A hathetes, nem korlátozott energiájú ketogén étrend hatása egészséges felnőttek fizikai erőnlétére, testösszetételére és biokémiai paramétereire

Absztrakt

Háttér

A ketogén étrend (KD) egy nagyon alacsony szénhidráttartalmú, magas zsírtartalmú és megfelelő fehérjetartalmú étrend, amely a kalóriák korlátozása nélkül különböző anyagcsere-adaptációkat vált ki, például megnövekedett keringő ketontesteket és elmozdulást a lipidanyagcserébe. Célunk az volt, hogy felmérjük egy 6 hetes, nem energiával korlátozott KD hatását egészséges felnőtteknél a sportolók kohorszán túl a fizikai teljesítőképességre, a testösszetételre és a vérparaméterekre.

Mód

Egykaros, előtte és utána végzett összehasonlító vizsgálatunk egy 6 hetes KD-ből állt, egy korábbi felkészülési periódussal, amely tartalmazta az órák alatti részletes utasításokat és egy dietetikus egyéni tanácsadását. Az étrend betartását a vizelet ketonjainak napi mérésével és a 7 napos táplálkozási nyilvántartásokkal ellenőriztük. Valamennyi vizsgálatot egy éjszakai böjt után végeztük: kardiopulmonáris testvizsgálat ciklus-sprioergometriával, vérminták, testösszetétel, indirekt kalorimetria, kézifogás erőssége, valamint a panaszokkal és fizikai érzésekkel foglalkozó kérdőívek.

Eredmények

Negyvenkét 37 ± 12 éves személy 23,9 ± 3,1 kg/m 2 BMI-vel fejezte be a vizsgálatot. A vizelet ketózisa a napok 97% -ában volt kimutatható, ami nagyon jó megfelelésről árulkodott a KD-vel. A vizsgálat során az átlagos energiafogyasztás nem változott a szokásos étrendhez képest, és az összes energiafogyasztás 71,6, 20,9, illetve 7,7% -a származott zsírból, fehérjéből és szénhidrátból. A súlycsökkenés -2,0 ± 1,9 kg volt (P

Háttér

A ketogén étrend (KD) egy nagyon alacsony szénhidráttartalmú (az energia 60% -a) és megfelelő fehérjetartalmú étrend, amely a kalória korlátozása nélkül metabolikus állapotot idéz elő, az úgynevezett „fiziológiás ketózis”, amely a keringő ketontestek fokozott szintjét vonja maga után [1]. A KD egy régóta bevált terápia a gyermekkori epilepszia kezelésére [2]. Terápiás alkalmazását számos olyan betegségben vizsgálják, mint például a 2-es típusú cukorbetegség, a policisztás petefészek-szindróma, a neurodegeneratív betegségek és a rák [3]. Sőt, a KD-k a közelmúltban meglehetősen népszerűvé váltak fogyókúrás étrendként [4].

A közelmúltban publikált kísérleti tanulmányok szerint a KD-k biztonságosnak és megvalósíthatónak tűnnek rákos betegeknél [5, 6]. Bár a jelenlegi tudományos bizonyítékok nem igazolják a KD ajánlását rákos betegeknél, a daganatos betegek egyre nagyobb része saját felelősségére helyezi KD-t a klinikai vizsgálatokon kívül, és gyakran orvosi felügyelet nélkül a gyakori sajtóhírek és az egészségügyi könyvek alapján . A rendszeres testmozgás a rákellenes terápia alatt és után, valamint a megfelelő táplálkozás javítja a fizikai működést, az életminőséget, és csökkentheti a rákkal kapcsolatos fáradtságot [7], valamint a rosszindulatú kiújulásokat és a halálozást számos rák között [8–10]. Minden olyan étrend, amely potenciálisan veszélyezteti a fizikai teljesítőképességet és valaki képességét, hogy betartsa a testmozgás rendjét, nagyon aggasztó lenne.

