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膳食总抗氧化能力与超重和肥胖青少年代谢健康状况的关系

营养学杂志体积21，文章号:54（2022）引用本文

摘要

背景

虽然有几项研究评估了个体膳食抗氧化剂与代谢健康状况之间的关系，但关于儿童和青少年膳食总抗氧化能力与代谢健康之间关系的数据有限。这项研究调查了伊朗超重/肥胖青少年饮食总抗氧化能力和代谢健康状况之间的关系。

方法

这项横断面研究对203名超重/肥胖青少年进行了研究。通过一份有效的食物频率问卷来评估饮食摄入量。铁还原抗氧化能力(FRAP)是评价饲粮总抗氧化能力的指标。测量人体测量参数和血压状态。获得空腹血样以测定循环胰岛素、葡萄糖和血脂。采用两种不同的方法(改良的国际糖尿病联合会(IDF)标准和IDF标准以及胰岛素抵抗)将参与者分为代谢健康型肥胖(MHO)或代谢不健康型肥胖(MUO)。

结果

根据IDF和IDF/HOMA定义，分别有79名(38.9%)和67名(33.0%)青少年被定义为MUO。考虑到IDF标准，在最大调整模型中，FRAP的最高不育粒与较低的MUO几率相关(OR: 0.40;95%CI: 0.16-0.96)。然而，基于IDF/HOMA-IR标准，FRAP与MUO比值之间无显著相关性(OR: 0.49;95%CI: 0.19-1.23)。

结论

根据IDF标准，摄入较高膳食抗氧化剂的青少年患MUO的可能性较低。然而，考虑到HOMA-IR/IDF的定义，没有发现实质性的关系。需要进一步的前瞻性队列研究来证实这些发现。

同行评审报告

简介

儿童和青少年超重和肥胖最近已成为世界范围内的一个主要健康问题[1］．肥胖被认为是各种代谢紊乱发展的主要原因[2］．儿童代谢异常可能导致广泛的长期健康并发症，成年期全因死亡的风险也可能增加[3.，4］．据估计，近几十年来，儿童和青少年肥胖的患病率几乎翻了一番[5］．根据一项荟萃分析研究，伊朗约16%的儿童和青少年超重或肥胖[6］．值得注意的是要考虑超重或肥胖个体的代谢状况[7］．尽管体内脂肪过多，但有些人被称为代谢健康肥胖(MHO)，没有代谢紊乱[8］．然而，肥胖和代谢异常的同时发生被认为是代谢不健康肥胖(MUO) [9］．

城市发展、不良饮食和久坐的生活方式也增加了儿童肥胖的患病率[10］．根据先前的研究，过度产生活性氧(ROS)会加剧肥胖的发展[11，12］．此外，肥胖引起的氧化应激可能诱发慢性炎症，这也是代谢异常病理生理学的一个重要因素[13］．膳食抗氧化剂已被推荐用于抵御氧化应激和炎症并发症[14，15］．在早期的一些研究中，抗氧化剂如维生素C、维生素E、类胡萝卜素和硒水平与超重和肥胖的风险呈负相关[16，17］．然而，单独的抗氧化剂或食物可能不能准确地反映一种饮食的总抗氧化能力，因此，膳食总抗氧化能力(DTAC)已被开发出来并引起了广泛的关注[18］．DTAC已被提出作为一种研究全膳食抗氧化剂潜在有益影响的方法，并已被发现与血浆抗氧化能力有很强的相关性[18，19］．

