素(100毫克辣椒素)®膠囊，CAPs)或匹配的安慰劑(微晶纖維素)。補充劑由全能健康科技有限公司提供。印度。
設備
不清晰的®儀器(間接移動量熱計)，通過檢測呼吸中的氧氣消耗率和二氧化碳生成率來評估能量消耗(EE)。它是基於流量檢測和化學傳感盒，使用手機相機進行光學檢測。如前所述，圖1顯示了當前Breezing的測試配置®設備[15]。該設備是6.0盎司(170克)，1.8英寸× 2.1英寸× 4.8英寸(4.7厘米× 5.4厘米× 12.3厘米)，通過藍牙無線連接到iOS/ Android移動設備®．在一次性使用的傳感器盒上，應用了帶有預校準傳感器信息的二維碼，可被移動應用程序掃描和識別。在每次測量過程中，參與者通過連接到Breezing的一次性呼吸器呼吸®裝置靜置約1-2分鍾，直至呼出共6L的呼氣均由流量計測量。在移動設備上接收的數據被處理並顯示在應用程序上。根據Weir方程，RQ, VO2和VCO2，確定能量消耗。該裝置的驗證已發布[10]。莫斯科醫院與誇克(來自Cosmed)視頻相比，該設備的準確性顯示與代謝車方法[15]相差3%。因此，我們選擇Breezing設備進行研究，因為它的便攜性和操作方便。
方法
在每次測試前，參與者到達時在過去4小時內沒有攝入任何食物，在測試前12小時內沒有進行任何劇烈運動，或在測試前至少4小時內沒有進行任何適度運動。一旦確定了靜息狀態，就測量參與者的REE。至少進行了兩次連續的REE測量以確保準確性。此外，使用Tanita生物阻抗量表和壁尺評估參與者的體重、身高和脂肪百分比。在那之後，參與者被要求佩戴Zephyr胸帶追蹤器來監測他們的生理參數。研究人員為參與者提供了一份膳食，包括無熱量、無咖啡因的飲料和一定量的托馬斯普通百吉餅，以及根據他們的REE水平減少1/3脂肪含量的費城奶油奶酪。14名參與者的卡路裏攝入量與REE值之比為0.35,25名參與者為0.25。與此同時，研究人員給參與者提供了cap或安慰劑膠囊。安慰劑的大小和物理特性與補充藥丸相似。每個參與者都參加了兩次測試:一個人服用了CAPs，另一個人服用了安慰劑膠囊。 The study was single blind in between two tests, there was a minimum two-day wash-out period. All participants metabolic rate was measured at 1 h, 2 h, and 3 h respectively. The time to start and to finish the test was approximately 3.5h. During the blank time of the test, participants were required to perform sedentary office or bench work. The testing protocol is summarized in Figure 2a. Based on the same set of data, Figures 3b and 3c are plotted to compare the difference between two groups at same level. The REE value before the meal was considered as baseline of that participant. REE0為基線REE值，REEi為在1小時、2小時和3小時測量的REE值我- - - - - -瑞0) /瑞0) * 100%。
圖2:)測試協議;b)為參加者提供膳食。
個人參與者REE
參與者吃的是飲食1，其中卡路裏攝入量是他們REE值的0.35部分。其餘26名參與者吃的是飲食2，其中卡路裏攝入量被扣除到稀土元素值的0.25部分。
統計分析
要用0.95的冪來區分兩組，至少需要35個樣本量。在本研究中，我們定義的樣本量為40，這足以得出差異的結論。使用配對數據的Student 's t檢驗進行治療內分析，比較每種治療的每個治療後時間點與基線。采用以基線值為協變量的協方差分析進行治療間的參數分析。治療效果以p<0.05的統計學顯著性水平進行測定。數據以均數±標準差報告。使用Tukey-Kramer p值調整檢驗各處理的最小二乘均值的兩兩差異。對∆REE%進行配對t檢驗，結果如圖4所示。在本試驗中，α=0.05，自由度為39。統計學意義水平設定為p<0.05。 Data are reported as Mean ± SD.
