图1：微风®间接量热计，传感器盒，吹口，和应用[10]的iPhone接口。
全文
岳登1.方辰1.艾丽卡Forzani1.Vijaya Juturu2 *
1. 美国亚利桑那州亚利桑那州立大学生物设计研究所生物电子学和生物传感器中心2. 美国新泽西州莫里斯敦OmniActive健康技术公司
*通讯作者：Vijaya Juturu, OmniActive健康技术公司美国新泽西州莫里斯敦07960电子邮件:v.juturu@omniactives.com
提高日能量消耗(EE)对代谢健康和体重管理具有重要作用。在过去的30年里，肥胖，一种伴随相关疾病的流行病，在所有年龄组中持续增长。在过去的10年里，没有任何证据表明超重和肥胖在任何年龄组的流行率有所下降。辣椒素是辣椒提取物的生物活性物质，据报道，它能分解脂肪，增加能量消耗，增加脂质氧化和降低食欲。不清晰®是一种便携式设备，可以用间接量热法测量你的新陈代谢。它会分析你的氧气消耗和二氧化碳产生的速率。不清晰®它是世界上第一款由电池驱动、可与智能手机同步的便携式新陈代谢追踪器。这一创新设备帮助人们根据自己的新陈代谢状况制定个性化的体重管理计划。静息能量消耗(REE)受身体组成、年龄、性别、健康状况和遗传等因素的影响。本研究旨在探讨在健康受试者休息时补充辣椒素对代谢率和心率的影响。在一项单盲、急性、安慰剂对照、交叉开放标签研究中，40名受试者(男性:n=23;女:n = 17;年龄:28.2±5.3岁;体重指数=23.1±3.8磅/英寸2.；体脂(生物阻抗):18.6±7.2%)通过代谢跟踪设备进行测试，在此期间他们要么服用2毫克辣椒素补充剂(100毫克辣椒素®)或安慰剂，每天一粒。要求至少35名受试者满足0.95的α为0.05的幂。补药后测定不同时间点(基线(BL)、1 h、2 h、3 h及24 h REE)的静息能量消耗(REE)、心率(hr)、血压(BP)。与安慰剂相比，辣椒素治疗显著(p≤0.05)增加了能量消耗[∆REE% 6.07]。辣椒素组24小时REE的外推变化为130千卡/天(7.23%)，安慰剂组为8千卡/天(1.17%)。两组间心率(HR)无显著差异。这些结果表明，热源性营养补充可增加静息能量消耗(REE)。还需要进一步的长期研究来探索breezing代谢追踪器在体重管理营养研究中的应用。
代谢率;辣椒素;能量消耗;生热作用
帽子:辣椒素;REE:静息能量消耗;情感表达:能量消耗;人力资源:心率;英国石油(BP):血压;提单:基线;签证官2.：氧气消耗率；VCO2.::二氧化碳产量;中移动:呼吸商
肥胖在美国是一种流行病，可能导致高血压、糖尿病和心血管疾病的风险。肥胖显著增加高血压、中风、糖尿病、骨关节炎、冠心病、胆囊疾病、睡眠呼吸暂停和呼吸问题、子宫内膜癌、乳腺癌、前列腺癌、结肠癌和其他相关临床疾病的死亡风险[2]。世界上有近21亿人肥胖或超重[3,4]。肥胖通常被认为是食物摄入过多或能量消耗不足的结果。
辣椒素是辣椒类水果中主要的刺激性天然活性化合物，如辣椒属(capsicum)，其中含量最丰富的是辣椒素、二氢辣椒素和去甲二氢辣椒素[6]。现有资料表明，辣椒素具有多种生物和生理活性，包括抗炎[7]、抗氧化[8]和抗癌[8]。Whiting等人[9,10]指出，作为体重管理计划的一部分，辣椒素发挥了有益的作用。辣椒素(CAPs)存在于辣椒及其提取物中。据报道，它们可以增加生热作用[11-13]，降低肥胖的几率。间接量热法是一种无创、可靠的测定人体静息代谢率的方法。静息能量消耗(Resting energy expenditure, REE)是静息状态下的基本代谢率，代表维持生命所需的最低能量[15]。这是体重管理的关键因素之一。人们发展了不同的方法来测量稀土元素。最近有一种叫做Breezing的移动间接量热计®开发是为了促进个性化的REE测量。基于化学传感器盒的光学检测[16]，氧气消耗率（VO2.)和二氧化碳生成率（VCO2.)。根据Weir方程[17]，采用VO法测定稀土元素2.，VCO2.和呼吸流速，通过装置内部的商用流量传感器测量。因此，本研究的目的是使用称为Breezing的移动间接量热计研究辣椒素补充剂补充剂（盖子）对REE的影响®设备。本研究是第一个系统数据收集，分辨率为1小时（时间点）测量，并观察到CAPS急性补充的变化。此外，研究设计仔细实施了定制的膳食，作为受试者的REE基线测量的百分比管理。
参与者