大量研究表明，食用富含抗氧化剂的食物，如水果和蔬菜，可提高血浆TAC水平[20.，21］．根据多项研究，较高的DTAC可能会对各种代谢紊乱产生有益影响[20.，22］．此外，富含抗氧化剂的饮食可能与血浆c反应蛋白(CRP)呈负相关，CRP是全身炎症的主要生物标志物，进而引发代谢障碍[23]，如中枢性肥胖及葡萄糖耐受不良[24］．除血糖异常外，一项横断面研究表明，在年轻参与者中，较高的DTAC与较低的脂质受损几率相关[24］．总抗氧化剂摄入量也与较低的身体质量指数(BMI)和收缩压有关[19］．此外，血浆TAC的降低与青年人的代谢综合征有关[19］．另一项横断面研究没有证实这一发现;另一方面，这表明青春期肥胖儿童的血浆TAC高于正常体重的受试者[25］．因此，关于DTAC与MHO/MUO之间关系的数据不足。需要更多的研究来阐明这种关系，特别是在青少年中。此外，在中东进行的研究很少，因为那里的饮食摄入量与西方国家不同。由于这些限制，目前的横断面研究是为了检查超重和肥胖的伊朗青少年的DTAC和MUO之间的关系。

方法

参与者

这项横断面研究的样本是203名伊朗超重/肥胖青少年(102名女孩和101名男孩)，年龄在12-18岁。本研究的样本量是根据先前发表的研究数据确定的[26，27]，估计40-60%的伊朗超重和肥胖青少年被认为是MUO。因此，考虑到幂为80%，I型误差为0.05，期望置信区间为0.95，精度(d)为7%，估计所需的最小样本量为188名受试者。采用多阶段整群随机抽样方法选择受试者。学生是从伊朗伊斯法罕的五个主要地区随机挑选的。基于年龄和性别标准化BMI z-score [28]，超重和肥胖的儿童被从16所学校中挑选出来参加目前的调查。使用这种方法，来自广泛的社会和经济地位的青少年参与了这项研究。那些正在减肥、服用维生素和矿物质补充剂、或服用可能影响体重、血糖、血脂或血压的药物的参与者被排除在外。此外，我们没有将遗传或内分泌异常(如1型糖尿病、甲状腺功能减退和库欣综合征)的学生纳入本研究。因此，我们在目前的分析中招募了203名超重/肥胖青少年。获得了每位参与者的书面知情同意。此外，还获得了他们父母的知情同意。伊斯法罕医学科学大学当地伦理委员会负责研究方案。

膳食评价和DTAC计算

一份经过验证的147项食物频率问卷(FFQ)被用于收集个人饮食摄入量的数据[29］．以前的调查表明，这个FFQ可以准确地反映伊朗青少年各种疾病的饮食摄入量，每种食物的消费都是基于每天、每周或每月的频率进行询问的。之后，使用家庭测量方法，将所消耗食物的分量转换为每天的克[30.］．然后，将克/日值输入Nutritionist IV软件，计算营养素摄入量。营养学家IV软件使用了美国农业部的食品成分数据库，并根据伊朗食品进行了一些修改。铁还原抗氧化能力(FRAP)值来自先前发表的报告，以估算DTAC [31］．FRAP法测定膳食抗氧化剂将铁离子转化为亚铁的能力，表示为mmol/100 g食物[32］．当没有特定食品的FRAP数据时，根据其成分，主要研究者(P.S.)分配最接近的等效项目的价值。最后，将每种食物的消费频率乘以相关的FRAP值。然后将FRAP值相加，计算出每个参与者的DTAC。

人体测量指标和心脏代谢危险因素的评估

两名训练有素的营养师使用身高测量仪测量不穿鞋的站立高度(最接近0.1厘米)。体重也用校准的电子秤测量到最接近0.1公斤，穿着最少的衣服，不穿鞋。然后，根据世界卫生组织(WHO)为青少年定义的年龄和性别标准化BMI z-score，参与者被分为正常、超重或肥胖青少年[28］．正常呼吸后，在不对体表施加任何压力的情况下，用柔性卷尺测量腰围(WC)值(最接近0.1 cm)。取合适袖带尺寸的汞灯血压计测量右臂收缩压(SBP)和舒张压(DBP)，恢复15 min后测量两次。在本研究中计算并使用了两次测量的平均值。测定甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-c)、空腹血糖(FBG)浓度。胰岛素抵抗稳态模型(HOMA-IR)采用以下公式测定胰岛素抵抗(IR) [33HOMA-IR =[空腹血糖(mg/dl) ×空腹胰岛素(μu/ml)]/405。

