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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.130 n.1 Santiago ene. 2002

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872002000100007 

Gasto energético de reposo medido en
obesos y no obesos: comparación con la
estimación por fórmulas y ecuaciones
propuestas para población chilena

Measured and predicted resting energy
expenditure in obese and non-obese
Chilean subjects. A proposal of predictive
equations for the Chilean population

Fernando Carrasco N, Eliana Reyes S,
Cherie Núñez B1, Karen Riedemann S1,
Olga Rimler S2, Gabriela Sánchez G2,
Gabriela Sarrat G1.

Correspondencia a: Fernando Carrasco N. Independencia 1027. Santiago-Chile. Fono: 6786130- Fax: 7355581. Correo electrónico: fcarrasc@machi.med.uchile.cl

Background: The commonly used predictive equations to calculate resting energy expenditure (REE) can yield inaccurate results. Aim: To compare measured REE, with estimated REE in normal and obese adults. To develop specific predictive equations for our population. Patients and Methods: Eight hundred sixteen women aged 18 to 74 years old with a body mass index (BMI) between 18.5 and 69.7 kg/m2 and 441 men aged 18 to 71 years old with a BMI between 185 and 67.9 kg/m2 were studied. REE was measured by indirect calorimetry and fat free mass by tetrapolar bioimpedance. REE was also estimated using FAO/WHO (F/W) and Harris-Benedict (H/B) equations. Results: Measured REE in controls was 20.7 ± 1.9 and 23.6 ± 3.3 kcal/kg/day in women and men respectively. The figures for overweight women and men were 19.8 ± 1.9 and 20.0 ± 2 kcal/kg/day, for obese women and men were 18.3 ± 1.7 and 19.0 ± 1.8 kcal/kg/day and for morbidly obese women and men, were 16.9 ± 1.8 and 16.1 ± 1.7 kcal/kg/day. When REE was corrected for fat free mass, no differences between controls and different degrees of obesity, were observed. The difference between estimated and measured REE ranged from -420 to 617 kcal in women and from -400 to 900 kcal in men. The equations derived using data obtained in the present study, showed a better predictive accuracy. Conclusions: An important error was detected when REE was predicted using FAO/WHO or Harris Benedict equations, in Chilean obese subjects. Therefore these equations must be used with caution, local equations must be devised or resting energy expenditure must be measured by indirect calorimetry (Rev Méd Chile 2002; 130: 51-60).
(Key Words: Calorimetry, indirect; Energy metabolism; Obesity; Predictive value of tests)

Recibido el 24 de abril, 2001. Aceptado en versión corregida el 5 de noviembre, 2001.
Programa de Obesidad, Clínica Avansalud. Departamento de Nutrición,
Facultad de Medicina, Universidad de Chile.
1 Nutricionista
2 Alumno Carrera de Medicina

La obesidad es una enfermedad crónica caracterizada por un aumento en la masa grasa corporal, con una fuerte asociación con hipertensión arterial, dislipidemia, diabetes tipo 2, cardiopatía isquémica y algunos tipos de cáncer1. La prevalencia elevada y creciente de la obesidad observada en nuestro país2,3, ha situado a esta enfermedad como prioritaria dentro de las estrategias nacionales de promoción en salud4.

Si bien las medidas preventivas pueden evitar un mayor incremento en la prevalencia de obesidad en nuestra población, son indispensables las estrategias de intervención, especialmente en obesos con enfermedades asociadas. Actualmente existe consenso en que el enfoque terapéutico debe ser multidisciplinario e integral, considerando como objetivo el cambio en los hábitos de alimentación y de actividad física5,6.

En el paciente obeso la planificación de la alimentación debe considerar un período de reducción del peso corporal, en el cual la ingesta calórica debe ser significativamente menor al gasto energético de reposo más actividad física, seguido por una fase de estabilización del peso corporal en que se deben cubrir las necesidades nutricionales y evitar el nuevo incremento del peso7.

Para el cálculo del requerimiento calórico individual habitualmente se utilizan ecuaciones para estimar el gasto energético de reposo (GER), tales como las de FAO/OMS/UNU8, o las desarrolladas por Harris y Benedict9, aplicando luego un factor de actividad física liviana, moderada o intensa. Otro método de mayor exactitud consiste en medir el GER por calorimetría indirecta10, aplicando luego el factor de actividad física. Esta técnica, sin embargo, es de alto costo y está disponible solamente en unos pocos centros clínicos.

