A magas zsírtartalmú túltáplálás anyagcseréjének rugalmassága megjósolja a jövőbeli súlygyarapodást egészséges felnőtteknél

Absztrakt

Bevezetés

A jelenlegi vizsgálat célja a 24 órás étrendi beavatkozások metabolikus rugalmasságának vizsgálata volt, beleértve az éhomi étrendet és a három normál fehérje-túltáplálási étrendet (standard, magas szénhidráttartalmú és magas zsírtartalmú) egészséges résztvevőknél, akiknek normál glükózszabályozása volt. Számszerűsítettük a metabolikus rugalmasságot (ΔRQ), mint étrenddel kapcsolatos változást a 24 órás RQ-ban, összehasonlítva a 24 órás RQ-val, amelyet pontosan mértek a súlystabilitás és az EBL során. Feltételeztük, hogy az anyagcsere rugalmasságának romlása ezen extrém étrendi beavatkozások során növelheti az egyéni hajlamot a súlygyarapodásra az idő múlásával.

Kutatási tervezés és módszerek

A tanulmány résztvevői

A 18 és 55 év közötti tanulmányi önkénteseket 2008 és 2017 között toborozták az arizonai Főnixből, a fővárosi területről, hogy részt vegyenek egy folyamatban lévő klinikai vizsgálatban. Az elsődleges cél az akut étrendi beavatkozásokra adott metabolikus válaszok értékelése volt a szabad élet súlyának változásával összefüggésben. A klinikai kutatóegységbe való felvétel előtt a felvett résztvevőknek 6 hónapon keresztül súlystabilnak kellett lenniük, és kórtörténetük, fizikális vizsgálatuk és alapvető laboratóriumi méréseik alapján egészségesnek tekintették őket. Miután beengedték, a résztvevőket szokásos testsúly-fenntartó étrendre (WMD) helyezték, amelyet a korábban levezetett egyenletek alapján számítottak nem és súly alapján (27). A tömegpusztító tömeg 50% szénhidrátot, 30% zsírt és 20% fehérjét tartalmazott. Ezen a tömegpusztító gépen 3 nap elteltével orális glükóz tolerancia tesztet (OGTT) hajtottak végre, és csak az American Diabetes Association Association kritériumai (28) alapján normális glükózszabályozással rendelkező résztvevők folytatták a tanulmányt (4. kiegészítő ábra). A plazma glükózkoncentrációt glükóz-oxidáz módszerrel mértük (Beckman Glucose Analyzer 2; Beckman Instruments, Brea, CA).

A tömegpusztító fegyvereket minden nap elfogyasztották, amikor a 24 órás EE-t nem mérték, és az önkéntesek fizikai aktivitása az egységen végzett tevékenységekre korlátozódott (tévézés, biliárdozás stb.). A testösszetételt DXA szkenneléssel mértük (Prodigy enCORE 2003, 7.53.002 verzió, szoftver; GE Lunar Corporation, Madison, WI). Az FM-t és a zsírmentes tömeget (FFM) a mért testzsírszázalék (PFAT) és súly alapján számítottuk ki az alábbiak szerint: FM = súly × PFAT/100 és FFM = súly - FM. A testtömeget naponta mértük precíziós skálán, ébredés után, egy éjszakai böjt után, annak biztosítása érdekében, hogy a súly a belépési súly ± 1% -án belül legyen, és a WMD-t úgy állítottuk be, hogy fenntartsa a súly stabilitását a belépési tartózkodás alatt. A testtömeg átlagos variációs együtthatója (CV) a teljes felvétel során a következő volt:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

