Nagyobb fogyás és hormonális változások 6 hónapos étrend után, többnyire vacsoránál fogyasztott szénhidrátokkal

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Meuhedet Medical Services, Diet and Nutrition Department, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Meuhedet Medical Services, Diet and Nutrition Department, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Kaplan Orvosi Központ, Rehovot, Izrael

Izraeli Rendőrség, Tel-Aviv körzet, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Meuhedet Medical Services, Diet and Nutrition Department, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Meuhedet Medical Services, Diet and Nutrition Department, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Kaplan Orvosi Központ, Rehovot, Izrael

Izraeli Rendőrség, Tel-Aviv körzet, Izrael

Robert H. Smith Mezőgazdasági, Élelmiszer- és Környezetvédelmi Kar, Biokémiai és Élelmiszertudományi Intézet, Jeruzsálemi Héber Egyetem, Rehovot, Izrael

Absztrakt

Bevezetés

A fiziológiai utak manipulálása az elhízás és a metabolikus szindróma tüneteinek csökkentése érdekében világszerte a kutatás egyik fő témája. A legfrissebb adatok azt mutatják, hogy a zsírszövet, a test energiatároló helye, szintén egy endokrin szerv, amely különféle adipocitokineket szintetizál és szekretál. Ide tartoznak az éhséget és a jóllakottságot szabályozó hormonok, valamint az inzulinrezisztencia kialakulásához, a metabolikus szindrómához és a gyulladáshoz kapcsolódó hormonok ((1)).

A leptint, a jóllakottsági hormont, az agyi receptorok zsírszöveti állapotának „információszolgáltatójaként” írták le. Rövid távon szabályozza az éhséget, a jóllakottságot és az ételbevitelt ((1), (2), (3)). Korábbi tanulmányok leírják a leptin szekréciójának tipikus napközbeni mintázatát, amely a nap folyamán 0800 és 1600 óra között esik, 1300 órakor éri el a legalacsonyabb értéket, és 1600-ról 0100 órakor a zenittel növekszik ((4), (5)). Ironikus módon ez a jóllakásért felelős kulcsfontosságú hormon a legmagasabb szinten van, amikor az egyének alszanak.

Az adiponektint „az elhízás, az inzulinrezisztencia és a metabolikus szindróma közötti kapcsolatnak” tekintik ((6)). Az adiponektin szerepet játszik az energiaszabályozásban, valamint a lipid- és szénhidrát-anyagcserében, csökkenti a szérum glükóz- és lipidszintjét, javítja az inzulinérzékenységet és gyulladáscsökkentő hatású ((7)). Az adiponektin napi szekréciós mintázatát elhízott egyéneknél (különösen hasi elhízás esetén) egész nap alacsonynak írták le. Normál testsúlyú vagy túlsúlyos személyeknél a fogyást követően az adiponektin koncentrációjának általános növekedése, valamint a napközbeni minta emelkedése észlelhető napközben, a zenitek 1100 és 0100 órakor, az éjszakai csökkenés pedig 0400-nál a legalacsonyabb értéket érik el óra ((5), (8)).

Az innovatív étrend, amely képes módosítani ezeket a hormonális szekréciót, előnyös lehet a súlyos/kóros elhízásban szenvedők számára. Az alacsony kalóriatartalmú étrend, amelynek során a vacsoránál fogyasztott szénhidrátok hatását tanulmányozták a hormonális napi szekréciós mintákra, ötlet volt felmerülni, miután elemezték a muszlim lakossággal végzett vizsgálatok eredményeit a ramadán alatt (napközbeni böjt és dúsított szénhidrátos vacsora fogyasztása). Ezek a vizsgálatok bebizonyították, hogy a leptin szekréciójának napi mintázata megváltoztatható ((9), (10)). Ezenkívül az euglikémiás hiperinsulinémiás clamp vizsgálatok kimutatták a szérum leptin koncentrációjának emelkedését 6–8 óra elteltével ((4)). Nincs információ sem az adiponektin napi szekréciós mintázatának változásáról, sem az éhség/jóllakottság antropometriai, biokémiai vagy gyulladásos paramétereinek hasonló körülmények közötti változásairól.

