• Energy Research

Il existe une variation considérablement plus importante des taux métaboliques entre les hommes qu'entre les femmes, en termes de dépense énergétique (EE) basale, d'activité et totale (quotidienne). Une explication possible est que l'EE est associée à des caractéristiques sexuelles masculines (qui sont connues pour varier plus que d'autres traits) telles que la musculature et la capacité athlétique. De tels traits pourraient être prédits pour être les plus importants pendant les périodes de l'adolescence et du début de l'âge adulte, lorsque le comportement sexuel se développe et culmine. Nous avons testé cette hypothèse sur un grand ensemble de données en comparant la quantité de variation masculine et la variation féminine de l'EE totale, de l'EE d'activité et de l'EE basale, à différents stades de la vie, ainsi que plusieurs traits morphologiques : hauteur, masse sans graisse et masse grasse. L'EE totale, et dans une certaine mesure aussi l'activité EE, présentent une variation masculine (GMV) considérablement plus importante chez les jeunes adultes, puis une diminution du degré de GMV chez les individus de plus en plus âgés. On peut soutenir que l'EE basale, ainsi que la morphométrie, ne présentent pas ce motif. Ces résultats suggèrent que les caractéristiques sexuelles masculines uniques peuvent ne pas présenter de pic de GMV chez les jeunes adultes, mais l'activité totale et peut-être aussi l'activité EE, associées à de nombreux traits morphologiques et physiologiques combinés, présentent le GMV le plus en évidence au cours des étapes de la vie reproductive. Existe una variación considerablemente mayor en las tasas metabólicas entre los hombres que entre las mujeres, en términos de gasto energético (EE) basal, de actividad y total (diario). Una posible explicación es que la EE se asocia con características sexuales masculinas (que se sabe que varían más que otros rasgos) como la musculatura y la capacidad atlética. Se podría predecir que tales rasgos son más prominentes durante los períodos de adolescencia y adultez temprana, cuando el comportamiento sexual se desarrolla y alcanza su punto máximo. Probamos esta hipótesis en un gran conjunto de datos comparando la cantidad de variación masculina y la variación femenina en EE total, EE de actividad y EE basal, en diferentes etapas de la vida, junto con varios rasgos morfológicos: altura, masa libre de grasa y masa grasa. La EE total, y hasta cierto punto también la EE de actividad, exhiben una variación masculina (GMV) considerablemente mayor en adultos jóvenes, y luego una disminución en el grado de GMV en individuos progresivamente mayores. Podría decirse que el EE basal, y también la morfometría, no exhiben este patrón. Estos hallazgos sugieren que las características sexuales masculinas individuales pueden no exhibir un GMV máximo en la edad adulta joven, sin embargo, el EE total y quizás también la actividad, asociada con muchos rasgos morfológicos y fisiológicos combinados, exhiben el GMV de manera más prominente durante las etapas de la vida reproductiva. There is considerably greater variation in metabolic rates between men than between women, in terms of basal, activity and total (daily) energy expenditure (EE). One possible explanation is that EE is associated with male sexual characteristics (which are known to vary more than other traits) such as musculature and athletic capacity. Such traits might be predicted to be most prominent during periods of adolescence and young adulthood, when sexual behaviour develops and peaks. We tested this hypothesis on a large dataset by comparing the amount of