Considerando que las fórmulas para estimar el GER provienen de poblaciones con diferentes características raciales, rango de edad e índice de masa corporal, es probable encontrar errores en la predicción de este parámetro11,12.

El presente estudio se efectuó con el objetivo de comparar el GER medido con el GER estimado por fórmulas, en adultos en un amplio rango de edad e índice de masa corporal, y proponer ecuaciones de estimación específicas para nuestra población que debieran ser validadas en futuros estudios.

MATERIAL Y MÉTODO

Sujetos. Se estudiaron a 816 mujeres y 441 hombres entre 18 y 74 años de edad, sin antecedentes de variación reciente en el peso corporal. Se diagnosticó sobrepeso (Sp), en aquellos sujetos con índice de masa corporal (IMC= peso (kg)/estatura2 (m)), entre 25 y 29,9; obesidad (Ob), con IMC entre 30 y 39,9; y obesidad mórbida (Om), con IMC de 40 o más1. Los controles (C), fueron sujetos sanos con IMC entre 18,5 y 24,9 kg/m2. Los individuos con sobrepeso y obesidad fueron seleccionados retrospectivamente entre los pacientes consultantes a un programa de tratamiento de obesidad, que no se encontraran en tratamiento para reducir el peso corporal con restricción calórica y/o fármacos al momento de efectuarse las mediciones de GER, y que no presentaran alguna enfermedad que afectara directamente el gasto energético o la confiabilidad de su medición. El estudio contó con la aprobación del comité de ética del centro clínico y con el consentimiento de los pacientes para analizar en forma anónima sus determinaciones.

Medición del gasto energético de reposo y cuociente respiratorio de ayunas (CRa). En condiciones de ayuno de al menos 12 h, reposo por 30 min y en un ambiente termoestable (20 a 21°C), se midió el GER por calorimetría indirecta de circuito abierto con un monitor metabólico Deltatracâ (Datex Instrumentarium Corp, Helsinki, Finland)10,14. Con esta medición se obtiene el CRa y una estimación del porcentaje de oxidación de lípidos (% OL). El GER medido (GERm), fue comparado con el GER estimado (GERe), por ecuaciones de Harris y Benedict (H/B)8, y con las fórmulas propuestas por FAO/OMS/UNU- 1985 (F/O)7 (Tabla 1).


Evaluación antropométrica y de composición corporal. Se midió el peso corporal y la talla, con ropa ligera y descalzo, en una balanza de palanca (Detectoâ), con una precisión de ± 100 g. En 230 mujeres y 130 hombres se midió el porcentaje de masa grasa (%MG) y la masa libre de grasa (MLG), mediante impedanciometría bioeléctrica tetrapolar (Biodynamics Corpâ, Seattle, USA)13.

Análisis estadístico. Los parámetros se expresaron como promedio y desviación estándar, ajustados por edad. Se efectuó ANOVA para el GERm (por peso corporal y MLG), CRa y % OL, entre los grupos C, Sp, Ob y Om. El CRa fue categorizado en tres subgrupos: cuartil inferior (CRa <0,78 ó >52% OL), cuartil superior (CRa >0,87 ó <25% OL) y cuartiles intermedios (CRa entre 0,78 y 0,87). Se efectuó análisis de correlación lineal simple entre las variables GERm (kcal/kg/día y kcal/MLG), CRa, IMC, % MG y MLG. Se realizó análisis de regresión lineal múltiple con las variables GERm (variable dependiente), peso, talla y edad (variables independientes). Las diferencias entre GER estimado y medido se evaluaron con el análisis de Bland y Altman, con límites de concordancia en ± 2 desviaciones estándar del residual15. Se calculó la diferencia (%), entre la estimación y la medición (GERe-GERm/GERm*100), y se estableció un límite arbitrario en ± 10%. Para analizar la homogeneidad del GER dentro de las muestras se calcularon ecuaciones de regresión a partir de muestras aleatorias conformadas por la mitad de los casos de mujeres y hombres. Estas ecuaciones fueron aplicadas en la otra mitad de cada grupo en forma cruzada y se analizó las diferencias entre el GER medido y el nuevo valor de GER estimado. Se utilizó el programa estadístico Jandel Sigma Stat, versión 2.0 (Copyrightâ 1995, Jandel Corp.), y un nivel de significancia de 5% (p <0,05).