Ezt a tanulmányt arra tervezték, hogy megbecsüljék a többségében a vacsoránál fogyasztott szénhidrátokkal (a kísérleti étrenddel) súlycsökkentő étrend hatásait az antropometriai mérésekre, az éhség pontszámokra és az inzulinrezisztenciával, a metabolikus szindrómával és a gyulladással kapcsolatos paraméterekre. A leptin és az adiponektin szekrécióját is vizsgálták.

Feltételezték, hogy a szénhidrátok fogyasztása többnyire este módosítja a leptin szekréció tipikus napi mintázatát, amelyet a muszlim populációknál a ramadán alatt megfigyeltek. A kísérleti étrend egyetlen napi inzulin szekréciót váltott ki este, így azt jósolták, hogy az étrend magasabb relatív leptin-koncentrációt eredményez 6–8 órával később, azaz reggel és egész nap. Ez fokozott jóllakottsághoz vezethet a nappali órákban, és javíthatja az étrend betartását.

Tanulmányok kimutatták, hogy negatív összefüggés van az inzulin és az adiponektin szintje között ((11)). Mivel az ebben a vizsgálatban alkalmazott kísérleti étrend csökkenti az inzulin szekréciót a nap folyamán, azt is feltételezték, hogy az adiponektin koncentrációja egész nap növekszik, javítva az inzulinrezisztenciát, csökkentve a metabolikus szindróma tüneteit és csökkentve a gyulladásos markereket.

Módszerek és eljárások

Vérminta és biokémiai elemzés

Az éhség-jóllakottság kérdőíveket, amelyeket Paul E. Garfinkel ((13)) adaptált és héberre fordítottak, 0800 órakor és 4 órás időközönként (1200, 1600 és 2000 órakor) adtak be étkezés előtt. A résztvevők olyan kijelentéseket választottak, amelyek a legjobban leírják az érzésüket az egyes időpontokban. Az éhség-jóllakottsági pontszám (H ‐ SSc) a leírások skálája, amely az éhezéstől (1 pont) a pusztítóan teljesig (10 pont) terjed. A magas H ‐ SSc kevesebb éhséget és nagyobb jóllakottságot jelez. Más elemzett kérdések az „étkezési késztetéssel” és az „étellel kapcsolatos gondolatokkal való foglalkozással” foglalkoztak.

Statisztikai analízis

A vizsgálat folyamatábrája.

Eredmények

A vizsgálat folyamatábráját a 1.ábra. 100 beiratkozott rendőrből 78 megfelelt a felvételi kritériumoknak, és véletlenszerűen kerültek kiosztásra a kísérleti vagy kontroll étrend csoportokba. Azok közül, akik teljesítették a 6 hónapos étrend-rendszert, antropometriai mérések álltak rendelkezésre a kísérleti csoport 30 alanyánál és a kontroll csoport 33 alanyánál. A lemorzsolódás arányának különbsége nem volt szignifikáns a csoportok között (P = 0,39). Teljes véradatok álltak rendelkezésre 39 alanyról, akik részt vettek a négy egész napos eseményen. A kísérleti csoportok demográfiai, antropometriai, hormonális, biokémiai, gyulladásos és éhség/jóllakottsági jellemzőit az alábbiakban mutatjuk be: 2. táblázat. A kiinduláskor nem figyeltek meg szignifikáns különbségeket a csoportok között, kivéve a BMI-t, a hasi kerületet és a CRP-t. Ezeket a különbségeket a kovariancia elemzésével korrigáltuk a kezelési hatás becslésének torzításának megakadályozása érdekében.

Antropometriai paraméterek

Az antropometriai változásokat 6 hónap után mutatjuk be 3. táblázat. Jelentős súlycsökkenést, BMI-t, hasi kerületet és testzsír százalékos csökkenést találtak mindkét csoportban. A vizsgálat végén szignifikánsan nagyobb súlycsökkenést figyeltek meg a kísérleti csoportban, mint a kontroll csoportban (11,6 vs. 9,06 kg), P = 0,024). A kísérleti csoportban nagyobb abszolút BMI csökkenés (3,99 vs. 3,16) és hasi kerület csökkenés (11,7 vs. 9,39 cm) tendenciákat figyeltek meg. Ezek a tendenciák nem voltak szignifikánsak, miután kiigazították az alapértékek különbségeit. Az abszolút testzsír százalékos csökkenés (6,98 vs. 5,13%) tendenciáját figyelték meg a vizsgálat végén a kísérleti étrendcsoportban.