圖3:a)所有參與者的平均REE;b)稀土元素相對平均變化(REE .我稀土元素0）;c)稀土元素相對平均變化百分比([(稀土元素我- - - - - -瑞0) /瑞0) * 100%)。
進行了總試驗，並將CAPs組與安慰劑組進行比較，以評價該補充劑對人REE的增強作用。還報告了所有參與者的心率數據。圖3和圖4總結了所有參與者的結果。
平均而言，CAPs膠囊組較安慰劑組REE變化為陽性。CAPs組的REE水平在3小時結束時增加了116 Kcal/day(8%)，而安慰劑組在整個試驗中顯示±15 Kcal/day(小於0.7%)的波動。總體cap表現為平均REE的增加。
個體參與者REE變化:每個個體的代謝率是獨特的。圖4顯示了每個參與者的∆REE%。在圖4中，雷達圖外的標簽表示參與者的號碼。在圖4中，CAPs組比安慰劑組處於外周期。CAPs對代謝率有積極的影響。絕對麵積積分結果如表2所示。與安慰劑組相比，CAPs組在3小時內表現出有統計學意義的正整合區。在1 h時觀察到cap的REE增加，並在3 h時繼續增加(從505%到1186%)，表明與安慰劑相比，cap提高了代謝率。
| 時間 | 集團 | 雷達地塊麵積積分(%) |
| 1 h | 安慰劑 | -55年 |
| 辣椒堿 | 450 | |
| 2 h | 安慰劑 | -260年 |
| 辣椒堿 | 836 | |
| 3 h | 安慰劑 | -321年 |
| 辣椒堿 | 865 | |
| 所有∆REE %的平均值 | 安慰劑 | -212年 |
| 辣椒堿 | 717 |
表2:雷達圖的綜合區域。
心率剖麵:監測參與者的心率通過一個名為Zephyr的實時監控跟蹤器，形似胸帶(圖5a)。每秒鍾記錄他們的生理活動信號並向PC接口報告。圖5b)顯示了所有參與者的平均心率輪廓。CAPs組平均心率為(78.6±2.72)BPM，安慰劑組平均心率為(79.15±2.88)BPM。在測試過程中，兩組的平均心率在前30分鍾內增加約10 BPM，然後逐漸恢複到初始心率。圖5b顯示兩組間心率無顯著差異(CAPsvs安慰劑)。男性和女性之間沒有顯著差異(表3)。
圖4:∆試驗不同時間點REE%及平均值。
| 辣椒素組與安慰劑組的配對t檢驗 | ||||
| ∆REE % | 1 h | 2 h | 3 h | 平均 |
| p值 | 0.115 | 0.006 | 0.023 | 0.012 |
| 意義 | 沒有 | 是的 | 是的 | 是的 |
| 男女組間的t檢驗 | ||||
| ∆REE % | 1 h | 2 h | 3 h | 平均 |
| p值 | 0.48 | 0.62 | 0.72 | 0.78 |
| 意義 | 沒有 | 沒有 | 沒有 | 沒有 |
表3:∆各治療(辣椒素vs安慰劑)和性別的REE %比較。
外推的稀土元素變化:為了特別評估cap，我們在攝入藥片後24小時內預估稀土元素的變化。所有參與者的基線REE平均值為1534 Kcal/day。圖3c中的數據用於預估REE變化。與安慰劑組相比，CAPs組的REE平均增加了100千卡/天(6%)以上。表4總結了一個預費率REE變化的例子。我們計算了每個受試者和每個治療在24小時內的預估REE變化。研究發現，辣椒素24小時內預估稀土元素的平均變化為130 Kcal/day(7.23%)，安慰劑為8 Kcal/day(1.17%)。
圖5:a) Zephyr實時活動監測器;b)所有參與者的平均心率。
| 24小時組的預估REE變化 | 1 h | 2 h | 3 h | 平均 |
| 安慰劑 | 26個千卡/天 (1.27%) |
18千卡/天 (0.52%) |
19千卡/天 (1.72%) |
8千卡/天 (1.17%) |
| 辣椒堿 | 73千卡/天 (4.79%) |
130千卡/天 (8.48%) |
129千卡/天 (8.43%) |
111千卡/天 (7.23%) |
表4:Pre-rated稀土元素的變化。
我們評估了便攜式和移動式間接量熱計[Breezing]的準確性®的裝置來測量自由生活的成年人的情感表達。本研究采用預測方程估算靜息能量消耗(REE)。根據體重、身高、年齡和/或性別計算公式。我們的研究結果表明，該設備是合理的，易於使用，每天跟蹤情感表達。在自由的生活環境中，準確的自我監測可以提供有益的反饋，提高久坐的生活方式、超重和肥胖的自我意識，這是積極決策和生活方式改變的重要因素[18-20]。然而，這些類型的研究需要在不同健康和疾病年齡組的更大、更多樣化的樣本人群(如兒童、老年人、肥胖者和運動員)中進行，以確定Breezing是否有效®設備在不同人群子組中都是準確的，並有助於提高受試者依從性。在健康人群中，關於間接量熱法和單獨補充劑的研究非常有限。一些研究的重點是組合產品和能源支出。Rudelle et al.[21]最近報告稱，健康男性和女性受試者每天三次，連續三天飲用主要含有綠茶兒茶素(700毫克)、咖啡因(100毫克)和鈣(211毫克)的飲料，24小時能量消耗(EE)增加4.6%。女性24小時能量消耗(EE)和24小時脂肪氧化低於男性(p分別<0.0001和p< 0.015)。雖然沒有處理或處理/性別對底物氧化的影響，但處理使24小時EE增加了106±31 kcal/24小時(p=0.002)，相當於4.7±1.6 kcal/h(天;P =0.005)和3.3±1.5千卡/小時(夜間;p = 0.04)。