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Der Arbeits-Energieumsatz freilebender, normalgewichtiger Frauen, die bei der Aufrechterhaltung des Körpergewichts erfolgreich oder erfolglos sind

Normalgewichtige Frauen (BMI 21-25) mit geringer körperlicher Belastung, deren Körpergewicht im Verlauf eines Jahres um >10% ansteigt, weisen deutlich niedrigeren Arbeits-Energieumsatz und geringere Muskelkraft auf als vergleichbare Frauen mit unverändertem Körpergewicht.

In den USA wurden 1994 ca. 55% der erwachsenen Bevölkerung als übergewichtig eingestuft (Körpermasse-Index BMI >25); die Tendenz ist steigend. Welche Rolle Bewegungsarmut dabei spielt, ist nur unzureichend erforscht. Die meisten Daten zum Zusammenhang zwischen körperlicher (In)aktivität und Körpergewicht beruhen auf der Selbsteinschätzung der Befragten zu Art und Intensität ihrer Freizeitaktivitäten; unbewusste Muskelbewegungen werden dabei nicht erfasst. Die wenigen direkten Messungen des Arbeitsumsatzes zeigen eine indirekte Korrelation zum Körperfett; sie geben jedoch weder Auskunft darüber, ob Bewegungsarmut Ursache oder Folge des Übergewichts ist, noch sind Longitudinalstudien zu Arbeitsumsatz und Gewichtsveränderungen bekannt.

 

Die vorliegende Studie versucht, physiologische Faktoren zu identifizieren, die Aufschluss darüber geben, warum aus einer Gruppe normalgewichtiger Personen ohne erkennbare Unterschiede im Lebensstil einige im Verlauf der Zeit übergewichtig werden, andere nicht.

 

Testpersonen (TP) sind 61 normalgewichtige Frauen im Alter von 20-46 Jahren, (Körpermasse-Index BMI 21-25); davon waren 28 immer normalgewichtig, 33 nahmen im Rahmen eines Gewichtsreduktionsprogramms mit energiereduzierter Kost, ohne sportliche Interventionsmaßnahmen >=10 kg KG ab (von BMI 26-33 auf <25). Gruppenspezifische Unterschiede im Grund-, Ruhe- und Arbeitsumsatz (kJ/d) sowie bei Körperfett (% des KG), respiratorischem Quotienten (RQ) und Insulinempfindlichkeit werden nicht festgestellt.

 

Zur Sicherstellung einheitlicher Ausgangswerte, finden 4 Wochen vor dem eigentlichen Test in regelmäßigen Abständen Gewichtskontrollen statt; während der letzten beiden Wochen erhalten die TP die gleiche Kost (Nährstoffrelation in Energie%: 20-22 Fett; 16-23 Protein; 55-64 Kohlenhydrate). Gleichzeitig wird doppelt stabil markiertes Wasser (2H218O) verabreicht und der Gesamt-Energieumsatz (total daily energy expenditure = TEE) gemessen. Die übrigen Messungen finden während eines 4-tägigen Klinikaufenthaltes statt in der follikulären Phase des Menstruationszyklus. Bestimmt werden Körperzusammensetzung (Körperfett; fettfreie Körpermasse ohne Knochen), Grundumsatz, Arbeitsumsatz bei 5 standardisierten Tätigkeiten des täglichen Lebens (average activity energy cost = AEC), Kohlenhydrat- und Fettverwertung (Respirationskammer) und daraus berechnet RQ, Arbeits-Energieumsatz (activity energy expenditure = AEE; Differenz aus Gesamtumsatz, reduziert um 10% für die thermische Energie bei der Nahrungsverwertung, und Grundumsatz), ein Index für die Zeit (Min./d), in der der Energieverbrauch dem AEC entspricht (activity-related time equivalent, ARTE = berechneter Arbeits-Energieumsatz in kJ/d dividiert durch AEC in kJ/Min.) und ein Index für die körperliche Aktivität (physical activity level, PAL = Gesamtumsatz dividiert durch Grundumsatz). Die körperliche Leistungsfähigkeit der TP wird auf dem Laufband ermittelt (spirometrische Messung von VO2max und VCO2 mit Bezug auf die fettfreie Körpermasse, nicht das KG). Die Stärke von Bizeps und Quadrizeps in Oberarm und Oberschenkel wird während maximaler isometrischer Kontraktion gemessen (110° Beugung von Ellbogen bzw. Knie).

 

Ca. ein Jahr nach Beendigung des Tests wird das gesamte Programm wiederholt. In der Zwischenzeit wurde auf Ernährung und/oder Bewegungsverhalten der TP kein Einfluss genommen. 27 TP (Gr.1) haben ihr Gewicht gehalten 14 (Gr.2) haben um 3-10% und 20 (Gr.3) um >10% zugenommen. Für die vormals Übergewichtigen liegen die Zahlen bei 6 (18%), 8 (24%) und 19 (58%).

 

Zur besseren Differenzierung werden nur die Daten der Gr. 1 und 3 verglichen (Gr.1: +0,7 kg Körperfett; -0,4 kg fettfreie Körpermasse; Gr.3: +9,6 kg Körperfett; +1,2 kg fettfreie Körpermasse). Dafür werden die Daten der 1. und der 2. Testphase unter Berücksichtigung der Variablen Alter, Rasse (Kaukasier/Afro-Amerikaner), Körperfett und fettfreie Körpermasse mit multivariaten Analysenmodellen berechnet.

 

Der AEE liegt in Gr.1 um 887 kJ/d (= 44 %), der TEE um 1.096 kJ/d (14%) über dem in Gr.3 (p <0,02 bzw. <0,01), die positive Energiebilanz bei 1.146 kJ/d; d. h. 77% des zusätzlichen Energieverbrauchs in Gr.1 stammt aus AEE. Entsprechend höher sind auch die körperliche Aktivität, ausgedrückt als ARTE- und PAL-Index (p <0,01 bzw. <0,001) und die Muskelkraft (kg) in Armen (+17%) und Beinen (+38%). Der Gewichtsanstieg der TP in Gr.3 ist somit im Wesentlichen auf körperliche Inaktivität zurückzuführen. Keine signifikanten Gruppenunterschiede ergeben sich für Grundumsatz, RQ, VO2max und Sauerstoffverbrauch/kg/Min. Unterschiede zwischen der 1. und der 2. Testphase sind für keinen der Messparameter erkennbar.

 

Die Ergebnisse werden diskutiert im Zusammenhang mit den Empfehlungen führender Experten zur Adipositas-Prävention. Der regelmäßigen körperlichen Aktivität (ca. 80 Min./d bei mäßiger Intensität) kommt dabei ein höherer Stellenwert zu als einer reduzierten Energiezufuhr.


IME

Weinsier(1,5), R. L., G. R. Hunter(2,5), R. A. Desmond(3,5), N. M. Byrne(1), P. A. Zuckerman(1), B. E. Darnell(4):
(1. Department of Nutrition Sciences; 2. Department of Human Studies; 3. Biostatistics Unit of the Comprehensive Cancer Center; 4. General Clinical Research Center; 5. Clinical Nutrition Research Center, the University of Alabama at Birmingham, Birmingham, Ala., USA):
Free-living activity energy expenditure in women successful and unsuccessful at maintaining a normal body weight.Amer. J. Clin. Nutr., 75 (2002) pp 499-504.