male variation and female variation in total EE, activity EE and basal EE, at different life stages, along with several morphological traits: height, fat free mass and fat mass. Total EE, and to some degree also activity EE, exhibit considerable greater male variation (GMV) in young adults, and then a decrease in the degree of GMV in progressively older individuals. Arguably, basal EE, and also morphometrics, do not exhibit this pattern. These findings suggest that single male sexual characteristics may not exhibit peak GMV in young adulthood, however total and perhaps also activity EE, associated with many morphological and physiological traits combined, do exhibit GMV most prominently during the reproductive life stages. هناك تباين أكبر بكثير في معدلات التمثيل الغذائي بين الرجال منه بين النساء، من حيث الإنفاق الأساسي والنشاط وإجمالي الطاقة (اليومية). أحد التفسيرات المحتملة هو أن EE يرتبط بالخصائص الجنسية للذكور (والتي من المعروف أنها تختلف أكثر من السمات الأخرى) مثل العضلات والقدرة الرياضية. قد يُتوقع أن تكون هذه السمات أكثر بروزًا خلال فترات المراهقة ومرحلة الشباب، عندما يتطور السلوك الجنسي ويصل إلى ذروته. اختبرنا هذه الفرضية على مجموعة بيانات كبيرة من خلال مقارنة كمية تباين الذكور وتباين الإناث في إجمالي الطاقة الكهربائية والنشاط والطاقة الكهربائية القاعدية، في مراحل الحياة المختلفة، إلى جانب العديد من السمات المورفولوجية: الطول والكتلة الخالية من الدهون وكتلة الدهون. يُظهر إجمالي التقييم البيئي، وإلى حد ما أيضًا نشاط التقييم البيئي، تباينًا أكبر بكثير بين الذكور (GMV) لدى الشباب، ثم انخفاضًا في درجة التقييم الطبي العام لدى الأفراد الأكبر سنًا بشكل تدريجي. يمكن القول إن EE القاعدية، وكذلك القياسات الشكلية، لا تظهر هذا النمط. تشير هذه النتائج إلى أن الخصائص الجنسية للذكور العازبين قد لا تظهر ذروة GMV في مرحلة الشباب، ولكن إجمالي وربما أيضًا النشاط EE، المرتبط بالعديد من السمات المورفولوجية والفسيولوجية مجتمعة، يظهر GMV بشكل بارز خلال مراحل الحياة الإنجابية.

Physical activity may be a way to increase and maintain fat-free mass (FFM) in later life, similar to the prevention of fractures by increasing peak bone mass.A study is presented of the association between FFM and physical activity in relation to age.In a cross-sectional study, FFM was analyzed in relation to physical activity in a large participant group as compiled in the International Atomic Energy Agency Doubly Labeled Water database. The database included 2000 participants, age 3-96 y, with measurements of total energy expenditure (TEE) and resting energy expenditure (REE) to allow calculation of physical activity level (PAL = TEE/REE), and calculation of FFM from isotope dilution.PAL was a main determinant of body composition at all ages. Models with age, fat mass (FM), and PAL explained 76% and 85% of the variation in FFM in females and males < 18 y old, and 32% and 47% of the variation in FFM in females and males ≥ 18 y old, respectively. In participants < 18 y old, mean FM-adjusted FFM was 1.7 kg (95% CI: 0.1, 3.2 kg) and 3.4 kg (95% CI: 1.0, 5.6 kg) higher in a very active participant with PAL = 2.0 than in a sedentary participant with PAL = 1.5, for females and males, respectively. At age 18 y, height and FM-adjusted FFM was 3.6 kg (95% CI: 2.8, 4.4 kg) and 4.4 kg (95% CI: 3.2, 5.7 kg) higher, and at age 80 y 0.7 kg (95% CI: -0.2, 1.7 kg) and 1.0 kg (95% CI: -0.1, 2.1 kg) higher, in a participant with PAL = 2.0 than in a participant with PAL = 1.5, for females and males, respectively.If these associations are causal, they suggest physical activity is a major determinant of body composition as reflected in peak FFM, and that a physically active lifestyle can only partly protect against loss of FFM in aging adults.

