Резюме

Заден план

Инсулиновата резистентност и натрупването на висцерална мастна тъкан (ДДС) и междумускулна мастна тъкан (IMAT) поставят възрастните възрастни със затлъстяване в голям риск от сърдечно-метаболитни заболявания. Диетата с много ниско съдържание на въглехидрати (VLCD) може да бъде средство за насърчаване на загубата на мазнини от висцералната кухина и скелетните мускули, без да се нарушава чистата маса, и подобряване на чувствителността към инсулин при възрастни възрастни със затлъстяване.

Обективен

За да се определи дали VLCD насърчава по-голяма загуба на мазнини (обща, висцерална и междумускулна), запазва чистата маса и подобрява инсулиновата чувствителност в сравнение със стандартната диета на базата на СНО/ниско съдържание на мазнини (LFD) при възрастни възрастни със затлъстяване.

Дизайн

Тридесет и четири мъже и жени на възраст 60–75 години със затлъстяване (индекс на телесна маса [ИТМ] 30-40 kg/m 2) бяха рандомизирани на диетично предписание или на VLCD (65% енергия от CHO: протеин: мазнини) или LFD диета (55:25:20) за 8 седмици. Съставът на тялото чрез двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (DXA), разпределение на мазнини чрез ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), инсулинова чувствителност чрез евгликемична хиперинсулинемична скоба и липиди чрез вземане на кръв на гладно бяха оценени на изходно ниво и след интервенцията.

Резултати

Участниците са загубили средно 9,7 и 2,0% от общата мазнина, съответно на VLCD и LFD, съответно (стр

Въведение

Близо 35% от възрастните в САЩ на възраст над 65 години имат затлъстяване, а разпространението на хронично метаболитно заболяване и нарушен функционален статус сред възрастните възрастни със затлъстяване е особено високо [1, 2]. Разширяването на депата на подкожната мастна тъкан може да не доведе до повишен риск сам по себе си; по-скоро натрупването на висцерална мастна тъкан (ДДС), междумускулна мастна тъкан (IMAT) и липиди в други ектопични депа може да бъде най-подходящите мастни депа при определяне на този риск. ДДС и IMAT се увеличават с напредване на възрастта и са свързани с инсулинова резистентност и насърчават провъзпалително състояние [3,4,5,6], което може да инхибира синтеза на скелетната мускулатура, допринасяйки за по-лоши метаболитни и функционални резултати [7]. За да се намали рискът от метаболитно заболяване при възрастни възрастни със затлъстяване, са необходими нефармакологични интервенции, предназначени да изчерпят висцералното и ектопичното затлъстяване и да подобрят инсулиновата резистентност.

Обикновено хората със затлъстяване се съветват да приемат калорично рестриктивна диета, за да загубят мастна маса и да подобрят метаболитното здраве. Някои проучвания обаче предполагат, че значителната загуба на тегло чрез ограничаване на калориите води до намаляване на метаболизма в покой и загуба на чиста тъкан, което може да доведе до ускорен спад на физическата функция при възрастни възрастни [8]. Тъй като въздействието на тези неблагоприятни последици върху физическата функция и качеството на живот налага по-нататъшно проучване, препоръката за отслабване на възрастни възрастни остава противоречива [8].

Проучванията при хора и животни предполагат, че промяната в качеството на диетата може да бъде подходящ подход за предотвратяване загубата на чисти тъкани, като същевременно намалява затлъстяването и подобрява инсулиновата чувствителност при тази популация. Диетите с намалено съдържание на въглехидрати (СНО) може да са по-склонни да понижат постпрандиалната глюкоза и секреторния отговор на инсулина и е доказано, че повишават чернодробния клирънс на инсулин в сравнение с диети с по-високо съдържание на СНО [9]. По-ниската секреция на инсулин и по-големият клирънс могат да намалят излагането на инсулин на тъканите, в крайна сметка да увеличат мобилизирането на мазнини от специфични депа на мастната тъкан. По-рано съобщавахме за значително намаляване на ДДС и IMAT, както и поддържане на чиста маса и повишена чувствителност към инсулин по време на поддържане на теглото в отговор на намалена диета CHO сред жени със синдром на поликистозните яйчници (СПКЯ) [10,11,12]. Тези данни предполагат, че диетата, ограничена от СНО, може селективно да изчерпва висцералната и ектопичната мастна тъкан и да подобрява метаболитното здраве, което може да бъде ефективна диетична стратегия за намаляване на риска от метаболитни заболявания като диабет тип 2 (T2D) и сърдечно-съдови (CVD) при по-възрастни възрастни със затлъстяване.