A vizsgálati csoport demográfiai, antropometriai és metabolikus jellemzői

Az átlagos 24 órás RQ az EBL alatt 0,86 volt, ami nagyon közel állt a várható étkezési hányadoshoz (FQ) 0,87 (31). Annak ellenére, hogy megközelítőleg megegyezik az FQ-val átlagosan, a 24 órás RQ nagy egyéni változékonyságot mutatott (SD 0,03), amely nem volt összefüggésben a nemmel (P = 0,37), az életkorral (P = 0,52), az etnikummal (P = 0,51), spontán fizikai aktivitás az anyagcsere-kamrában (P = 0,76), vagy bármely testméret vagy zsírosság, beleértve a BMI-t (P = 0,66) (1A. kiegészítő ábra), PFAT (P = 0,73) (1B. kiegészítő ábra), FM (P = 0,59), FFM (P = 0,54), derék kerülete (P = 0,96) és derék-comb arány (P = 0,36). Hasonlóképpen nem volt összefüggés a 24 órás RQ és a 24 órás EBL-től való eltérés között az anyagcsere-kamrában (P = 0,41) (Kiegészítő 1C. Ábra), vagy a testtömeg változásának sebessége a felvétel első napjaiban (P = 0.12) (Kiegészítő 1D. Ábra).

Metabolikus rugalmasság a 24 órás éhomi és túltáplálkozó étrendekhez

Huszonnégy órás RQ tanfolyamok diétás beavatkozások során. Az RQ átlagos 24 órás időtartamát minden étrendi beavatkozáshoz ábrázoljuk: eukalorikus standard étrend EBL-ben (50% szénhidrát és 30% zsír), 24 órás éhgyomorra (FST), HFOF (20% szénhidrát és 60% zsír), STOF (50% szénhidrát és 30% zsír) és HCOF (75% szénhidrát és 5% zsír). A metabolikus kamrában biztosított három étkezés: ebéd 1100 órakor, vacsora 1600 órakor és snack 1900 órakor. A túlfogyasztott étrendek teljes kalóriabevitele megegyezett az EBL során kapott 24 órás EE érték kétszeresével.

A 24 órás RQ és a szubsztrát oxidációjának mérése minden diétás beavatkozás során

Metabolikus rugalmasság (ΔRQ) és a szubsztrát oxidációs sebességének változásai az étrendi beavatkozások során. Az egyes diéták során a 24 órás RQ és az EBL (A) során a 24 órás RQ és az EBL (B) 24 órás RQ (ΔRQ, metabolikus rugalmasság) egyedi változásai közötti összefüggéseket (± 95% CI) mutatjuk be. A LIPOX (C) és a CARBOX (D) arányának egyedi változásai is megjelennek.

Az éhomi plazma NEFA-koncentrációk és a 24 órás RQ és LIPOX összefüggései. Az éhomi plazma NEFA-k és a 24 órás RQ aránya az EBL (A) és a HFOF (B) során, valamint az éhomi plazma NEFA-k és a 24 órás LIPOX közötti kapcsolat közvetlen összefüggést mutat az EBL (C) és a HFOF (D) során. A kapcsolatokat a Pearson-korrelációs együtthatóval számszerűsítettük. A hatásméret-becsléseket (β-együttható) lineáris regresszióanalízissel kaptuk.

Anyagcsere-rugalmasság és a jövőbeli súlyváltozás

A 6 hónap elteltével eltelt szabad testtömeg-változás nyomon követési adatai 58 egyénnél, 1 év után pedig 46 egyénnél álltak rendelkezésre (1. táblázat). A teljes kohorthoz (n = 79) képest a nyomonkövetési adatokkal rendelkező alcsoportok nem különböztek a kiindulási jellemzőikben, beleértve a 24 órás RQ-t (1. kiegészítő táblázat). Átlagosan a résztvevők súlyosan stabilak voltak a 6. hónapban (átlagos súlyváltozás 0,8 kg; P = 0,17 vs. 0), annak ellenére, hogy az egyének között nagy volt a változás (SD 4,3 kg, ‒7,0–11,2 tartomány), ami nem kapcsolódott nemhez (P = 0,80), életkor (P = 0,14), etnikai hovatartozás (P = 0,90) vagy kezdeti testtömeg (P = 0,32). Hasonlóképpen nagy változékonyság mutatkozott a szabad élet súlyának változásában 1 év után (SD 5,3 kg, range9,3–11,0 tartomány), a résztvevők átlagos testsúlya stabil maradt (átlag 0,4 kg; P = 0,63 vs. 0).