RESULTADOS

Gasto energético de reposo medido y cuociente respiratorio de ayunas. En mujeres el GERm por peso corporal fue significativamente menor a mayor grado de obesidad (p <0,05), y no hubo diferencia significativa en el GERm por MLG (Tabla 2). El CRa fue significativamente menor en las Om en comparación con las C, Sp y Ob (p <0,05). Un CRa > 0,87 se encuentra en 21,8% de las 816 mujeres.


En hombres se encontró un GERm por peso corporal significativamente diferente entre los subgrupos, siendo el promedio menor a mayor grado de obesidad (p <0,05) (Tabla 3). El GERm por MLG no fue significativamente diferente entre los subgrupos. El CRa fue menor en los hombres Sp, Ob y Om en comparación con los C (p <0,05), y en 38,5% de los 441 hombres se observa un CRa >0,87.


Diferencia entre GER estimado por Harris-Benedict y GER medido. El GERe por H/B sobrestima el GERm en 56 ± 126 kcal/día (-420 a 370 kcal) o en 3,9 ± 8,7% en mujeres (-27,2 a 26,9%), y en 153 ± 191 kcal/día (-400 a 900 kcal) o 8,3 ± 10,4% en hombres (-19,4 a 45,5%) (Figuras 1 y 2). La diferencia H/B-GERm, mostró una correlación negativa con el GERm en mujeres (r=-0,65; p <0,001), y en hombres (r=-0,25; NS). Los límites de concordancia de Bland-Altman (± 2 DE), son ± 252 kcal (± 17,4%), y ± 382 kcal (±20,9%), en mujeres y hombres, respectivamente. Una diferencia H/B-GEMm mayor a ± 10% se encuentra en 28% de las mujeres y en 43,3% de los hombres.


Figura 1. Comparación del gasto energético de reposo (GER), estimado por ecuaciones de Harris-Benedict (H-B), con el GER medido por calorimetría indirecta en mujeres (según Bland y Altman).


Figura 2. Comparación del gasto energético de reposo (GER), estimado por ecuaciones de Harris-Benedict (H-B), con el GER medido por calorimetría indirecta en hombres (según Bland y Altman)..

Diferencia entre GER estimado por FAO/OMS/UNU y GER medido. Las fórmulas F/O sobrestiman el GERm en 75 ± 136 kcal/día (-392 a 617), o en 5,2 ± 9,4% (-19,4 a 45,5%) en las mujeres, y en 181 ± 186 kcal/día (-346 a 1.008), o en 9,8 ± 11,4% (-16,3 a 49,7%), en hombres (Figuras 3 y 4). La diferencia F/O-GERm mostró una correlación negativa con el GERm en mujeres (r=-0,61; p <0,001), y en hombres (r=-0,42; p <0,05). Los límites de concordancia de Bland-Altman (± 2 DE), son ± 272 (18,8%), y 372 kcal (20,3%), en mujeres y hombres, respectivamente. Una diferencia F/O-GEMm >±10% se presenta en 37,2% de las mujeres y en 52,4% de los hombres.


Figura 3. Comparación del gasto energético de reposo (GER), estimado por fórmulas FAO/OMS (F/O), con el GER medido por calorimetría indirecta en mujeres (según Bland y Altman).


Figura 4. Comparación del gasto energético de reposo (GER), estimado por fórmulas FAO/OMS (F/O), con el GER medido por calorimetría indirecta en hombres (según Bland y Altman).

Diferencia entre GER estimado y GER medido según IMC. En mujeres la sobrestimación con H/B y F/O es mayor en controles que en aquellas con IMC ≥25 (107 ± 101 vs 48 ± 133, y 97 ± 106 vs 71 ± 139 kcal/día, respectivamente). En hombres H/B y F/O sobrestiman más cuando el IMC es ³25 que en los C (160 ± 190 vs 75 ± 179, y 187 ± 187 vs 119 ± 172 kcal/día, respectivamente). En mujeres las diferencias H/B-GERm y F/O-GERm se correlacionaron negativamente con el IMC (r= -0,17, p <0,001 y r= -0,09, p <0,05, respectivamente), es decir que a mayor IMC las fórmulas muestran una menor sobrestimación. En hombres hubo una correlación positiva del IMC con H/B-GERm (r=0,26; p <0,001), y con F/O-GERm (r=0,15; p <0,005), lo cual implica una menor sobrestimación con IMC más bajos.

