Abstract

fundal

Studiile anterioare au arătat că postul intermitent este capabil să producă îmbunătățiri în greutatea corporală și markeri de sănătate în post. Cu toate acestea, măsura în care postul intermitent implică modificări compensatorii în componentele echilibrului energetic și impactul acestuia asupra metabolismului postprandial sunt încă de constatat.

Metode

Discuţie

Compararea modificărilor observate în aceste măsuri între cele trei brațe de intervenție din fiecare grup va stabili impactul postului intermitent asupra metabolismului postprandial și a componentelor echilibrului energetic atât în ​​populațiile slabe, cât și în cele supraponderale/obeze. Mai mult, acest lucru va fi comparat cu intervențiile nutriționale actuale pentru gestionarea greutății și vor fi elucidate contribuțiile relative ale echilibrului energetic negativ și ale mecanismelor dependente de post în inducerea oricăror efecte observate.

Înregistrarea procesului

Proces înregistrat retrospectiv la clinictrials.gov sub numărul de referință NCT02498002 (versiunea: IMF-02, data: 6 iulie 2015).

fundal

Postul intermitent (FMI) este o strategie dietetică în care perioadele de consum normal de alimente și băuturi sunt punctate de perioade de restricție a energiei sau de post. Obiectivul FMI este de a crea o reducere netă a aportului de energie care îl determină să scadă sub cheltuielile de energie, creând astfel o stare de echilibru energetic negativ și inducând pierderea în greutate [1]. Lucrările diferitelor grupuri au arătat în mod constant că o astfel de abordare este asociată cu reduceri semnificative ale masei corporale la participanții obezi, îmbunătățind în același timp profilul lipidic din sânge și scăderea concentrațiilor de markeri inflamatori [2,3,4]. Deși aceste constatări sunt comparabile în general cu cele observate după o perioadă de restricție zilnică de calorii [5,6,7,8,9,10,11,12,13], înțelegerea actuală a modului în care FMI afectează sănătatea umană și metabolismul este departe de a fi completă.

În al doilea rând, reducerile concentrației de insulină în repaus alimentar au fost arătate în mod constant ca răspuns la diferite intervenții ale FMI, după cum au analizat Barnosky și colab. [8]. Această revizuire subliniază, de asemenea, că, într-un subset al acestor studii, indicii de post-rezistență la insulină se îmbunătățesc, în general, după o perioadă de FMI. Cu toate acestea, este important de remarcat faptul că aceste măsurători pe post pot trece cu vederea modificările subtile ale metabolismului glucozei în condiții dinamice [27], precum cele observate în perioada postprandială. În prezent există o lipsă de cunoștințe cu privire la modul în care FMI influențează metabolismul postprandial, care trebuie abordat, mai ales dacă considerăm că culturile occidentale își petrec majoritatea timpului de veghe într-o stare postprandială [28]. Mai mult, discernerea contribuțiilor relative ale postului și a echilibrului energetic negativ la orice schimbări observate în metabolism are implicații substanțiale pentru modul în care obezitatea și comorbiditățile asociate sunt tratate, deoarece s-a sugerat că modificările temporale ale aportului de energie exercită influențe independente asupra sănătății metabolice [29]., 30,31,32].

Cu peste 50% din populația adultă din Marea Britanie clasificată în prezent ca supraponderală sau obeză [33], însoțită de un risc crescut de diabet de tip 2 și boli cardiovasculare, găsirea unor strategii mai eficiente pentru gestionarea acestor afecțiuni rămâne imperativă [34]. Deși corpul limitat al literaturii anterioare oferă perspective promițătoare cu privire la eficacitatea FMI în îmbunătățirea sănătății metabolice, rămân numeroase incertitudini. Ca atare, prezentul studiu are trei obiective principale care vor fi abordate separat atât într-o cohortă slabă, cât și într-o cohortă supraponderală/obeză.

Studiul va viza (1) să stabilească dacă FMI determină modificări compensatorii în componentele echilibrului energetic și le compară cu schimbările care rezultă dintr-o intervenție zilnică de restricție a caloriilor; (2) să examineze efectul FMI asupra metabolismului postprandial în raport cu o intervenție zilnică de restricție a caloriilor; și (3) să exploreze dacă FMI are impact asupra metabolismului postprandial și asupra componentelor echilibrului energetic independent de dezechilibrul energetic cronic, prin contrast cu o intervenție eucalorică a FMI.