A 24 órás RQ (ΔRQ) kisebb csökkenése a HFOF során, de a többi diétás beavatkozás során nem (mind P> 0,15), mind a 6 hónapos súlygyarapodáshoz kapcsolódott (r = 0,32; P = 0,02; r 2 = 10 %) (5A. Ábra) és 1 év múlva (r = 0,39; P = 0,01; r 2 = 15%) (5C. Ábra). Az életkor, a nem és az etnikum alapján történő kiigazítást követően a HFOF alatti ΔRQ független meghatározója volt a súlyváltozásnak a 6. hónapban (β = 2,1 kg/0,05 változás a 24 órás RQ-ban a HFOF során; P = 0,02; összes r 2 = 19% ) és 1 év múlva (β = 2,6 kg; P = 0,02; összes r2 = 46%). A 24 órás EE változása a HFOF során semmilyen nyomon követésnél nem jósolta meg a súlyváltozást (mind P> 0,30), és a HFOF alatti ΔRQ és a súlyváltozás eredményei továbbra is szignifikánsak voltak a 24 órás EE egyidejű változásához való igazodás után. (az adatok nem láthatók).

A metabolikus rugalmasság (ΔRQ) a HFOF során megjósolja a jövőbeni súlyváltozást. A HFOF során az EBL-ből származó ΔRQ (metabolikus rugalmasság) előrejelezte a jövőbeli súlyváltozást 6 hónapnál (A) és 1 évnél (C); azaz az RQ kisebb mértékű (vagy hiánya) csökkenése a HFOF során nagyobb súlygyarapodáshoz kapcsolódott. A 24 órás LIPOX változása az EBL-viszonyokhoz képest fordítva társult a 6 hónapos (B) és az 1 éves (D) súlygyarapodáshoz, így a HFOF során a LIPOX-ra való elmozdulás nagyobb jövőbeni súlygyarapodáshoz kapcsolódott. A szaggatott vonalak azt jelzik, hogy a 24 órás RQ, LIPOX vagy testtömeg nem változott az utólagos látogatások alkalmával az alapvonallal összehasonlítva. A kapcsolatokat a Pearson-korrelációs együtthatóval számszerűsítettük. A hatásméret-becsléseket (β-együttható) lineáris regresszióanalízissel kaptuk.

A makrotápanyagok oxidációs sebességének változásainak vizsgálata során a HFOF során bekövetkezett nagyobb LIPOX növekedés nagyobb súlycsökkenéssel járt együtt 6 hónapos (r = ‒0,36; P = 0,008) (5B. Ábra) és 1 éves (r = ‒0,40; P) súlycsökkenéssel. = 0,009) (5D. Ábra). Az életkor, a nem és az etnikai hovatartozás kiigazítását követően a HFOF alatti ΔLIPOX még mindig meghatározó tényező volt a fogyásban 6 hónap után (β = ‒1,5 kg/250 kcal/nap a LIPOX növekedése HFOF alatt; P = 0,02) és 1 év után (β = ~ 2,1 kg; P = 0,02). A 24 órás HFOF során a zsírbevitel és a zsíregyensúly (zsírbevitel - LIPOX) nem voltak összefüggésben a súlyváltozással egyik utólátogatás alkalmával sem (mindkettő P> 0,55).

A koplalás (P = 0,73) (3. ábra), a STOF (P = 0,87) és a HCOF (P = 0,29) során nem volt összefüggés az ΔRQ és a 6 hónapos súlyváltozás között. Hasonló eredményeket figyeltünk meg az 1 éves követés során, így a 24 órás éhgyomorra (P = 0,91) (3. ábra), a STOF (P = 0,17) és a HCOF ( P = 0,20).

