Фондация New Balance Foundation за превенция на затлъстяването в Бостън Детска болница, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

ефекти

Фондация New Balance Foundation за превенция на затлъстяването в Бостън Детска болница, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

Партньорски център за клинично изследване, Brigham and Women’s Hospital, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

Фондация New Balance Foundation за превенция на затлъстяването в Бостън Детска болница, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

Център за клинични изследвания на Affiliation, Детска болница в Бостън, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

Фондация New Balance Foundation за превенция на затлъстяването в Бостън Детска болница, Бостън, Масачузетс, Съединени американски щати

  • Каролин О. Уолш,
  • Кара Б. Ebbeling,
  • Янис Ф. Суейн,
  • Робърт Л. Марковиц,
  • Хенри А. Фелдман,
  • Дейвид С. Лудвиг

Фигури

Резюме

Заден план

Основните циркулиращи метаболитни горива регулират глада и всеки се влияе от диетичния състав. Интегрираната мярка за наличност на енергия след хранене от циркулиращите метаболитни горива може да помогне за информирането на хранителни препоръки за поддържане на теглото след загуба на тегло.

Изследвахме ефекта на ниско съдържание на мазнини (LF, 60% енергия от въглехидрати, 20% мазнини, 20% протеин), нискогликемичен индекс (LGI, 40% –40% -20%) и много ниско съдържание на въглехидрати ( VLC, 10% –60% -30%) диети за общата наличност на енергия от метаболитно гориво след хранене (EA) по време на поддържане на загуба на тегло.

Методи

Осем млади възрастни с наднормено тегло са били хранени със стандартна хипокалорична диета, за да доведат до 10-15% загуба на тегло. След това им бяха осигурени изокалорични LF, LGI и VLC диети в произволен кръстосан дизайн, всеки за период от 4 седмици за поддържане на загуба на тегло. В края на всеки диетичен период беше осигурено тестово хранене, представляващо съответната диета, и кръвни проби бяха взети на всеки 30 минути в продължение на 5 часа. Основният резултат е EA, дефиниран като комбинирана енергийна плътност (ниво на циркулация × относително енергийно съдържание) на глюкоза, свободни мастни киселини и β-хидроксибутират. Вторичните резултати са индивидуални метаболитни горива, скорост на метаболизма, инсулин, глюкагон, кортизол, епинефрин и глад. Респираторният коефициент е процесна мярка. Данните са анализирани чрез дисперсионен анализ на многократни измервания, като резултатите са сравнени в ранните (30 до 150 минути) и късните (180 до 300 минути) постпрандиални периоди.

Резултати

Етика

Проучването е одобрено от Институционалните съвети за преглед в Бостънската детска болница и Болницата Brigham and Women’s Hospital. Писмено информирано съгласие беше получено от всеки участник. Изследването е регистрирано в ClinicalTrials.gov с идентификатор NCT00315354.

Диетични интервенции

Потребностите от енергия бяха оценени с помощта на уравнението на Mifflin-St Jeor [13], [14] и коефициент на активност, получен от модифициран въпросник за седемдневна активност [15].

Стандартизираните тестови ястия са описани в таблица 1, а съставите на тестовите ястия са показани в таблица 2.

Съставът на хранителните вещества на тестовите ястия се изчислява, като се използва софтуер за хранителни машини (Food Processor SQL; ESHA Research; Salem, OR, версия 9.8). Стойностите на гликемичния индекс за храни, съдържащи въглехидрати, са определени като се използват публикувани стойности с референтна стойност на глюкозата, а общото гликемично натоварване за храненето се изчислява, като се използва следното уравнение:

Изследователският персонал и лаборантите, които събираха данни за резултатите, бяха маскирани по диетичен ред.

Прием в болница

Всеки участник беше подложен на стационарно тестване след хранене в края на четвъртата седмица на трите съответни изокалорични диети. Участниците бяха приети в 17:00 вечерта преди тестването и медицинска сестра постави интравенозна линия за вземане на кръв. На следващата сутрин участниците бяха събудени в 6:30 сутринта след 10-часово гладуване за измерване на енергийния разход в покой и изваждане на изходно кръв. След това участниците ядоха закуска, съдържаща 25% от очакваните дневни енергийни нужди и отразяваща диетичния състав на съответната тестова диета, в рамките на 15 минути. На всеки 30 минути в продължение на 5 часа се взема кръв и участниците оценяват глада на 10-сантиметрова визуална аналогова скала, използвайки подканата: „Колко си гладен в момента?“ (със словесни котви, вариращи от „Никак не гладен“ до „Изключително гладен“). Скоростта на метаболизма се оценява на редовни интервали през целия постпрандиален период, както е описано по-долу. Приемът за жени участници се случи по време на фоликуларната фаза на менструалния цикъл, за да се сведе до минимум потенциалното объркване на метаболитните резултати.

Резултатни мерки

Първичният резултат, общата EA от метаболитни горива, се изчислява като сумата, в kcal/L, на енергия от глюкоза, FFA и BHB, измерена по стандартна лабораторна методология:

Бяха направени няколко предположения при изчисляването на EA. В съответствие с предишни проучвания [17], [18], [19], BHB се използва като прокси за общите нива на кетони, тъй като ацетоацетатът, другият бионаличен кетон, е нестабилен и трябва да се измери веднага след вземането на пробата [20]. Има много различни форми на FFA с различна дължина на веригата и молекулно тегло; нашето преобразуване на FFA от mol/L в kcal/L се основава на приблизителна средна дължина на веригата от 17 в светлината на предходни проучвания, показващи диапазон от 16,0–17,7 (32–36). Заместването на очакваните средни дължини на веригите от 16 и 18 не променя съществено резултатите. Освен това изчислението на FFA приема същата енергийна плътност като триглицеридите, като по този начин се игнорира относително незначителният принос на глицероловата част. При изчисляването на EA включихме само субстрати, които са лесно достъпни за клетъчен метаболизъм. Потенциални източници на гориво, изискващи метаболитна трансформация преди окисляването, като естерифицирани мастни киселини и аминокиселини (които могат да служат като субстрат за глюконеогенезата), не бяха включени, тъй като техните метаболитно достъпни форми ще бъдат представени в нашите измервания на свободни мастни киселини и глюкоза, съответно.