血流動力學參數[21]無明顯差異。產熱成分的整體組合產品對能量消耗有影響。 In this study, ∆REE% was significant over placebo at different time points. This may be due to the thermogenic effect from capsaicinoids. In another study, Dulloo et al. [22] reported a mixture of caffeine and green tea reported a 4% increase in 24-hour energy expenditure after the consumption. current study, CAPs group has shown an increased REE more than 100 Kcal/day (6%) on average than placebo. The current data was consistent with other studies that have found the portable analyzer of REE produce significantly higher measurements of energy expenditure than the indirect calorimeter [23,24]. In a systematic review reported by Hipskind et al. [25], on hand-held calorimeters search resulted in a total of 54 published articles; 23 of these specifically are about hand-held calorimeter devices. The results suggest hand-held calorimeters were similar to those obtained from metabolic cart studies. Hand-held calorimeters are more accurate than predictive equations based on gender, age and ethnicity for determining resting metabolic rate and are therefore a viable alternative for clinical evaluation. Previous and current data suggest that the breezing hand-held indirect calorimeter has potential application in clinical evaluations and epidemiology or field research in which typical metabolic carts or other standard methods are not practical.
總能量消耗(TEE)包括三個主要組成部分:基礎代謝率(BMR)、食物的產熱效應和體育活動或鍛煉的影響。在這項研究中，生熱補充劑CAPs對情感表達的影響超過安慰劑。食物的生熱效應是指人體在消化食物時產生的熱量。這是一項開放標簽的急性單次給藥交叉安慰劑對照研究，CAPs的積極作用依賴於受試者，這一事實存在局限性。CAPs治療的受試者表現出正效應，總體p<0.05差異有統計學意義。由於這是一個個人代謝率跟蹤檔案，因此有必要確定補充劑在一段時間內對每個人的個人影響，以便進一步建議保持體重管理。
總之，盡管數據是初步的，Breezing裝置提供了健康成年人的有效REE估計。這些結果表明，與安慰劑相比，cap的REE顯著增加(6.07%)。辣椒素24小時內的外推REE變化為130千卡/天，安慰劑為8千卡/天。未觀察到心率變化和不良事件。這些結果表明辣椒素是生熱的，可能增加靜息REE。還需要進一步的長期臨床研究，以探索代謝追蹤器和營養補充劑在體重管理研究中的使用。
作者非常感謝所有參與者和印度孟買OmniActive健康技術有限公司的資金支持。
所有作者都沒有任何衝突需要披露。作者YD和FC是亞利桑那州立大學的研究人員，聲明沒有任何關係。EF是Breezing設備的專利發明人，並獲得了OmniActive Health Technologies Ltd的資金支持。印度。VJ是OmniActive Health Technologies Inc.的員工。
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文章類型:研究文章
引用:鄧宇，陳芳，Forzani E, Juturu V(2017)辣椒素通過一種新型代謝追蹤裝置提高正常健康個體的代謝率——一項開放標簽安慰劑對照急性研究。Obes開放訪問3(2):doi http://dx.doi.org/10.16966/2380-5528.129
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