Ecuaciones de predicción del GER. Las ecuaciones para estimar el GER en función del peso, o del peso y edad, se presentan en la Tabla 4. En el análisis de correlación simple la variable peso explica la mayor parte de la variación del GER en mujeres (r=0,78; p <0,001; EE=128 kcal), y en hombres (r=0,78; p <0,001; EE=174 kcal). La edad muestra una correlación negativa no significativa con el GER en mujeres (r=-0,059) y en hombres (r=-0,029), y al incorporarla en el análisis de regresión lineal múltiple mejora escasamente el coeficiente de correlación y el error estándar de la predicción en mujeres (r=0,80; EE=123 kcal), y en hombres (r=0,79; EE=172 kcal).


Análisis de validación dentro de las muestras. En las mujeres se calcularon ecuaciones de regresión para 2 muestras de 408 casos cada una (M1 y M2):

M1: GERe= P*10,6 - E*3,68 + 762,6
(EE=121 kcal; F=325,061; r=0,785; p <0,001).
   
M2: GERe= P*11,2 - E*2,13 + 674,3
(EE=125 kcal; F=384,47; r=0,809; p <0,001).

Las diferencias GERe-GERm al aplicar la ecuación M1 en el grupo M2, y la ecuación M2 en el grupo M1 fueron de -15,9 ± 126,7 y 12,0 ± 122,2 kcal, respectivamente.

En hombres se obtuvieron ecuaciones de regresión en una muestra de 221 casos (H1), y otra de 220 casos (H2):

H1: GERe= P*10,8 - E*1,52 + 860,0
(EE=179 kcal; F=174,835; r=0,785; p <0,001).
   
H2: GERe= P*11,5 - E*3,29 + 859,3
(EE=165 kcal; F=193,232; r=0,800; p <0,001).

Las diferencias GERe-GERm al aplicar la ecuación H1 en el grupo H2 y la ecuación H2 en el grupo H1 fueron de 8,9 ± 165,7 y -7,2 ± 179,9 kcal, respectivamente.

DISCUSIÓN

Al estimar el gasto energético de reposo puede obtenerse un menor error al usar una fórmula originada en una amplia muestra de individuos con características raciales, patrón de actividad física, rango de edad y composición corporal semejantes a las de los sujetos a analizar (ecuación población-específica). Las ecuaciones de Harris y Benedict8, se desarrollaron en 1919 a partir del análisis de regresión entre el gasto energético de reposo medido por calorimetría, y el peso, talla y edad en 103 mujeres y 136 hombres sanos con peso normal, y en un rango de edad limitado (31±14 años en mujeres; 27±9 años en hombres). En un estudio de revalidación estas ecuaciones mostraron una precisión de ± 14% en la estimación del GER en sujetos sanos con peso normal, y un bajo valor predictivo en desnutridos16. Numerosos estudios han comparado el GERe por ecuaciones de H/B con la calorimetría indirecta encontrándose discordancias en un rango de ±19% en sujetos sanos con peso normal y obesos, y en diferentes razas17-25. Por otro lado, las fórmulas propuestas por FAO/OMS/UNU7, se basan en datos de Schofield y cols26, quienes, recopilando la información de 114 estudios publicados en los últimos 60 años, analizan el GER medido en 1.239 mujeres y 3.575 hombres mayores de 18 años. Con las series analizadas, de diferentes razas, rango de edad e índice de masa corporal (17,5 a 37,1 kg/m2), se intenta obtener fórmulas aplicables universalmente. Estas fórmulas han sido consideradas adecuadas para la estimación del GER en individuos sanos con peso normal o bajo27,28, aunque no recomendables para obesos norteamericanos29. Los estudios efectuados en poblaciones no caucásicas han mostrado una consistente sobrestimación del GER con las fórmulas FAO/OMS/UNU, con valores promedio de hasta 12,5% sobre las mediciones del GER25,30-32.