Metode

Participanți

Pentru a aborda aceste obiective vor fi recrutați două cohorte separate de 30-36 de adulți sănătoși care îndeplinesc criteriile de includere/excludere prezentate mai jos. O cohortă va include exclusiv participanți slabi (indicele de masă corporală (IMC) 20,5-25,0 kg/m 2), iar celălalt participanți supraponderali/obezi (IMC> 25,0 kg/m 2). Acest lucru va fi confirmat folosind indicele de masă grasă (FMI) obținut dintr-o scanare cu absorbție de raze X cu energie duală (DEXA), cu valori ≤ 7,5 kg/m 2 și ≤ 11,0 kg/m 2 clasificate ca slabe pentru bărbați și respectiv femele. În conformitate cu obiectivele acestui protocol, efectele FMI în aceste două cohorte nu vor fi comparate, ci vor fi publicate ca studii separate cu metode potrivite pentru a oferi o evaluare aprofundată a impactului FMI în aceste două populații distincte din punct de vedere metabolic.

Participanții la fiecare cohortă vor fi apoi alocați la una dintre cele trei brațe de intervenție paralele într-un raport de alocare 1: 1: 1 utilizând o schemă de randomizare stratificată. Acesta va conține un factor pentru nivelul de activitate fizică măsurat obiectiv (PAL), care se calculează prin împărțirea cheltuielilor energetice zilnice totale ale fiecărui participant la rata metabolică de repaus, pentru a asigura o distribuție uniformă a activității mai mici (PAL 2 (slab) sau> 25,0 kg/m 2 (supraponderal/obez), (3) o greutate corporală stabilă (± 3 kg) timp de cel puțin 6 luni [37], (4) capabil și dispus să se conformeze procedurilor de studiu, (5) dispus să întreprindă postul necesar duratele și (6) cu capacitatea de a furniza consimțământul informat vor fi incluse în studiu.

Excludere

Participanți (1) cu greutate corporală> 120 kg, (2) angajare recentă sau planificată în practici de post (în termen de 3 luni de la data începerii), (3) schimbare recentă sau planificată a obiceiurilor de dietă/activitate fizică, (4) care suferă de o tulburarea alimentară, evaluată folosind Chestionarul de examinare a tulburărilor de alimentație (EDE-Q 6.0) [38], (5) diagnosticat cu diabet sau alte tulburări de sănătate metabolică, (6) cu o afecțiune medicală în curs sau tratament care poate interfera cu variabilele studiului, ( 7) menopauză, (8) gravidă, gravidă recent, intenționează să rămână gravidă (în termen de 3 luni) sau alăptează în prezent, (9) după donarea de sânge în ultimele 3 luni, (10) cu lipsă de capacitate/abilități lingvistice de urmat independent protocolul, (11) care nu pot consuma mese de testare din cauza intoleranțelor/preferințelor dietetice (de exemplu, vegane, gluten, proteine ​​din lapte) sau (12) cu orice alt comportament sau condiție care poate introduce prejudecăți în studiu sau prezintă un risc personal nejustificat, vor fi excluse din studiu.

Calculul puterii

Protocol experimental

Prezentare generală

rezultatele

Schema proiectării studiului de 8 săptămâni (A) și intervalele de eșantionare pentru sesiunile de laborator 2 și 3 (b). DEXA dual-energy x-absorptiometria razelor

Figura SPIRIT 2013 care prezintă programul de înscriere, evaluări, alocare și intervenție pentru fiecare participant. NEFA acizi grași neesterificați, PYY peptida AA, DEXA absorptiometrie cu raze X cu energie duală

LAB 1 (linia de bază)

Această sesiune inițială de laborator va oferi un punct de referință pentru examinarea stabilității masei corporale, ca indicator al echilibrului energetic global, pe parcursul următoarei faze de monitorizare de 4 săptămâni în care se cuantifică aportul alimentar obișnuit și activitatea fizică. În plus, această vizită va servi la familiarizarea participanților cu proceduri cheie pentru îmbunătățirea fiabilității în cadrul sesiunilor de laborator ulterioare [41, 42]. Mai exact, aceasta va implica furnizarea unei probe de urină pentru a măsura starea de hidratare înainte de măsurarea înălțimii și a masei corporale. Viteza metabolică de repaus și oxidarea substratului vor fi cuantificate folosind calorimetria indirectă a probelor de aer expirat, după care se va extrage o probă de sânge postită din vena antecubitală pentru a măsura concentrațiile inițiale ale anumitor biomarkeri (de exemplu, glucoză, colesterol). Pentru a încheia această sesiune, se va întreprinde și un protocol de bandă de alergat submaximal supravegheat pentru calibrarea individuală a monitoarelor de activitate fizică utilizate pe tot parcursul studiului (Actiheart ().