Като се има предвид това, основната цел на това проучване беше да се сравнят ефектите от диета с много ниско съдържание на СНО (VLCD) спрямо диета с ниско съдържание на мазнини (LFD) върху телесния състав, разпределението на мазнините и метаболитното здраве при възрастни на възраст 60–75 години със затлъстяване.

Изследователски дизайн и методи

Участници

Четиридесет мъже и жени със затлъстяване бяха назначени от Университета на Алабама в Бирмингам (UAB) EatRight Клиника за управление на теглото и от местните общности (UAB, Бирмингам и Jefferson and Shelby County) чрез уеб-базирана реклама, флаери и дума -уста от януари 2015 г. до юли 2017 г. Критериите за включване са ИТМ 30–40 kg/m 2, възраст 60–75 години и заседнал (159 или DBP> 95 mmHg), анамнеза за не-кожен рак през последните 5 години, сърдечно-съдови заболяване, тежко белодробно заболяване; бъбречна недостатъчност, тежка чернодробна дисфункция, настоящ/скорошен пушач, употреба на естроген или тестостеронова заместителна терапия, настояща употреба на орални кортикостероиди (> 5 d/mth), използване на лекарства за лечение на психоза или маниакално-депресивно заболяване и зависимост от други за снабдяване или приготвяне на храна. Участниците бяха информирани за експерименталния дизайн и бе получено устно и писмено съгласие. Изследването е одобрено от Институционалния съвет за преглед за хуманна употреба в UAB. Проучването е регистрирано на clinictrials.gov (NCT02760641).

Уча дизайн

Диети

VLCD е проектиран да сведе до минимум гликемичния отговор след хранене чрез осигуряване на ≤10% енергия от CHO, 25% енергия от протеини и ≥ 65% енергия от мазнини. Участниците в VLCD бяха помолени да консумират 3 цели яйца (

216 kcal, 18,9 g протеин, 14,3 g мазнини и 1,2 g CHO) на ден, заедно с други протеинови източници, включително месо, риба, свинско и птиче месо. Диетата набляга на нискогликемичните източници на въглехидрати и включва предимно пълнозърнести храни, като листни зеленчуци, зеленчуци без нишесте, някои плодове и зърнени храни с високо съдържание на фибри с минимално високо преработени зърнени продукти и добавена захар. Храните, съдържащи мазнини, включват маслиново, кокосово и ядково масло; масло; дървесни ядки и масло от ядки; сирене; сметана; кокосово мляко; и авокадо. Включени бяха редица пълномаслени млечни продукти. Наситените мазнини от червеното месо са били ограничени до по-малко от 10% от дневния калориен прием. Пациентите получават по-голямата част от приема на мазнини от мононенаситени мастни киселини (напр. Зехтин) и триглицериди със средна верига (напр. Кокосово масло и сметана); от ядки и орехови масла; и от прясна риба.

Участниците в групата с LFD бяха посъветвани да консумират стандартната диета с ниско съдържание на мазнини с 55: 25: 20% енергия от CHO: протеин: мазнини. Тази диета подчертава консумацията на постно месо, нискомаслени млечни продукти, пълнозърнести храни, бобови растения, плодове и зеленчуци. Планът за хранене свежда до минимум храни с високо съдържание на мазнини, храни с високо съдържание на холестерол, преработени нишестета и добавена захар и осигурява 3) мастна тъкан и мускулна тъкан с помощта на софтуера за анализ на изображения SliceOmatic (версия 4.3: Tomovision, Монреал, Канада). Изображенията на корема от прешлените L1 до L5 са използвани за анализ на ДДС и SAAT. Бедреният мускул и обема на мастната тъкан се анализират, като се използват три изображения от средата на бедрото (средната точка между предния илиачен гребен и пателата). Бедрото IMAT, PMAT и SM бяха отделени от SAT на бедрото чрез ръчно изтегляне на линия по фасцията лата, заобикаляща бедрения мускул. Впоследствие IMAT беше разделен от PMAT и SM чрез ръчно изчертаване на линия около самия мускул за улавяне на мастна тъкан, разположена директно между и в мускулните групи.

Хиперинсулинемично-евгликемична скоба

Анализ на глюкоза, хормони и липиди

Анализите бяха проведени в основната лаборатория на Центъра за изследване на хранителното затлъстяване и Центъра за изследване на диабета. Глюкозата, общият холестерол, HDL-холестеролът и триглицеридите се измерват с помощта на анализатор SIRRUS (Stanbio Laboratory, Boerne, TX); LDL-C се изчислява по метода на Friedewald [15]. Изчислено е общото съотношение холестерол към HDL-C; съотношение 5 към 1 или по-ниско е препоръчителният целеви диапазон, с оптимално съотношение 3,5 към 1. Инсулинът се изследва чрез имунофлуоресценция на анализатор TOSOH AIA-II (TOSOH Corp., Южен Сан Франциско, Калифорния); интраизпитателна CV от 1,5% и междуопитна CV от 4,4%.