代谢状态评估

采用两种策略将参与者划分为MHO或MUO个体。根据国际儿童糖尿病联合会的标准，第一种方法与代谢综合征(MetS)具有相同的成分[34］．MUO儿童被定义为具有两种或两种以上的MetS成分，如甘油三酯升高(≥150 mg/dL)， HDL-c降低(< 16岁< 40 mg/dL，女孩< 50 mg/dL /男孩≥16岁< 40 mg/dL)，空腹血糖升高(≥100 mg/dL)和血压升高(≥130/85 mmHg)。除此之外，他们被定义为MHO受试者。在第二种方法中，将HOMA-IR与第一种分类方法中使用的IDF标准一起考虑。HOMA-IR评分≥3.16且至少有两种其他代谢危险因素的个体被归类为MUO;HOMA-IR < 3.16者为MHO青少年[9，35］．

其他变量的评估

采用青少年体育活动问卷(PAQ-A)评估参与者的体育活动水平。本问卷包含9个不同活动的问题，以评估上周的身体活动[36］．问卷第1 ~ 8项从1 ~ 5分;1分表示身体活动最低，5分表示身体活动最高。第9个问题评估了前7天青少年的异常活动情况。将青少年分为非常活跃(得分≥4)、中等活跃(得分4 <≤3)、不太活跃(得分3 <≤2)、久坐不动或每周活动不规律(得分< 2)。训练有素的研究人员使用一份经过验证的人口统计问卷来评估学生的社会经济地位[37基于以下变量:父母的工作、家庭成员的数量、父母的教育程度、家里有车、有电脑/笔记本电脑、有个人房间和每年旅行次数。之后，对SES进行计算，得出总分。调查问卷记录了参与者的年龄、性别、病史、药物和补充剂使用情况。

统计分析

使用残差法调整总能量摄入的FRAP值，以获得能量摄入的独立暴露。然后根据FRAP的分位数进行分类(T1: < 6.42;T2: 6.42 - -8.33;T3: > 8.39 mmol/d)。研究参与者在FRAP各分位数上的一般特征报告为连续变量的均值±标准差和分类变量的百分比。对连续变量和分类变量分别采用方差分析(ANOVA)和卡方检验(卡方检验)，以检验FRAP各分项间的差异。使用协方差分析(ANCOVA)对FRAP研究参与者的年龄、性别和能量调节饮食摄入量进行评估。为了确定FRAP百分位数与MUO之间的关系，应用了多变量逻辑回归。在粗模型和调整模型中计算MUO的比值比(OR)和95%置信区间(CI)。根据先前的研究，能量摄入可能会影响兴趣的结果[38，39，40］．在第一个模型中，年龄、性别和能量摄入被调整。在第二个模型中，对身体活动水平和SES进行了进一步的调整。先前的研究表明，omega-3还可能与代谢风险因素有关;因此，我们认为摄入omega-3脂肪酸是一个混杂因素[41］．在最后一个模型中，除之前的混杂因素外，还调整了omega-3脂肪酸摄入量和BMI。在所有模型中，均以FRAP的第一百分位作为参考。为评价FRAP各分块间ORs的变化趋势，将分块作为序变量进行分析。P-值< 0.05(双侧)为统计学显著水平。所有分析均使用SPSS软件版本26 (IBM, Chicago, IL)。

结果

研究人群的平均年龄为13.98岁。根据体重指数分类，51.2%的青少年超重，48.8%的青少年肥胖。基于代谢健康状况(IDF)第一标准，61.1% (n= 124)的个体被归类为MHO(64名男孩，60名女孩)，38.9% (n其余79例为MUO(男37例，女42例)。而根据第二种定义(HOMA-IR)， 67.00% (n= 136)的参与者被归类为MHO(男孩66人，女孩70人)，33.00% (n其余为MUO(男35人，女32人)。表中显示了FRAP研究参与者的一般特征和心脏代谢状态1．与FRAP水平最低的参与者相比，FRAP水平最高的参与者有较低的DBP (P< 0.04)和FBG (P< 0.01)。在年龄、体重、性别、BMI、体力活动水平、SES、收缩压、胰岛素、HOMA-IR、TG和HDL胆固醇方面，FRAP组间无显著差异。