Chez les mammifères, la variation des traits est souvent plus importante chez les mâles que chez les femelles. Cependant, à ce jour, seuls les traits morphologiques ont été étudiés. La dépense énergétique représente les coûts métaboliques de multiples traits physiques, physiologiques et comportementaux. La dépense énergétique pourrait présenter une plus grande variation masculine particulièrement élevée par un effet cumulatif si ces traits présentent principalement une plus grande variation masculine, ou une absence de plus grande variation masculine si beaucoup d'entre eux ne le font pas. Les différences entre les sexes dans la variation de la dépense énergétique ont été peu explorées. Nous avons analysé une grande base de données sur la dépense énergétique chez les humains adultes (1494 mâles et 3108 femelles) pour déterminer si les humains ont évolué en fonction des différences entre les sexes dans le degré de variation interindividuelle de la dépense énergétique. Nous avons constaté que, même en comparant statistiquement les hommes et les femmes du même âge, de la même taille et de la même composition corporelle, il y a beaucoup plus de variation dans le total, l'activité et la dépense énergétique de base chez les hommes. Cependant, avec le vieillissement, la variation de la dépense énergétique totale diminue, et parce que cela se produit plus rapidement chez les hommes, l'ampleur de la plus grande variation chez les hommes, bien que toujours importante, est atténuée dans les groupes d'âge plus âgés. Une variation considérablement plus grande des dépenses énergétiques totales et d'activité chez les hommes pourrait s'expliquer par une plus grande variation des niveaux d'activité quotidienne chez les hommes. La variation considérablement plus grande de la dépense énergétique basale chez les hommes est remarquable et peut s'expliquer, au moins en partie, par une plus grande variation chez les hommes de la taille des organes énergivores. Si la dépense énergétique est un trait qui intéresse indirectement les femmes lors du choix d'un partenaire sexuel, cela suggère que la dépense énergétique est soumise à la sélection sexuelle. Cependant, nous présentons un nouveau modèle énergétique démontrant qu'il est également possible que les femelles aient subi une pression de sélection stabilisatrice pour une dépense énergétique de base intermédiaire afin de maximiser l'énergie disponible pour la reproduction. En los mamíferos, a menudo se informa que la variación del rasgo es mayor entre los machos que entre las hembras. Sin embargo, hasta la fecha, principalmente solo se han estudiado rasgos morfológicos. El gasto de energía representa los costos metabólicos de múltiples rasgos físicos, fisiológicos y de comportamiento. El gasto de energía podría exhibir una variación masculina particularmente alta a través de un efecto acumulativo si esos rasgos exhiben en su mayoría una mayor variación masculina, o una falta de mayor variación masculina si muchos de ellos no lo hacen. Las diferencias de sexo en la variación del gasto energético se han explorado poco. Analizamos una gran base de datos sobre el gasto de energía en humanos adultos (1494 hombres y 3108 mujeres) para investigar si los humanos han evolucionado las diferencias sexuales en el grado de variación interindividual en el gasto de energía. Encontramos que, incluso cuando se comparan estadísticamente hombres y mujeres de la misma edad, altura y composición corporal, hay mucha más variación en el total, la actividad y el gasto energético basal entre los hombres. Sin embargo, con el envejecimiento, la variación en el gasto total de energía disminuye, y debido a que esto sucede más rápidamente en los hombres, la magnitud de una mayor variación masculina, aunque sigue siendo grande, se atenúa en los grupos de mayor edad. Una variación masculina considerablemente mayor tanto en el gasto energético total como en la actividad podría explicarse por una mayor variación masculina en los niveles de actividad diaria. La variación masculina considerablemente mayor en el gasto de energía basal es notable y puede explicarse, al menos