40例健康成人(N=40)，交叉、1周洗脱、单次给药、急性研究(男23例、女17例)。纳入标准:年龄22-47岁，自由生活人群，体重指数18.1 - 32.8磅/英寸2.，如表1所示。排除标准包括：怀孕或哺乳、使用已知影响慢性疾病/状况的维生素、补充剂或药物，以及同时参与另一项研究。在获得书面知情同意书之前，向每位参与者解释了研究的性质、目的和风险。该研究由亚利桑那州立大学机构审查委员会（IRB方案#研究00004264）批准，所有受试者自愿参与该研究，并在参与前提供书面知情同意书。该研究于2016年5月至2016年9月在亚利桑那州立大学（ASU）进行。本研究在ISRCTN注册，试验注册号：ISRCTN1398030。
| 细节 | N | 年龄（YR） | 身高(在) | 体重(磅) | 身体质量指数 （LBS / 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） |
| 总计 | 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:基线特征。
干预
受试者每天给予2毫克辣椒蛋白（100毫克胶囊®胶囊，CAPs)或匹配的安慰剂(微晶纤维素)。营养品由OmniActive健康技术有限公司提供。印度。
设备
微风®该装置(一种间接移动量热计)通过检测呼吸中氧气消耗和二氧化碳产生的速率来评估能量消耗(EE)。它是基于流量检测和化学传感墨盒，使用手机摄像头进行光学检测。如前所述，图1显示了当前Breezing的测试配置®设备[15]。该设备是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)，并通过蓝牙无线连接到iOS/ Android移动设备®．一次性传感器墨盒上使用预校准传感器信息的二维码，可以被移动应用程序扫描和识别。在每次测量过程中，参与者通过与Breezing连接的一次性吹口呼吸®装置约1-2分钟，直至用流量计测量共6L呼出气体。在移动设备上接收的数据被处理并显示在应用程序上。根据Weir方程，RQ, VO2.和VCO2.，能量消耗是确定的。该设备的验证已发布[10]。莫斯科医院对该设备与夸克(来自Cosmed)视频的准确性进行了比较，显示与代谢推车法[15]的差异为3%。因此，我们选择Breezing装置作为研究对象，因为它具有便携性和操作简单性。
方法
在每次测试之前，参与者在过去4小时内没有进食，在测试前12小时内没有进行剧烈运动，或者在测试前至少4小时没有进行中度运动。一旦确定了静息状态，就测量了参与者的REE。至少连续测量了2次REEaken以确保准确性。此外，使用Tanita生物阻抗量表和壁尺对参与者的体重、身高和脂肪百分比进行评估。之后，要求参与者佩戴Zephyr胸带跟踪器以监测其生理参数。向参与者提供膳食，包括无热量、无咖啡因的饮料k和一定量的Thomas素百吉饼和1/3低脂费城奶油奶酪（基于其REE水平）。14名参与者的热量摄入与REE值的比率为0.35，25名参与者为0.25。同时，参与者被提供一顶帽子或一个安慰剂胶囊。安慰剂模拟了大小和物理特性补充药丸的特点。每位参与者参加两次试验：一次服用CAP，另一次服用安慰剂胶囊。两次试验之间的研究是单盲的，至少有两天的清洗期。所有参与者的代谢率分别在1小时、2小时和3小时进行测量。开始和结束的时间试验结束时，在试验的空白时间内，受试者需要进行固定的办公室或工作台，在图2a中对试验方案进行了总结。根据相同的数据集，绘制了图3b和3c，以比较两组在同一水平上的差异。作为该参与者的基线。REE0表示基线REE值，REEI表示在1小时，2小时和3小时下测量的REE值。数据计算为：[（REE我- 雷伊0) /瑞0) * 100%。
图2：a）测试协议;b）向参与者提供的餐。
个人参与者雷伊
给参与者提供的饮食1中，卡路里摄入量是其REE值的0.35倍。剩下的26名参与者吃的是热量摄入减到REE值的0.25倍的饮食2。
统计分析
为了区分幂为0.95的两组，需要最小样本量为35。在本研究中，我们定义样本容量为40，这足以得出差异。使用配对数据的Student t检验进行处理内分析，比较每个处理后的每个时间点和基线。治疗之间的参数分析采用协方差分析，以基线值为协变量。治疗效果以p<0.05的显著性水平测量。数据以Mean±SD表示。采用Tukey-Kramer p值调整法检验各处理最小二乘均值的两两差异。对图4所示的∆REE%结果进行配对t检验。在本试验中，α=0.05，自由度为39。统计学意义水平为p<0.05。 Data are reported as Mean ± SD.