En nuestro estudio las fórmulas sobrestimaron menos el GER en mujeres (5,2% con F/O y 3,9% con H/B), que en hombres (9,8% con F/O y 8,3% con H/B), con una discordancia individual que fluctuó entre 28% de subestimación hasta 50% de sobrestimación. En los análisis de Bland-Altman se observó una mayor sobrestimación con las fórmulas cuando el GER medido era menor de 1.400 kcal en mujeres y 1.700 kcal en hombres. En los datos de Schofield los valores de GER en el rango descrito corresponden a sujetos con un promedio de IMC y edad muy inferiores al de nuestra muestra (»20 kg/m2 y 25 años, respectivamente). Lo anterior conduce a un mayor coeficiente para el peso en las ecuaciones F/O y una esperable sobrestimación al aplicarlas en nuestra muestra. En valores elevados la mala estimación del GER se origina en que los datos de Schofield, así como los de Harris y Benedict, contienen una proporción muy pequeña de casos con GER elevado o IMC mayor de 25 kg/m2, por lo tanto es explicable un mayor error en individuos con sobrepeso u obesidad (valores altos de GER en nuestra muestra), como ha sido descrito en otros trabajos29.

En el análisis de validación interna se observó un menor promedio en la diferencia entre el GER estimado y GER medido al aplicar en forma cruzada las ecuaciones calculadas en las submuestras tanto en mujeres (-15,9 y 12,0 kcal), como en hombres (-7,2 y 8,9 kcal), en relación al obtenido con las fórmulas tradicionales. Lo anterior muestra algún grado de homogeneidad dentro de la muestra en relación a las mediciones del gasto energético.

El GER medido expresado por peso corporal total resultó ser significativamente más bajo a mayor grado de obesidad en mujeres y hombres, y el promedio por categoría (Tablas 2 y 3), permitiría una estimación rápida del GER cuando no se dispone de una medición.

Considerando que los sujetos con mayor grado de obesidad tenían un mayor promedio de edad las variables de gasto energético debieron ajustarse por edad. Los estudios que comparan sujetos obesos y no obesos, con diferentes promedios grupales de edad, no encuentran diferencia significativa en el GER medido por calorimetría indirecta cuando éste se ajusta por masa libre de grasa o por área de superficie corporal24,33-36. Como la disminución del GER con la edad es fundamentalmente atribuible a la disminución de la masa libre de grasa, era esperable encontrar que el GER por unidad de masa libre de grasa fuera semejante entre las distintas categorías de IMC, aun con las diferencias significativas en sus promedios de edad (Tablas 2 y 3).

Una baja tasa de oxidación de lípidos (CR de ayuno y de 24 h elevado), es una característica metabólica en parte genéticamente determinada37, considerada como factor de riesgo de ganancia de peso38,39. En nuestra serie alrededor de 22 y 39% del total de mujeres y hombres, respectivamente, presentan un cuociente respiratorio en ayunas mayor que 0,87, y la proporción de casos con CRa elevado es menor a mayor grado de obesidad. Si bien el CRa obtenido por calorimetría indirecta no expresa fielmente la utilización de nutrientes (oxidación de grasas vs hidratos de carbono), un valor elevado de este parámetro en ayunas es sugerente de una mala utilización de grasas.

Finalmente, las ecuaciones predictivas desarrolladas en el presente estudio (Tabla 5), con un coeficiente de correlación (»0,8), y un error de estimación (»108-172 kcal), semejante al de las ecuaciones tradicionales, podrían mostrar una mejor concordancia con el GER medido al ser aplicadas en sujetos de nuestra población, como se demostró en el análisis de validación interna desarrollado. Sin embargo, antes de recomendar ecuaciones para la práctica clínica es necesario validarlas en una gran muestra de sujetos con peso normal y obesos en los cuales se disponga de mediciones del GER por calorimetría indirecta bajo condiciones estandarizadas.

En conclusión, el gasto energético de reposo calculado con fórmulas tradicionales puede presentar un error importante de estimación, el cual puede ser relevante al momento de planificar la alimentación para reducir o mantener el peso corporal en sujetos obesos. Las fórmulas originadas del presente análisis podrían inducir a un menor error en la estimación del gasto energético de reposo, especialmente en pacientes obesos, cuando no es posible efectuar una medición con calorimetría indirecta. La aplicación de estas fórmulas en estudios de validación podrá confirmar si son o no más adecuadas para su uso rutinario en la práctica clínica que las fórmulas tradicionalmente usadas.

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