en parte, por una mayor variación masculina en el tamaño de los órganos que demandan energía. Si el gasto de energía es un rasgo que es de interés indirecto para las mujeres al elegir una pareja sexual, esto sugeriría que el gasto de energía está bajo selección sexual. Sin embargo, presentamos un nuevo modelo energético que demuestra que también es posible que las hembras hayan estado bajo una presión de selección estabilizadora para un gasto energético basal intermedio para maximizar la energía disponible para la reproducción. In mammals, trait variation is often reported to be greater among males than females. However, to date, mainly only morphological traits have been studied. Energy expenditure represents the metabolic costs of multiple physical, physiological, and behavioral traits. Energy expenditure could exhibit particularly high greater male variation through a cumulative effect if those traits mostly exhibit greater male variation, or a lack of greater male variation if many of them do not. Sex differences in energy expenditure variation have been little explored. We analyzed a large database on energy expenditure in adult humans (1494 males and 3108 females) to investigate whether humans have evolved sex differences in the degree of interindividual variation in energy expenditure. We found that, even when statistically comparing males and females of the same age, height, and body composition, there is much more variation in total, activity, and basal energy expenditure among males. However, with aging, variation in total energy expenditure decreases, and because this happens more rapidly in males, the magnitude of greater male variation, though still large, is attenuated in older age groups. Considerably greater male variation in both total and activity energy expenditure could be explained by greater male variation in levels of daily activity. The considerably greater male variation in basal energy expenditure is remarkable and may be explained, at least in part, by greater male variation in the size of energy-demanding organs. If energy expenditure is a trait that is of indirect interest to females when choosing a sexual partner, this would suggest that energy expenditure is under sexual selection. However, we present a novel energetics model demonstrating that it is also possible that females have been under stabilizing selection pressure for an intermediate basal energy expenditure to maximize energy available for reproduction. في الثدييات، غالبًا ما يتم الإبلاغ عن تباين السمات بين الذكور أكثر من الإناث. ومع ذلك، حتى الآن، تمت دراسة السمات المورفولوجية فقط. يمثل إنفاق الطاقة التكاليف الأيضية للسمات الفيزيائية والفسيولوجية والسلوكية المتعددة. يمكن أن يُظهر الإنفاق على الطاقة تباينًا أكبر بين الذكور بشكل خاص من خلال تأثير تراكمي إذا كانت هذه السمات تُظهر في الغالب تباينًا أكبر بين الذكور، أو عدم وجود تباين أكبر بين الذكور إذا لم يفعل الكثير منهم ذلك. لم يتم استكشاف الاختلافات بين الجنسين في تباين إنفاق الطاقة إلا قليلاً. قمنا بتحليل قاعدة بيانات كبيرة حول إنفاق الطاقة لدى البشر البالغين (1494 من الذكور و 3108 من الإناث) للتحقيق فيما إذا كان البشر قد طوروا اختلافات بين الجنسين في درجة التباين بين الأفراد في إنفاق الطاقة. وجدنا أنه حتى عند المقارنة الإحصائية بين الذكور والإناث من نفس العمر والطول وتكوين الجسم، هناك تباين أكبر بكثير في إجمالي الإنفاق على الطاقة والنشاط والطاقة القاعدية بين الذكور. ومع ذلك، مع التقدم في السن، ينخفض التباين في إجمالي إنفاق الطاقة، ولأن هذا يحدث بسرعة أكبر لدى الذكور، فإن حجم التباين الأكبر للذكور، على الرغم من أنه لا يزال كبيرًا، يتم تخفيفه في الفئات العمرية الأكبر سنًا. يمكن تفسير التباين الأكبر للذكور في كل من إجمالي إنفاق الطاقة والنشاط من خلال التباين الأكبر للذكور في مستويات النشاط اليومي. يعد التباين الأكبر للذكور في إنفاق الطاقة القاعدية أمرًا ملحوظًا ويمكن تفسيره، جزئيًا على الأقل، بالتباين الأكبر للذكور في حجم الأعضاء التي تتطلب الطاقة. إذا كان إنفاق الطاقة سمة ذات أهمية غير مباشرة للإناث عند اختيار شريك جنسي، فإن هذا يشير إلى أن إنفاق الطاقة يخضع للانتقاء الجنسي. ومع ذلك، نقدم نموذجًا جديدًا للطاقة يوضح أنه من الممكن أيضًا أن تكون الإناث تحت ضغط اختيار مستقر لإنفاق طاقة قاعدية وسيطة لزيادة الطاقة المتاحة للتكاثر.