Faza de monitorizare

În timpul acestei faze de 4 săptămâni, participanților li se va cere să își mențină dieta obișnuită și tiparele de activitate. În cadrul acestuia, atât aportul de energie, cât și activitatea fizică vor fi măsurate concomitent în patru ferestre de monitorizare desemnate de câte 3 zile consecutive. Aceste ferestre vor fi separate de cel puțin 2 zile, iar fereastra finală va coincide cu cele 3 zile înainte de LAB 2. Datele despre cheltuielile și intensitatea energiei pentru activitatea fizică vor fi capturate folosind monitoare calibrate individual Actiheart TM [43, 44], în timp ce aportul de energie va fi măsurat prin intermediul unei înregistrări ponderate a aportului de alimente și lichide. Pentru a trece la faza următoare, participanților li se va cere să mențină echilibrul energetic pe tot parcursul fazei de monitorizare și să furnizeze măsurători însoțitoare ale consumului și cheltuielilor de energie. Echilibrul energetic va fi stabilit prin menținerea unei greutăți corporale stabile (Tabelul 1 Brațele de intervenție utilizate în protocolul de studiu

LAB 3 (post-intervenție)

După finalizarea a 20 de cicluri dietetice consecutive de 24 de ore, participanților li se va cere să-și standardizeze dieta și nivelurile de activitate timp de 1 zi pentru a se potrivi cu cele raportate înainte de sesiunile anterioare de laborator și pentru a elimina orice efect rezidual al perioadei dietetice finale. Ca și în cazul LAB 1 și LAB 2, aceasta va implica, de asemenea, evitarea cofeinei, alcoolului, fumatului și exercițiilor fizice intense înainte de a finaliza un post peste noapte (minim 10 ore) și a consuma 500 mL de apă la trezire. La 07:30 ± 01:00, participanții se vor întoarce la laborator și vor repeta protocolul prezentat anterior pentru LAB 2, oferind astfel o comparație pre-post.

Antropometrie

După ce a fost anulată la sosire, măsurătorile masei corporale vor fi luate la cel mai apropiat 0,05 kg (Weylux 424, Marea Britanie), cu participanții îmbrăcați în haine ușoare. Înălțimea va fi măsurată folosind un stadiometru montat pe perete la cel mai apropiat 0,1 cm, în timp ce participanții stau cu tocurile și umerii atingând stadiometrul. Compoziția corpului va fi evaluată prin intermediul unei scanări DEXA (Discovery W, Hologic, MA, SUA) luată în decubit dorsal. Pentru aceasta, participanților li se va cere să se întindă pe masa de scanare cu picioarele uniform distanțate de ambele părți ale liniei mediane. Brațele vor fi așezate de partea lor și echidistante de trunchi, cu mâinile pronate și degetele întinse. Toate măsurătorile vor fi efectuate în urma unei scanări de control al calității unei fantome a coloanei vertebrale cu proprietăți cunoscute, în conformitate cu instrucțiunile producătorului.

Aportul de energie

Aportul de energie va fi măsurat atât pe parcursul fazelor de monitorizare, cât și de intervenție, prin intermediul unei înregistrări ponderate a aportului de alimente și lichide. În sesiunea inițială de laborator, participanților li se va oferi un set de cântare compacte de bucătărie (SmartWeighTM Pocket Pro, NY, SUA) și un jurnal pentru a înregistra toate produsele alimentare și de băut. În plus, un cercetător va discuta cu ei cele mai bune practici și va sublinia nivelul de detaliu necesar. Aceste înregistrări cântărite vor fi analizate (Nutritics TM, Irlanda) pentru a produce valori pentru aportul de energie și macronutrienți, cu toate înregistrările pentru un anumit participant analizate de același cercetător.