Elemezték a KD állóképességre és fizikai teljesítőképességre gyakorolt hatásainak meglévő irodalmát, kivéve azokat a vizsgálatokat, amelyekben szénhidráttartalmú étrendet alkalmaztak, amelyek nem képesek ketózist előállítani (szénhidrátbevitel> 50 g/nap), hipokalorikus étrendet és az esetleges beavatkozási periódusokat. hét. Csak négy kis tanulmányt azonosítottunk, amelyek megfelelnek a keresési feltételeknek [11–14], míg három teljesítmény-sportolót [11–13] vett részt, egy pedig magas fehérjetartalmú, valószínűleg nem ketogén étrendet alkalmazott [12]. Ezért a rendelkezésre álló adatok nagyon korlátozottak, ezért célunk egy nagyobb vizsgálatban volt, hogy felmérjük egy energiával nem korlátozott, 6 hetes KD hatását a felnőtt sportolók kohorszán kívüli egészséges felnőttek fizikai teljesítményére (állóképességre és izomzatra). erő), a testösszetétel és a vérparaméterek tartománya.

Mód

Tárgyak

A jó általános egészségi állapotú, 19–30 kg/m 2 testtömeg-indexű (BMI) felnőtteket 2016 februárjától júniusig hirdetések útján toborozták a Freiburgi Egyetem Orvosi Központjának munkatársaitól, családtagjaiktól és barátaiktól. alacsony szénhidráttartalmú táplálkozás, károsodott máj- és vesefunkció, vesekövek, terhesség vagy szoptatás, cukorbetegség és bármilyen zsírsav-anyagcsere-rendellenesség. A vizsgálati protokollt az Albert-Ludwig Egyetem Freiburgi Etikai Bizottsága hagyta jóvá (494/14), és minden alany aláírt egy írásos beleegyező űrlapot. A vizsgálatot a germanctr.de címen DRKS00009605 néven regisztrálták.

A tanulmány megtervezése és beavatkozás

Ennek a tanulmánynak egyetlen karja volt az összehasonlítás előtt és után. A kísérleti beavatkozás 6 hétig (42 napig) tartó kalória-korlátozás nélküli KD-ből állt, egy korábbi felkészülési periódussal, amely tartalmazta az órák alatti részletes utasításokat és egy dietetikus egyéni tanácsadását. Az első napot és a 42. napot később PRE-nek, illetve POST-nak jelöljük.

Az étrend betartását a vizelet ketonjainak napi mérésével és 7 napos étkezési nyilvántartások vezetésével ellenőriztük. Az alanyok dokumentálták napi vizelet-keton mérésüket (acetoacetát) önellenőrző csíkok segítségével (Ketostix, Bayer Vital GmbH, Leverkusen, Németország). Egy kezdeti alvizsgálat során kiderült, hogy a ketonuria a legmegbízhatóbban a kora reggeli és a vacsora utáni vizeletben mutatható ki [17]. Ezek az eredmények lehetővé tették dietetikusunk számára, hogy szükség esetén telefonon vagy személyes kapcsolattartáson keresztül finomítsa az étrendjét, ezáltal biztosítva a folyamatos ketózist.

Két félkvantitatív 7 napos élelmiszer-nyilvántartást nyertünk minden alanytól a beavatkozás utolsó hete előtt és alatt. Dietetikusunk egyenként pontos szóbeli és írásbeli utasításokat adott nekik arról, hogyan kell pontosan feljegyezni az ételek és italok mennyiségét és típusát. Az alanyok digitális hordozható mérleget kaptak (KS 22, Beurer GmbH, Ulm, Németország), és utasítást kaptak arra, hogy lehetőség szerint külön mérjék meg az összes ételt, vagy becsüljék meg az összegeket és készítsenek fényképet. Az energia-, makro- és mikrotápanyagok bevitelét táplálkozási adatbázis-szoftverrel elemeztük (Prodi 6.5 alap, Nutri-Science GmbH, Stuttgart, Németország).