La méthode de l'eau doublement étiquetée (DLW) mesure la dépense énergétique totale (TEE) chez les sujets en vie libre. Plusieurs équations sont utilisées pour convertir les données isotopiques en TEE. En utilisant la base de données DLW de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) (5 756 mesures d'adultes et d'enfants), nous montrons qu'une variabilité considérable est introduite par différentes équations. Le rCO2 estimé est sensible au rapport spatial de dilution (DSR) des deux isotopes. Sur la base des performances dans les études de validation, nous proposons une nouvelle équation basée sur une nouvelle estimation du DSR moyen. Le DSR est plus faible à de faibles masses corporelles (<10 kg). En utilisant les données de 1 021 bébés et nourrissons, nous montrons que le DSR varie de manière non linéaire avec une masse corporelle comprise entre 0 et 10 kg. L'utilisation de cette relation pour prédire le DSR à partir du poids fournit une équation pour le rCO2 sur cette plage de taille qui correspond bien à la calorimétrie indirecte (différence moyenne de 0,64 % ; ET = 12,2 %). Nous proposons l'adoption de ces équations dans des études futures. El método del agua doblemente etiquetada (DLW) mide el gasto total de energía (TEE) en sujetos de vida libre. Se utilizan varias ecuaciones para convertir los datos isotópicos en TEE. Utilizando la base de datos DLW del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) (5.756 mediciones de adultos y niños), mostramos que diferentes ecuaciones introducen una variabilidad considerable. El rCO2 estimado es sensible a la relación de espacio de dilución (DSR) de los dos isótopos. Basándonos en el rendimiento en los estudios de validación, proponemos una nueva ecuación basada en una nueva estimación de la DSR media. El DSR es menor a bajas masas corporales (<10 kg). Utilizando datos de 1.021 bebés y lactantes, mostramos que la DSR varía de forma no lineal con una masa corporal entre 0 y 10 kg. El uso de esta relación para predecir la DSR a partir del peso proporciona una ecuación para rCO2 en este rango de tamaño que concuerda bien con la calorimetría indirecta (diferencia promedio 0.64%; SD = 12.2%). Proponemos la adopción de estas ecuaciones en futuros estudios. The doubly labeled water (DLW) method measures total energy expenditure (TEE) in free-living subjects. Several equations are used to convert isotopic data into TEE. Using the International Atomic Energy Agency (IAEA) DLW database (5,756 measurements of adults and children), we show considerable variability is introduced by different equations. The estimated rCO2 is sensitive to the dilution space ratio (DSR) of the two isotopes. Based on performance in validation studies, we propose a new equation based on a new estimate of the mean DSR. The DSR is lower at low body masses (<10 kg). Using data for 1,021 babies and infants, we show that the DSR varies non-linearly with body mass between 0 and 10 kg. Using this relationship to predict DSR from weight provides an equation for rCO2 over this size range that agrees well with indirect calorimetry (average difference 0.64%; SD = 12.2%). We propose adoption of these equations in future studies. تقيس طريقة المياه ذات الملصقات المزدوجة (DLW) إجمالي إنفاق الطاقة (TEE) في الأشخاص الذين يعيشون بحرية. يتم استخدام العديد من المعادلات لتحويل بيانات النظائر إلى TEE. باستخدام قاعدة بيانات DLW التابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية (5756 قياسًا للبالغين والأطفال)، نظهر تباينًا كبيرًا يتم تقديمه بواسطة معادلات مختلفة. يكون rCO2 المقدر حساسًا لنسبة مساحة التخفيف (DSR) للنظيرين. بناءً على الأداء في دراسات التحقق من الصحة، نقترح معادلة جديدة بناءً على تقدير جديد لمتوسط DSR. يكون DSR أقل عند كتل الجسم المنخفضة (<10 كجم). باستخدام بيانات 1021 رضيعًا ورضيعًا، نظهر أن DSR يختلف بشكل غير خطي مع كتلة الجسم بين 0 و 10 كجم. يوفر استخدام هذه العلاقة للتنبؤ بـ DSR من الوزن معادلة لـ rCO2 فوق نطاق الحجم هذا تتوافق جيدًا مع قياس السعرات الحرارية غير المباشرة (متوسط الفرق 0.64 ٪ ؛ SD = 12.2 ٪). نقترح اعتماد هذه المعادلات في الدراسات المستقبلية.