Циркулиращите маркери на възпалението се оценяват чрез имуноанализ в сутрешни гладни серуми преди и след интервенцията. Високочувствителният С-реактивен протеин (CRP) се оценява чрез турбидометрични методи, като се използва анализатор SIRRUS (лаборатория Stanbio), с реагенти, получени от Pointe Scientific, и TNF-α и IL-6 чрез използване на електрохимилуминесценция (Meso Scale Discovery). Минималните откриваеми концентрации за всеки анализ са съответно 0,05 mg/L, 0,507 pg/ml и 0,25 pg/ml. Средните CV в рамките на анализа са съответно 7,49, 7,61 и 6,68%. Средните CV за взаимодействие са съответно 2,13, 5,47 и 9,72%.

Разход на енергия за почивка

REE и коефициентът на дишане (RQ) бяха определени на изходно ниво и седмица 8 след бърз овърнайт, чрез непряка калориметрия (Vmax ENCORE 29 N Systems, SensorMedics Corporation, Yorba Linda, CA) в Центъра за изследване на храненето и затлъстяването (NORC) на метаболизма на UAB. Ясна, пластмасова качулка с навес беше поставена над главата и раменете и въздухът с издишване се събира в продължение на 20 минути след 10-минутен период на уравновесяване. През това време непрекъснато се измерва производството на въглероден диоксид и консумацията на кислород.

Статистически анализ

Описателната статистика е изчислена чрез диета. Статистическите тестове бяха двустранни, с алфа ниво от 0,05, което означаваше статистическа значимост. Анализите бяха извършени с помощта на SAS (версия 9.1; SAS Institute, Inc., Cary, NC). Използвани са сдвоени t-тестове за определяне на разликата в изходния и пост-интервенционния състав на тялото, разпределението на мазнините, инсулиновата чувствителност и променливите на серумния аналит по диетична група. Анализът на ковариацията (ANCOVA) определя ефекта от диетата (коригирана за изходно ниво) върху промяната от изходно ниво към пост-интервенция във всички променливи. Бяха направени допълнителни корекции за промяна в общата телесна мастна маса, за да се определи независимият ефект на диетата върху селективното изчерпване на специфични депа на мастната тъкан, промени в чувствителността към инсулин и други хормони след отчитане на загубата на тегло (мазнини). Използвани са независими t-тестове за определяне на групови разлики в диетичния прием.

Резултати

Тридесет и четири жени и мъже завършиха проучването (19 завършиха VLCD и 15 завършиха LFD). Шестима участници прекратиха интервенцията по различни причини, несвързани с проучването. Всички 6 участници, отпаднали от проучването, са европейски американски жени на възраст от 67 до 72. Както е показано в таблица 1, участниците в проучването са били етнически разнообразни (83 и 17% за LFD и 92 и 8% за VLCD са били Кавказки и афро-американски, съответно) със средна възраст от 71 години във всяка група. Нямаше значителна разлика в ИТМ, мастна маса и слаба маса между групите на изходно ниво. Въпреки че участниците не бяха инструктирани да ограничават калориите, и двете групи изпитваха известна загуба на тегло. Средно загубата на тегло е значително по-голяма в групата с VLCD в сравнение с групата с LFD (- 6,3% срещу - 1,0%, стр Таблица 1 Изходни характеристики на участниците в изследването (Средно ± SD, освен ако не е посочено)

Промените в телесния състав и разпределението на мазнините по диетични групи са показани в Таблица 2. След VLCD има значителни намаления в теглото, общата мастна маса, ДДС, SAAT, Бедро-SAT, Бедро-IMAT и обща слаба маса. Групата с VLCD има 9,7% намаление на общата маса на мазнините, докато групата с LFD има 2,0% намаление (p Таблица 2 Изходен и 8-седмичен телесен състав и резултати от разпределението на мазнините по диетична група

отслабването

Индивидуални промени в телесния състав в отговор на диетата с ниско съдържание на мазнини (LFD) и диетата с много ниско съдържание на въглехидрати (VLCD)