Vizsgálati eljárás

Minden vizsgálati eljárást a Gyakorlási és Foglalkozási Orvostudományi Intézetben hajtottak végre reggel 7: 00-09: 30 között, legalább 8 órás éjszakai böjt után. Az alanyok előző nap nem mozoghattak, és azt tanácsolták nekik, hogy fizikai erőfeszítés nélkül érkezzenek meg a vizsgálatokra. Végpontjainkat a továbbiakban a PRE és a POST során rögzített időrendben írjuk le.

Vénás vért vettek, és a csöveket azonnal elküldték a Klinikai Kémiai és Laboratóriumi Orvostudományi Intézetünkbe. Az összes tesztelt paramétert a 4. táblázat sorolja fel. A magasságot 1 cm pontossággal mértük PRE-n, falra szerelt stadiométerrel. A zsírtömeget (FM) és a zsírmentes tömeget (FFM) a levegő kiszorítású pletizmográfiával (ADP) határozták meg a BodPod eszközzel (Cosmed USA Inc., Kalifornia, USA), amelyet minden egyes felhasználás előtt kalibráltak a gyártó útmutatásai szerint. Az alanyokat (szűk fehérneműt és fürdősapkát viseltük) az eszköz megfelelő mérlegével (Tanita Corp., Tokió, Japán) lemértük. Annyi ADP-t hajtottak végre, amennyi szükséges két testtérfogat-méréshez 150 ml-en belül.

A légzéscsere arány (RER) nyugalmi állapotban szolgál a légzési hányados (RQ) becslésére. Az orrot és a szájat takaró légmentesen maszkot alkalmaztunk 20 percig a légzőgázok mérésére a MetaLyzer 3B-R3 spirométerrel (Cortex Biophysik GmbH, Lipcse, Németország), miközben az alanyok hanyatt fekvő helyzetben voltak csendes és sötét légkörben, valamint termoneutrális környezetben ( 24–26 ° C). A RER értéket állandó állapotú, 5 perces időközönként mértük, és a módosított Weir-egyenlet felhasználásával kiszámítottuk a 24 órás nyugalmi energia-ráfordítást (REE) [18]. Az alanyoknak ezután 12 vezetéses elektrokardiogramot (EKG) vetettek alá a Custo diagnosztikai eszközön keresztül (Custo med GmbH, Ottobrunn, Németország). A hanyatt fekvő helyzetben az FM, az FFM és a testsejtek tömegét a BIA 2000-M bioelektromos impedancia-analízissel (Data Input, Pöcking, Németország) határoztuk meg, az irányelveknek megfelelő szabványosított eljárást követve [19].

A maximális inkrementális ciklustesztet elektronikusan fékezett ciklusergométeren (ergoline 100, Ergoline GmbH, Bitz, Németország) végeztük, az EKG, a szívfrekvencia és a vérnyomás folyamatos monitorozásával. A gázcserét és a szellőztetést folyamatosan rögzítettük a lehelet-lehelet gázelemzéssel (MetaLyzer 3B-R3, Cortex Biophysik GmbH, Lipcse, Németország), amelyet minden teszt előtt a gyártó utasításai szerint kalibráltunk. A ciklusgyakorlati tesztet rámpa protokoll segítségével hajtották végre: 1 perces pihenőidő elteltével a gyakorlati teszt 25 W-os terhelésnél kezdődött, és a terhelést fokozatosan, 25 W/perc-rel növelték, amíg a kimerültség verbális ösztönzéssel kísérte. A következő ciklusteszt-indexeket határoztuk meg: csúcs oxigénfelvétel (VO2peak), testtömeghez igazított VO2peak (relatív VO2peak), lélegeztető küszöb (VT), csúcsteljesítmény (Pmax), maximális pulzus (HRmax) és maximális RER (RERmax) . Kerékpározás után az alanyok 20 fokos Borg-skálán értékelték észlelt erőfeszítéseiket [20].