Activitate fizica

Testele meselor

Pentru a examina impactul intervențiilor asupra manipulării nutrienților și reglării apetitului, pe lângă orice al doilea efect de masă [48], două teste de masă succesive vor fi finalizate în LAB 2 și LAB 3. Ambele mese vor fi adaptate pentru a oferi o treime a ratei metabolice de repaus, măsurată în starea de repaus în timpul LAB 2. Prima masă (micul dejun) va fi sub formă de masă omogenă de terci (1,31 kcal/g; 59% carbohidrați, 29% grăsimi, 12% proteine) compusă din sirop de aur cu aromă de ovăz instant (Sainsbury's, UK), lapte integral (Tesco, UK) și zahăr alb granulat (Silver Spoon, UK). Acesta va fi gătit la cuptorul cu microunde și răcit timp de 10 minute înainte de a fi consumat în întregime într-o oportunitate de 10 minute. Aceasta va fi urmată de o perioadă de 3 ore postprandială cu probe de sânge venos (15, 30, 45, 60, 90, 120, 180 minute), scale analogice vizuale (30, 60, 90, 120, 150, 180 minute), sarcini de alegere a alimentelor pe computer (45, 105, 165 minute) și probe de aer expirate (60, 120, 180 minute).

Prin comparație, a doua masă (prânzul) va lua forma unui supliment lichid de înlocuire a mesei (1,50 kcal/ml; 54% carbohidrați, 30% grăsimi, 16% proteine; Ensure Plus, Abbott Nutrition, OH, SUA) care va să fie consumat după o probă de sânge într-o fereastră de alimentare de 5 minute poziționată la 210 minute după consumul primei mese. Va urma apoi o perioadă postprandială de 2 ore în care vor fi prelevate probe de sânge venos arterializat utilizând metoda încălzită manuală (225, 240, 255, 270, 300, 330 minute).

Calorimetre indirecte

Rata metabolică de repaus și oxidarea substratului atât în ​​starea de post cât și în cea postprandială vor fi măsurate utilizând calorimetria indirectă a probelor de aer expirat [49]. În fiecare caz, trei probe consecutive de 5 minute de aer vor fi colectate folosind o muștiucă și metoda sacului Douglas (Hans Rudolph, MO, SUA) înainte de analiză (Servoflex MiniHF 5200, Servomex, Marea Britanie) și de evacuare (Dry Gas Meter, Harvard Apparatus ), MA, SUA). Probele vor fi colectate în conformitate cu ghidurile de bune practici [50], cu valorile de la două sau mai multe probe care sunt de acord cu 100 kcal/zi mediată și utilizate în analize ulterioare [37], împreună cu parametrii de oxidare ai substratului corespunzători. În timpul testului benzii de alergare pentru calibrarea monitoarelor de activitate, va fi colectată o singură probă de aer de 1 minut pe fiecare etapă pentru care se va utiliza o mască facială în locul piesei bucale pentru confortul participantului.

Prelevarea de sânge

Biopsia țesutului adipos

Biopsiile de țesut adipos se vor obține din regiunea abdominală subcutanată. Pentru aceasta, un loc de 5 cm la stânga sau la dreapta ombilicului va fi sterilizat și anesteziat (1% clorhidrat de lidocaină fără adrenalină, Hameln Pharmaceuticals, Marea Britanie) înainte de obținerea unei probe utilizând metoda de aspirare a acului [51]. Această probă va fi curățată pe un tifon de 100 nm cu o soluție sterilă de clorură de sodiu 0,9% înainte de a fi separată în alicote de aproximativ 250 mg. O alicotă va fi imediat întreruptă în TRIzol (Invitrogen) utilizând un omogenizator manual (Fisher Scientific, CA, SUA) și înghețată la -80 ° C pentru analiza ulterioară. A doua parte alicotă va fi imediat înghețată la -80 ° C. Biopsiile obținute în LAB 2 și LAB 3 vor fi luate din părțile opuse ale ombilicului.