表1饮食TAC评分各能量调整类别研究参与者的一般特征(n= 203)一个
全尺寸表

表中列出了青少年的膳食摄入量2．在FRAP中排名前10%的受试者，与排名后10%的受试者相比，摄入了更多的水果、蔬菜、咖啡和茶、坚果、总脂肪、膳食纤维、硒、镁、维生素A、β -胡萝卜素、α -生育酚和维生素c。此外，他们摄入的碳水化合物和铁的量更低。在不同品种的FRAP中，总能量、肉类、蛋白质和维生素E摄入量没有发现显著差异。

表2饮食TAC得分的多变量调整摄入量和研究参与者在饮食TAC得分的能量调整分组中的选定营养素(n= 203)一个
全尺寸表

数字1说明了在考虑IDF和IDF/HOMA-IR定义的情况下，FRAP各词条中MUO的普遍性。根据IDF标准，FRAP第三个子代的MUO患病率与第一个子代无显著差异(30.9% vs. 46.3%)。P= 0.18)。同样，根据IDF/HOMA-IR标准，FRAP最高不育粒的个体与最低不育粒的个体相比，MUO患病率没有显著差异(26.5 vs. 37.3%)。P= 0.36)。

图1
图1

在研究人群中，FRAP各百分位的MUO患病率一个基于IDF定义的MUO。B基于IDF/HOMA-IR定义的MUO

全尺寸图像

表中列出了基于两种定义的多变量调整后的MUO在FRAP各词条中的比值比3.．根据IDF定义，在粗糙模型中，FRAP最高不育粒的青少年与最低不育粒的青少年相比，MUO的几率降低了48%。然而，这种关联并不显著(OR: 0.52;95% ci: 0.26-1.05;P= 0.07)。在控制了所有潜在的联合创始人后，这种关联变得更强、更显著(OR: 0.40;95% ci: 0.16-0.96;P= 0.04);这样，在FRAP的顶端不育粒的人与底部不育粒的人相比，MUO的几率降低了60%。考虑到IDF/HOMA-IR的定义，原油中FRAP和MUO之间没有任何显著的相关性(T3 vs T1 OR: 0.60;95% ci: 0.29-1.26;P= 0.18)和完全调整(T3 vs. T1的OR: 0.47;95% ci: 0.19-1.19;P= 0.11)模型。

表3饮食TAC评分各能量调整分块中MUO的多变量调整比值比(n= 203)一个
全尺寸表

讨论

在目前对伊朗青少年的横断面研究中，基于MUO的IDF标准，发现FRAP与MUO发生率之间存在显著的负相关。这种关联独立于潜在的混杂因素。然而，根据IDF/HOMA-IR标准，FRAP水平与MUO几率没有实质性关联。据我们所知，这是中东地区第一个研究DTAC(指FRAP)与青少年MUO之间关系的研究。

就儿童的健康和福祉而言，儿童肥胖正日益成为一个令人担忧的问题[1，2］．因此，迫切需要考虑青少年肥胖及其合并症[42］．在肥胖初期立即关注可维持或改善MHO状况[43］．需要强调的是，青少年的MHO状态可能转变为MUO状态[44]，而这种转换可能会在未来增加发病率和死亡率的风险[45］．在当前的横断面研究中，总膳食抗氧化剂和MUO之间显示出负相关关系。因此，建议青少年增加富含抗氧化剂的食物选择，如水果和蔬菜，以提高他们的饮食质量，延缓肥胖相关代谢功能障碍的发生，在临床上是值得的。