Ezután izometrikus fogantyú-szilárdsági méréseket végeztünk a domináns kézen egy elektronikus Digimax-fékpaddal (Mechatronic GmbH, Hamm, Németország), amely az ISO-Check szoftver 1.1-es verzióját futtató számítógéphez volt csatlakoztatva. A legkényelmesebb távolságot a fogantyúktól a PRE és a POST teszteken vették figyelembe és alkalmazták. Az American Society of Hand Therapeutists által javasolt tesztelési pozíciót használták [21]. Három, egyenként 5 másodpercig tartó kísérletet hajtottak végre, 30 másodperces pihenéssel. Az alanyokat szóban biztatták, és képesek voltak képernyőn követni az erőmérés menetét. A legmagasabb értékeket használták az elemzéshez. A POST-on az alanyok kitöltöttek egy rövid, nem validált kérdőívet, amely a KD alatt szubjektív érzéseik több aspektusával foglalkozott.

Minta méret kiszámítása és statisztikák

A referenciaadatok azt mutatják, hogy az egyező párok válaszának különbsége normálisan eloszlik, abszolút VO2max szórással 0,46 [22]. Ha az egyeztetett párok PRE és POST átlagában a valódi különbség 0,216 (10%), és egyenlő eltéréseket feltételezve, 38 egyént kell vizsgálnunk, 80% -os teljesítménnyel, egyoldalúan t-teszt 5% -os szignifikancia szinten. Figyelembe véve a lehetséges lemorzsolódásokat (20%), 46 alany felvételére törekedtünk. Valamennyi változó normál eloszlását teszteltük (Kolmogorow-Smirnow teszt). A normálisan elosztott változókat átlagként ± szórásként mutatjuk be és párosítjuk t-tesztet használtunk a PRE és a POST átlag összehasonlítására. A nem normálisan elosztott változókat mediánként (minimum - maximum) mutatjuk be, és Wilcoxon rang-összeg tesztet alkalmaztunk. Statisztikai szignifikanciát P

Eredmények

A tantárgyak jellemzői

A jogosultság szempontjából értékelt 72 önkéntesből 46-ot a KD-beavatkozáshoz osztottak be (1. ábra). Négy (8,7%) esett ki a beavatkozás során tartós mellékhatások miatt (n = 2), képtelenség betartani az étrendet (n = 1) vagy egészségügyi probléma (n = 1). A tartósan jelentett mellékhatások gyomor-bélrendszeri panaszok és fejfájás voltak, gyakori mellékhatások, amelyek gyakran előfordulnak az első héten [1], és amelyek eltűntek, miután a két alany visszatért a szokásos étrendhez. Negyvenkettő fejezte be a 6 hetes intervenciós vizsgálatot, amely összesen 42 (41–43) napig tartott. A vizsgálati populáció jellemzőit az 1. táblázat foglalja össze. Az átlagos életkor és a testtömeg-index 37 ± 12 (24–63) év, illetve 23,9 ± 3,1 (19,0–30,4) kg/m 2 volt. A nők a népesség 73,8% -át tették ki, 88,1% -uk pedig húsalapú étrendet fogyasztott. Tizenhárom (31,0%) alany szedett gyógyszereket, és a leggyakoribb terápiák/gyógyszerek a pajzsmirigy voltak (n = 5) és menopauzás (n = 2) hormonpótló terápiák és antidepresszánsok (n = 3). A fizikai aktivitás PRE kérdőívéből kiderült, hogy kohorszunkba ülő és erőteljesen aktív életmódot folytató [34,6 (8,5–156,1) MET-óra/hét] alanyok tartoztak, és a fizikai aktivitás mediánszintje az általános népességhez hasonló volt [23].

A vizsgálatban résztvevők folyamatábrája az alkalmassági kritériumok szűrésétől a tanulmány befejezéséig