Промените в метаболитните и хормоналните резултати по диетична група са показани в Таблица 3. След VLCD има значително по-голямо увеличение на HDL-C и намаление на HOMA-IR, инсулин на гладно и триглицериди в сравнение с LFD. В групата на VLCD чувствителността към инсулин (скоба) значително се повишава и има тенденция към намаляване на общия холестерол и LDL-C. Няма значителни промени или междугрупови разлики в промяната в глюкозата на гладно, hsCRP, TNF-α, IL-6, общия холестерол и LDL-C. Фигура 3 показва промяната в REE и RQ от изходното ниво до седмица 8. Няма значителни промени в групата на диетата в REE или различия между диетичните групи при промяна в REE. Сред участниците, консумиращи VLCD, RQ значително намалява и е значително по-нисък в сравнение с тези, консумиращи LFD след 8 седмици (стр Таблица 3 Изходни и 8-седмични метаболитни резултати по диетична група

Таблица 4 показва средния участник, който сам е отчел хранителния прием в средата на 8-седмичната интервенция. Няма значителни разлики в грамовете от общия консумиран протеин и мазнини на ден между групите с диета с LFD и VLCD. Имаше значителна разлика в общите грамове въглехидрати, консумирани на ден между двете групи. Средно на групата с VLCD са предписани 2248 ± 218,1 kkcal/ден, а на LFD групата е предписано 2137,5 ± 193,7 kkcal/ден. Групата с VLCD съобщава, че консумира значително по-малко общи калории на ден (1114 ± 314 срещу 1535 ± 395, стр Таблица 4 Самоотчитан хранителен прием по диетична група

Дискусия

Това е първото проучване, което отчита 24% намаление на IMAT в отговор на 8-седмична VLCD интервенция при възрастни възрастни, популация, която има тенденция да натрупва големи количества липиди в скелетните мускули. Очаква се тези промени да подобрят редица резултати, свързани с метаболитното здраве и физическата функция. Многобройни надлъжни проучвания сред възрастни хора съобщават за по-голямо натрупване на IMAT, което е свързано с по-лоши резултати от физическата функция във времето [6, 20]. Сред мъжете с диабет тип 2 (T2D), по-големият IMAT е свързан с по-голямо разпространение на хипергликемия [21]. Освен това по-големият IMAT се свързва с по-голяма инсулинова резистентност и повишаване на маркерите на възпалението [22]. Тези наблюдения предполагат, че мастната инфилтрация в скелетните мускули може да допринесе или да бъде маркер за риска от кардиометаболитни заболявания. По този начин препоръката за диета, намалена в CHO, за възрастни хора със затлъстяване може да бъде оптимална, за да се намали IMAT и да се намали рискът от метаболитна и физическа дисфункция с напредване на възрастта.

Нашето проучване има ограничения и силни страни. Тъй като двете интервенционни диети не бяха изокалорични, не можем да направим заключения относно това дали ефектите на VLCD са по-добри от енергийно ограничената, LFD върху промяната в телесния състав и разпределението на мазнините, независимо от загубата на тегло при възрастни със затлъстяване. Не осигурихме цялата храна за участниците; ние обаче предоставихме яйца за групата VLCD и барове за закуска на групата LFD за ежедневна консумация. Осигуряването на всички храни би могло да увеличи спазването на диетата, посещаемостта на учебното посещение и/или задържането на участниците. Спазването на диетичните предписания беше оценено чрез самоотчитане на 3-дневен запис на храна в средата на интервенцията, което може да не е точно или представително за приема на храна през цялата интервенция; придържането обаче се подкрепя от обективни мерки за прием на макронутриенти, RQ и BHB. Поради проблеми с осъществимостта, ние не заслепихме участниците или изследователския персонал за назначаване на диета с резултантния потенциал за пристрастия. Въпреки това, служителите, извършващи DXA и ЯМР анализ, бяха заслепени за определяне на диета и интервенционните измервания бяха извършени възможно най-обективно.

В заключение, VLCD предизвика значителна загуба на тегло и намали ДДС и IMAT на бедрото при група възрастни възрастни със затлъстяване. Изчерпването на тези депа на мастната тъкан може да бъде от решаващо значение за намаляване на риска от метаболитни заболявания с напредване на възрастта. Освен това, въпреки значителната загуба на мастна маса, тези, които консумират VLCD, запазват по-голям обем на скелетната мускулатура на бедрото. Загуба на тегло в отговор на много ниска СНО, диета с ограничено потребление на енергия подобрява и чернодробната и периферната инсулинова чувствителност, което предполага намален риск от кардиометаболитно заболяване.

Наличност на данни и материали

Наборите от данни, използвани по време на настоящото проучване, са достъпни от съответния автор при разумна заявка.