图3:a)所有参与者的平均REE;b)相对平均稀土变化(REE我稀土元素0）;c）相对平均REE在百分比变化（[（ree我- 雷伊0) /瑞0] * 100％）。
进行总试验，并与安慰剂胶囊组进行比较，以评价补充CAPs对人体REE的增强作用。同时报告了所有参与者的心率数据。图3和图4总结了所有参与者的结果。
平均而言，服用cap胶囊组的REE变化较安慰剂组为阳性。3 h时，CAPs组REE水平增加116 Kcal/d(8%)，而安慰剂组在整个试验期间波动为±15 Kcal/d(小于0.7%)。总体cap显示平均REE增加。
个体参与者REE变化:每个个体的代谢率是独特的。图4显示了每个参与者的∆REE%。在图4中，雷达图外的标签表示了参与者的人数。在图4中，CAPs组比安慰剂组处于外周期。CAPs对代谢率有积极的影响。绝对面积积分结果如表2所示。在3小时内，CAPs组比安慰剂组显示了统计学上显著的正整合区域。在1 h时，CAPs的REE增加，在3 h时继续增加(从505%增加到1186%)，表明CAPs比安慰剂提高代谢率。
| 时间 | 集团 | 雷达绘图区域集成（%） |
| 1 h | 安慰剂 | -55 |
| 辣椒蛋白 | 450 | |
| 2 h | 安慰剂 | -260 |
| 辣椒蛋白 | 836 | |
| 3h. | 安慰剂 | -321年 |
| 辣椒蛋白 | 865 | |
| 全体平均∆稀土元素% | 安慰剂 | -212 |
| 辣椒蛋白 | 717 |
表2:综合区域从雷达标绘。
心率概况:监测参与者的心率通过实时监控跟踪器，Zephyr，胸段带的形状（图5A）。每秒记录其生理活动信号并将其报告给PC接口。图5B）显示了所有参与者的平均心率曲线。CAPS组的平均心率是（78.6±2.72）BPM，安慰剂组平均值（79.15±2.88）BPM。在测试期间，两组的平均心率在前30分钟内增加了约10bpm，然后逐渐恢复到初始心率。图5B表明，两组之间的心率没有显着差异（帽子vs.安慰剂)。男女差异无统计学意义(表3)。
图4:∆REE%在不同时间点的测试和平均值。
| 辣椒素组与安慰剂组的配对t检验 | ||||
| ∆REE % | 1 h | 2 h | 3h. | 平均的 |
| p值 | 0．115 | 0.006 | ０．０２３ | 0.012 |
| 意义 | 没有 | 是的 | 是的 | 是的 |
| 男女组间t检验 | ||||
| ∆REE % | 1 h | 2 h | 3h. | 平均的 |
| p值 | 0．48 | 0.62 | 0．72 | 0.78 |
| 意义 | 没有 | 没有 | 没有 | 没有 |
表3:∆REE %比较处理(辣椒素vs安慰剂)和性别。
外推的REE改变：要特别评估帽子，我们在丸剂摄入后24小时内预先汇率重新缩小。所有参与者的基线REE的平均REE值为1534千卡/天。图3C的数据用于预订REE更改。CAPS组在平均比安慰剂组平均超过100千卡/天（6％），载玻片组显示了。表4总结了预速率REE更改的示例。我们计算每个受试者和每种治疗中的24小时预级REE变化。观察到，平均额定的REE在24小时的辣椒素中变化为130千卡/天（7.23％），安慰剂为8千卡/天（1.17％）。
图5:a) Zephyr实时活动监控;b)所有参与者的平均心率。
| 24小时预估稀土元素变化 | 1 h | 2 h | 3h. | 平均的 |
| 安慰剂 | 26千卡/天 (1.27%) |
18千卡/天 (0.52%) |
19千卡/天 (1.72%) |
8千卡/天 (1.17%) |
| 辣椒蛋白 | 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稀土元素的变化。