以前的研究表明，多吃水果、蔬菜、咖啡、茶和坚果与较高的膳食抗氧化剂摄入量有关[46，47］．在本研究中，基于IDF标准，青少年FRAP与MUO之间存在负相关关系。MUO/MHO采用IDF/HOMA分级时，根据异常的HOMA- ir结合IDF标准将青少年分为MUO/MHO。由于部分基于IDF标准的MUO病例表现为正常的HOMA-IR，因此根据第二种定义将其归类为MHO青少年。因此，根据IDF/HOMA标准，DTAC与MUO之间的无显著相关性可以通过少数MUO病例来表征。

关于DTAC与青少年代谢健康状况之间关系的数据有限。一项针对369名西班牙儿童和青少年的病例对照研究表明，在肥胖青少年中，DTAC与肥胖相关标志物呈反比关系[48］．另一项针对巴西肥胖青少年的观察性研究报告了血清抗氧化微量营养素(如β-胡萝卜素、维生素E和视黄醇)与代谢不健康状况之间的负相关[49］．此外，Ruperez等人发现MUO青少年的视黄醇浓度低于健康受试者[25］．虽然很少有研究调查饮食的抗氧化能力与儿童或青少年的代谢健康状况之间的关系，但在成人中进行了一些研究。在一项针对266名年轻人的横断面研究中，较高的膳食TAC评分与某些代谢特征(如总胆固醇、腹部、肥胖和氧化性LDL-C浓度)呈负相关[24］．此外，在一项针对2694名英国成年人的队列研究中，较高的饮食TAC评分与较高BMI的个体更好的血糖耐受性有关[50］．然而，另一项研究表明，抗氧化剂补充剂不会对代谢参数产生积极影响[51］．与以往研究相矛盾的结果可能归因于研究设计和参与者的差异，使用不同的测定方法来测量TAC，或不同的数据收集方法。DTAC是否与代谢健康状况相关尚需进一步研究。

在本研究中，DTAC得分最高的青少年脂肪和omega-3脂肪酸摄入量较高，碳水化合物摄入量较低。先前的研究表明，用单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸替代碳水化合物，特别是omega-3脂肪酸，可能会降低代谢紊乱的风险[40］．另一方面，伊朗人摄入更多的碳水化合物，特别是摄入更多的精制谷物，与HDL-c、高甘油三酯血症和高胰岛素血症浓度较低有关[39］．在我们的调查中，来自脂肪的能量摄入在DTAC得分最高的氏族中占30.6%。换句话说，那些脂肪摄入量最高的人的饮食中脂肪含量相对适中。同时，这些参与者摄入了更多的水果、蔬菜、坚果和膳食纤维。因此，对所观察到的相关性的一种可能解释可能与高DTAC饮食中宏观和微观营养素的数量和质量有关。

虽然精确的潜在机制尚未确定，但一些人可能阐明了观察到的DTAC和MUO之间的反向关联。膳食抗氧化剂如多酚、类胡萝卜素和维生素已被观察到可调节脂质和碳水化合物代谢并增加胰岛素敏感性[52，53］．此外，氧化过程的作用因其与肥胖并发症的联系而受到越来越多的关注[54，55］．食用富含抗氧化剂的食物可能有助于清除自由基，减少氧化，并增加血浆循环中TAC的可用性[56，57］．在横断面和随机干预试验中，较高的TAC摄入量与减少炎症和改善循环抗氧化剂有关[23，58］．另一个可能的机制是膳食抗氧化剂可以作为抗炎标志物，与较低的血浆CRP浓度有关[23］．CRP水平与儿童几种肥胖并发症相关[59］．

应该强调当前研究的几个优点。据我们所知，这是第一个调查青少年饮食中总抗氧化能力与MUO之间关系的研究。其次，在分析过程中，考虑了几种可能的混杂因素。此外，采集血液样本来评估参与者的代谢状态，而不是病史。然而，在解释这些发现时，必须考虑到一些局限性。目前的研究采用了横断面设计;因此，DTAC与MUO之间的关系不能被推断为因果关系。DTAC和MUO之间的因果关系应在前瞻性队列研究中得到证实。此外，这一点也应该考虑到，饮食总抗氧化能力较高的个体更有可能拥有整体健康的饮食模式。此外，由于采用FFQ来评估饮食摄入量，可能会对参与者进行错误分类。 Finally, the impacts of residual confounders (such as eating habits, puberty, and sleep habits) should also be considered, although several factors have been controlled.