Vita

A jelenlegi tanulmányban értékeltük az anyagcsere rugalmasságát (ΔRQ), amelyet a 24 órás RQ változásának definiálunk az EBL állapotoktól az extrém étrendi beavatkozásokig, beleértve a 24 órás éhezést és a 200% -os túlzott táplálkozást magas zsírtartalmú vagy magas szénhidráttartalmú táplálékkal. tartalom, annak felmérése, hogy az ΔRQ mértéke metabolikusan meghatározó-e a szabadon élõ tömeg változásának. Az ezen akut táplálkozási beavatkozások során kapott 24 órás RQ mérések túlnyomórészt a makrotápanyagok összetételétől függtek, ami a diéták közötti 24 órás RQ szórás körülbelül kétharmadát magyarázta. Az egyes étrendi körülmények között azonban továbbra is erősen ellenálló volt a tüzelőanyag-oxidáció, így az egyének jobban támaszkodnak az oxidáció specifikus szubsztrátumára (például szénhidrátokra, lipidekre), bármilyen étrendi körülmények között. Bebizonyítottuk, hogy az ΔRQ interindividuális változékonysága, különösen a HFOF-hez képest csökkent metabolikus rugalmasság, előrejelzi a jövőbeni súlygyarapodást mind a 6. hónapban, mind az 1. évben, és ez annak a képességnek a romlásának volt köszönhető, amely felesleges körülmények között változott a lipid-oxidációra. diétás zsírok.

A zsírok metabolikus rugalmatlansága nagyobb súlygyarapodáshoz vezethet azáltal, hogy csökken a zsírsejtek lipolízise és végső soron romlik a LIPOX növelésének képessége. Azoknál az egyéneknél, akik anyagcserében rugalmatlanok az étrendi zsírokhoz, a zsírszegény étrend során a lipolízis kisebb mértékben fokozódhat (34). Korábban kimutattuk, hogy az in vitro lipolízis alacsonyabb aránya magasabb 24 órás RQ-val és alacsonyabb LIPOX-szal társul az eukalorikus táplálás során, és ezek a csökkent lipolízissel rendelkező személyek nagyobb súlyt kaptak a követés során az FM növekedésének eredményeként (35) . Támogatva a lipolízis oksági szerepét a metabolikus rugalmasság mértékének meghatározásában, azt találtuk, hogy a NEFA, a zsírsejtek lipolízisének terméke (36) és a LIPOX szabályozói (37) magasabb éhomi koncentrációja alacsonyabb 24 órás RQ-val társult és nagyobb LIPOX mind eukalorikus táplálás, mind HFOF során. Jelenlegi eredményeinkkel összhangban a HFOF során a plazma NEFA-k alacsonyabb éjszakai koncentrációja előrejelzi az elhízásra hajlamos személyek súlygyarapodását (33). Összességében ezek az eredmények erősen rámutatnak a lipolízis kulcsszerepére az elhízásban és a testtömeg-szabályozásban (38,39).

Az egyes diéták során az anyagcsere rugalmasságának pontos mérése érdekében gondosan ellenőrzött 24 órás RQ mérést alkalmaztunk EBL és eukalorikus, standard etetés során. A 24 órás RQ ezen alapértékének megítélése előtt a résztvevők 5 napig WMD-n voltak, és az anyagcsere-kamrában két metabolikus mérést alkalmaztak az alap RQ-érték eléréséhez szinte tökéletes EBL és súlymegtartó körülmények között. Kiértékeltük a kiindulási RQ meghatározóit, és nem találtunk összefüggést a testmérettel, a testösszetétellel, a metabolikus kamrában a 24 órás EBL-től való eltérésekkel vagy a testtömeg korábbi ingadozásaival, annak ellenére, hogy ezek a változók az RQ meghatározóinak bizonyultak az EBL során az előzőekben tanulmányok (11,40). Ennek oka valószínűleg a kontrolláltabb körülmények voltak, amelyeket szekvenciális 24 órás EE-vizsgálatok jellemeztek, amelyek pontosabb metabolikus mérésekhez vezettek a várható 24 órás EBL (bevitel - EE) 10% -os tartományában, szemben a szélesebb tartománygal (± 30%). amiről korábban beszámoltak (11). Ennél is fontosabb, hogy csak normális glükózszabályozással rendelkező egyéneket értékeltünk (28), így kiküszöböltük az inzulinrezisztencia zavaró hatását, amelyről korábban kimutatták, hogy meghatározója a metabolikus rugalmatlanságnak a glükózhoz (22,25).