我们评估了便携式和移动间接量热计的准确性[Breezing®测量自由生活成年人情感表达的仪器。本研究采用预测方程估算静息能量消耗(REE)。根据体重、身高、年龄和/或性别计算公式。我们的研究结果表明，该设备是合理的，易于使用，以跟踪日常的情感表达。在自由生活环境中准确的自我监控可以提供有益的反馈，提高对久坐生活方式、超重和肥胖的自我意识，这是积极决策和生活方式改变的重要因素[18-20]。然而，这些类型的研究需要在更大、更多样化的样本人群(如儿童、老年人、肥胖者和运动员)中进行，在健康和疾病的不同年龄组确定Breezing是否®该装置在各种人群子组中都是准确的，并有助于提高受试者的依从性。在健康人群中，关于间接量热法和单独补充剂的研究非常有限。一些研究集中在组合产品和能量消耗上。Rudelle等人[21]最近报道了一种主要含有绿茶儿茶素(700毫克)、咖啡因(100毫克)和钙(211毫克)的饮料，如果每天饮用三次，连续三天，在健康男性和女性受试者中，24小时能量消耗(EE)增加4.6%。女性24小时能量消耗(EE)和24小时脂肪氧化水平低于男性(p<0.0001和p< 0.015)。虽然没有处理或处理/性别对底物氧化的影响，但处理使24小时EE增加了106±31千卡/24小时(p=0.002)，相当于4.7±1.6千卡/小时(天;P =0.005)和3.3±1.5千卡/小时(夜间;p = 0.04)。血流动力学参数[21]无明显差异。总的来说，含有致热成分的组合产品对能量消耗有影响。 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.
总能量消耗(TEE)由三个主要组成部分组成:基础代谢率(BMR)、食物的生热效应和身体活动或锻炼的影响。在这项研究中，一种产热补品CAPs比安慰剂对EE有影响。食物的生热效应是指食物在消化过程中身体所产生的热量。事实上，这是一个开放标签的急性单药交叉安慰剂对照研究，CAPs的积极效果是依赖于受试者的。CAPs治疗组疗效显著，差异有统计学意义(p<0.05)。由于这是一个个人代谢率跟踪档案，因此有必要确定补充剂在一段时间内对每个人的个人影响，以进一步建议保持体重管理。
总之，尽管数据是初步的，Breezing设备提供了健康成人中有效的REE估计。这些结果表明，与安慰剂相比，cap的REE显著增加(6.07%)。推测辣椒素组24小时REE变化为130千卡/天，安慰剂组为8千卡/天。没有观察到心率变化和不良事件。这些结果表明，辣椒素具有产热作用，可能增加静息稀土元素。还需要进一步的长期临床研究来探索代谢追踪器和在体重管理的营养研究中使用补充剂。
作者感谢所有参与者和印度孟买孟买的全部的参与者和财务支持。
没有任何作者有任何冲突披露。作者YD和FC是亚利桑那州立大学的研究人员，声明没有关系。英孚是Breezing设备的专利发明人，并获得了OmniActive健康技术有限公司的资金支持。印度。VJ是OmniActive Health Technologies Inc.的员工。
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文章类型:研究文章
引文：Deng Y，Chen F，Forzani E，Juturu V（2017）辣椒素类药物使用一种新型的代谢跟踪装置提高正常健康人的代谢率一项开放标签安慰剂对照急性研究。Obes开放存取3（2）：doihttp://dx.doi.org/10.16966/2380-5528.129
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