Colectarea urinei

Probele de urină vor fi colectate la începutul fiecărei sesiuni de laborator pentru a se asigura că participanții sunt hidratați în mod similar pentru măsurători repetate ale masei corporale. Probele vor fi analizate în ziua respectivă pentru osmolalitate, prin metoda de depresie a punctului de îngheț (Micro Osmometer 3300, Advanced Instruments, MA, SUA) și greutatea specifică (clinica SUR-NE, Atago, Tokyo). Mai mult, pe parcursul perioadei postprandiale de 3 ore care urmează meselor de mic dejun, cantitatea totală de urină va fi colectată în recipiente preparate cu 5 ml dintr-o soluție de 10% timol - izopropanol. La sfârșitul perioadei de 3 ore, volumul total de urină va fi măsurat cu o probă de 1 ml extrasă și înghețată la -80 ° C pentru analiza ulterioară a concentrației de urină în urină, ca indicator al excreției de proteine, pentru a calcula contribuția de oxidare a proteinelor la metabolismul energetic al întregului corp.

Apetit

Pofta de mâncare va fi măsurată utilizând scale analogice vizuale [52] care evaluează foamea, plinătatea stomacului, dorința de a mânca, setea și preferințele alimentare (dulci, sărate, sărate, grase) și două sarcini computerizate. Pentru fiecare dintre scările analogice vizuale va exista o întrebare (de exemplu, cât de foame vă simțiți?) Urmată de o scară vizuală de 100 mm cu extremele definite (de exemplu, deloc - la fel de foame pe care le-am simțit vreodată). Participanților li se va solicita să plaseze o linie verticală pe scară pentru a indica percepția lor față de cele două extreme, cu distanța de la punctul zero la punctul marcat măsurată și înregistrată de același cercetător pentru toate scale.

Aceste măsuri sunt concepute pentru a completa măsurile hormonilor implicați în controlul apetitului și pentru a ține seama de orice schimbări în modul în care sunt interpretate semnalele de sațietate. Mai mult, cele două sarcini pe computer vor determina dacă diferitele intervenții influențează preferințele pentru carbohidrații dulci sau non-dulci sau ambele. Scalele analogice vizuale se completează în starea de post și la intervale de 30 de minute după masa de mic dejun în LAB 2 și LAB 3. Sarcinile pe computer vor fi finalizate într-o stare de post și la 45, 105 și 165 de minute după masa de mic dejun.

Management de date

La acordarea consimțământului în cunoștință de cauză, participanților li se va atribui un identificator unic care va fi utilizat pe toată documentația de colectare a datelor pentru a păstra confidențialitatea. Datele înregistrate în formă fizică vor fi digitalizate și stocate într-un fișier central care poate fi accesat doar de echipa de cercetare. Odată ce un set de date complet a fost compilat, manuscrisele vor fi redactate și trimise spre publicare în jurnale adecvate cu evaluare inter pares. Criteriile care justifică autoritatea în publicațiile rezultate vor fi abordate odată ce analiza datelor a fost finalizată. Odată ce rezultatele au fost publicate în mod oficial, setul de date de testare va fi lansat în formă anonimă și va fi organizat un eveniment de implicare pentru a informa participanții cu privire la constatări. În cazul în care datele sau eșantioanele biologice colectate în prezentul studiu sunt necesare pentru studii auxiliare, participanții vor solicita consimțământul corespunzător înainte de a continua.

Analiza datelor

Discuţie

În ciuda popularității crescânde a FMI [55], cercetările care explorează efectele sale asupra metabolismului uman rămân rare. Noua examinare a răspunsurilor postprandiale și a componentelor echilibrului energetic utilizate în acest studiu va evidenția măsura în care regimurile FMI pot afecta metabolismul uman. Contrastul izocaloric al FMI și al restricției zilnice de calorii va adăuga, de asemenea, o altă dimensiune prin compararea temeinică a FMI cu strategiile nutriționale actuale pentru îmbunătățirea sănătății metabolice. În plus, includerea unui braț FMI eucaloric va examina dacă orice schimbări observate pot fi atribuite numai postului prelungit, spre deosebire de dezechilibrul energetic cronic. În cele din urmă, în explorarea tuturor acestor fațete atât în ​​grupurile slabe, cât și în cele supraponderale/obeze, prezentul studiu va clarifica, de asemenea, efectul adipozității de bază asupra modificărilor observate, care ar putea dezlega discrepanțele observate în studiile anterioare [56, 57]. Luată împreună, această abordare va contribui la furnizarea de mesaje de sănătate publică mai clare și mai informate cu privire la siguranța și eficacitatea unor astfel de diete în raport cu abordările convenționale.