结论

在伊朗青少年中，根据IDF标准，DTAC和MUO之间发现了负相关。然而，根据HOMA-IR/IDF标准，DTAC与MUO之间没有关系。为了证实这些发现，需要更多来自不同国家的精心设计的前瞻性研究。

数据和材料的可用性

通过联系研究主管(PS)可以获得本次调查的支持数据。

缩写

FFQ:

进食频率问卷

或者:

优势比

95%置信区间:

95%置信区间

体重指数:

身体质量指数

姆欧:

代谢健康型肥胖

MUO:

代谢不健康型肥胖

IDF:

国际糖尿病联合会

HOMA-IR:

稳态模型评估胰岛素抵抗

PAQ-A:

青少年体育活动问卷

SES:

社会经济地位

铵:

膳食总抗氧化能力

收紧:

铁还原抗氧化能力

ROS:

活性氧

c反应蛋白:

c反应蛋白

人:

世界卫生组织

农业部:

美国农业部

MUFA:

单不饱和脂肪酸

国家林业局:

饱和脂肪酸

短链脂肪酸:

短链脂肪酸

厕所:

腰围

SBP:

收缩压

菲律宾:

舒张压

TG:

甘油三酸酯

高密度脂蛋白胆固醇:

高密度脂蛋白胆固醇

光纤光栅:

空腹血糖

大都会:

代谢综合征

方差分析:

方差分析

ANCOVA:

协方差分析

SPSS:

社会科学统计包

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确认

感谢所有积极参与我们学习的同学。

资金

概念、设计、数据分析和手稿起草的资金支持来自伊朗伊斯法罕医学科学大学营养与粮食安全研究中心(编号:no. 1)。240174)。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 伊朗伊斯法罕医科大学，营养与食品科学学院，营养与粮食安全研究中心，学生研究委员会，社区营养系

    索班穆罕默

  2. 伊朗德黑兰医科大学营养科学与营养学学院社区营养系

    keyan Lotfi以

  3. 伊朗设拉子医科大学营养与食品科学学院社区营养系

    Saeideh Mirzaei

  4. 德黑兰大学体育与运动科学学院运动生理学系，伊朗德黑兰

    阿里Asadi

  5. 伊朗设拉子医科大学营养与食品科学学院社区营养系

    Masoumeh Akhlaghi

  6. 伊斯法罕医科大学营养与食品科学学院社区营养系，营养与粮食安全研究中心，伊朗伊斯法罕邮政信箱81745-151

    Parvane Saneei

作者
  1. 索班穆罕默
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  2. keyan Lotfi以
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  3. Saeideh Mirzaei
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  4. 阿里Asadi
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  5. Masoumeh Akhlaghi
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  6. Parvane Saneei
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贡献

SM、KL、SM、AA、MA和PS参与了构思、设计、数据收集、数据解释、手稿起草、批准最终版本的手稿，并就工作的各个方面达成了一致。

相应的作者

对应到Parvane Saneei．

道德声明

伦理批准并同意参与

研究程序根据赫尔辛基宣言和STROBE检查表进行。所有参与者都提供了知情的书面同意。该研究方案得到伊斯法罕医学科学大学当地伦理委员会的批准。

发表同意书

每位作者都承认他/她实质性地参与了这项工作，并准备对这项工作承担公共责任。

相互竞争的利益

所有作者都没有任何个人或经济利益冲突。

额外的信息

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Mohammadi, S.， Lotfi, K.， Mirzaei, S.et al。膳食总抗氧化能力与超重和肥胖青少年代谢健康状况的关系减轻J21， 54(2022)。https://doi.org/10.1186/s12937-022-00806-9

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关键字

  • 膳食总抗氧化能力
  • 肥胖
  • 代谢健康状况
  • 青少年
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营养学杂志

ISSN: 1475 - 2891

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