Скоростта на метаболизма се измерва чрез индиректна калориметрия в покой и след това през периода след хранене, като се използва система за разреждане на балдахин (Vmax Encore 29 N; VIASYS Healthcare Inc .; Yorba Linda, Калифорния). REE беше измерен, докато субектът лежеше буден и все още в регулирана от температурата стая с минимална светлина и шум. По време на периода след хранене беше показано DVD със спокойно програмиране (т.е. пътепис), за да се предотврати скуката и съня. В покой и след тестовото хранене се измерва консумацията на кислород и производството на въглероден диоксид в продължение на 30 минути на всеки час. Използвайки осреднени данни през последните 20 минути на всеки интервал на измерване, енергийният разход се изчислява, като се използва уравнението на Уиър [21], а коефициентът на дишане се изчислява като съотношението между производството на въглероден диоксид и консумацията на кислород. Предположихме, че няма промяна в телесния състав по време на стабилност на теглото за 1 месец при всяка от трите диети, предположение, подкрепено от 6-месечно проучване за отслабване, показващо подобна загуба на постно в сравнение с мастна тъкан с LF или VLC диета [22].

Вторичните резултати бяха глюкоза, FFA, BHB, глюкагон, инсулин, кортизол, епинефрин, скорост на метаболизма и глад. Дихателният коефициент беше включен като мярка за процес, като възможните стойности обикновено варират от 0,7 (общо окисление на мазнините) до 1,0 (общо окисление на въглехидратите).

Изчисления на мощността

Приемайки 80% мощност и коригиран от Bonferroni процент I грешка от 0,05/3, откриваемата двойна разлика между диетите с 8 участника беше изчислена да бъде между 0,89 и 1,55 стандартни отклонения, въз основа на това дали интрасубектната корелация е силна или слаба. Анализът на мощността след хок показва, че ново, идентично проектирано кросоувър проучване с 8 участника ще има повече от 98% мощност за откриване на разлики от наблюдаваната величина между LF и другите две диети.

Статистически анализ

В светлината на предишната работа, предполагаща различни модели на ЕА в ранния спрямо късния постпрандиален период [4], идентифицирахме два времеви периода, представляващи интерес за сравняване на диетите, а именно 30–150 минути и 180–300 минути, всеки от които 2 часа ( 5 времеви точки). Ние моделирахме EA като функция от диетата и времето, с термин за взаимодействие, за да се позволи на времевия ход да варира в зависимост от диетата, използвайки анализ на дисперсията с повтарящи се мерки с авторегресивна ковариационна структура, за да се вземе предвид корелацията между субектите. За всеки период, използвайки параметри на монтирания модел, ние изчислихме средно EA за всяка диета; изградени двойни разлики между диетите; и тестваха хипотезата, че средната ЕА е равна и при трите диети. Когато тази хипотеза беше отхвърлена в p Таблица 3. Базови характеристики на изследваната популация.

Първичен резултат - наличност на енергия

Постпрандиалната ЕА е показана на Фигура 1, панел А. На изходно ниво, преди тестовите ястия, ЕА е значително различна сред трите групи (p = 0,0024), поради по-ниски нива с LF диета в сравнение с LGI (p = 0,0096) или VLC (p = 0,0009) диета. В ранния период след хранене 30–150 минути след тестовото хранене EA не се различава значително между диетите (p = 0,99). Въпреки това, в късния постпрандиален период 180–300 минути след съответните тестови ястия, EA се различава значително между диетите (p Фигура 1. Наличност на енергия след хранене (EA) (панел A, kcal/L) и скоростта на метаболизма (панел B, kcal/ден).

ЕА се изчислява като общата енергийна плътност на глюкоза, свободни мастни киселини и β-хидроксибутират. Лентите за грешки представляват стандартната грешка на средната стойност от монтирания модел на повтарящи се мерки.

Скорост на метаболизма

Скоростта на метаболизма е показана на Фигура 1, панел В. Скоростта на метаболизма не се различава по диета в ранния постпрандиален период (p = 0,67). Въпреки това, в късния постпрандиален период, метаболитната скорост е била по-висока след VLC диета (p = 0,0074), отколкото LF (p = 0,0064) или LGI (p = 0,0066) диета.

Дихателен коефициент.

Стойностите на дихателните коефициенти варират от 0,88–0,94 след LF хранене, 0,80–0,88 след LGI хранене и 0,77–0,80 след VLC хранене. Всички сравнения по двойки за дихателен коефициент показват значителни разлики по цялата крива, като дихателният коефициент е по-висок при LF диетата спрямо LGI (p Фигура 2. Нива на метаболитни горива, хормони и глад след хранене).

Цифрите показват нива на глюкоза (панел A, mg/dL), свободни мастни киселини (панел B, mEq/L), β-хидроксибутират (панел C, mmol/L), инсулин (панел D, mcIU/ml) и глюкагон (панел E, pg/mL) и оценки на глада (панел F). Лентите за грешки представляват стандартната грешка на средната стойност от монтирания модел на повтарящи се мерки.