A magasabb H ‐ SSc általában azt jelzi, hogy az alanyok kevésbé voltak éhesek és inkább jóllakottak. 180 napos kísérleti étrend után a H ‐ SSc 13,7% -kal magasabb volt, mint az első diétás hét (P 2 teszt és a Wilcoxon Rank Sum teszt alapján). Amikor elemezték az „étellel kapcsolatos gondolatokkal való foglalkozás” kérdését, a csoportok közötti különbségeket a 180. napon, délután figyelték meg. A kísérleti csoportban egyik résztvevő sem volt jobban foglalkoztatva az étellel kapcsolatos gondolatokkal (medián különbség 0,5 az 1–4 skálán), összehasonlítva az első héthez (átlagos 0. és 7. nap ugyanabban az órában), míg a a kontrollcsoport résztvevőinek nagyobb volt az étellel való foglalkoztatása (medián különbség 0) az első héthez képest (a határ a Wilcoxon Rank ‐ Sum teszttel szignifikáns (P = 0,067) és χ 2 teszt (P = 0,052)).

Éhség és jóllakottság mérlege. (a) Legkisebb négyzet átlag ± s.e. éhség-jóllakottsági pontszámok (H ‐ SSc) a 90. és a 180. napon a kiindulási érték százalékában (átlagos napi jóllakottság a 0. és a 7. napon) a kísérletben (n = 18) és a kontroll (n = 21) csoportok. Csoportok összehasonlítása ismételt mérésekkel ANOVA. *P

A szérum biokémiai paramétereinek szintje

A biokémiai méréseket a 4. táblázat. A kísérleti étrend 180. napja szignifikánsan alacsonyabb átlagos napi inzulin-koncentrációt mutatott ki a kiindulási értékhez képest (68,0%, P 4. táblázat: Biokémiai és gyulladásos paraméterek és a kiindulási érték százaléka

A szérum gyulladásos paramétereinek szintje

A gyulladásos markerek mérését a 4. táblázat. Nagyobb CRP csökkenés tendenciát figyeltek meg a kísérleti csoportban (27,8 vs. 5,8%). Jelentős különbségeket nem sikerült elérni a kiindulási különbségek kiigazítása után. A 180. napon a kísérleti étrendet folytató alanyok szignifikánsan alacsonyabb TNF-α-koncentrációval rendelkeztek, 9,2% -kal csökkentek a kiindulási mérésekhez képest. Ezzel szemben a kontroll étrend a TNF-α 16,1% -os növekedését eredményezte (P = 0,034 a csoportok közötti különbségre). Mindkét diéta csökkentette az IL ‐ 6 koncentrációt a 90. és a 180. napon az alapértékhez képest. A 180. napon a kísérleti étrend jelentős, 37,8% -os csökkenést eredményezett (P

A szérum hormonszintje

Mindkét étrend csökkentette a 12 órás leptin átlagos koncentrációját a 90. és a 180. napon a kiindulási értékhez képest (P

Átlagos ± s.e. az abszolút értékek esetében a legkisebb négyzetek a kiindulási érték százalékos értékét jelentik (a sávokban a dobozok mutatják) a kísérletben (n = 18) és a kontroll (n = 21) csoportok. Átlagos napi (a) leptin és (b) adiponektin a 0., 90. és 180. napon. A csoportok összehasonlítása a kiindulási érték százalékos arányával ismételt mérésekkel ANOVA. *P

A kísérleti étrend jelentős növekedéshez vezetett (43,5%, P

Vita

Ez a randomizált klinikai vizsgálat, amelyet a 30-as BMI-vel rendelkező rendőrtisztek mintáján végeztek, az alacsony kalóriatartalmú étrend hatásait vizsgálták, többnyire vacsoránál fogyasztott szénhidrátokon alapulva, az egész nap azonos szénhidrátot tartalmazó alacsony kalóriatartalmú étrendhez képest.

Nagyobb fogyást, hasi kerületet és testzsír-csökkenést figyeltek meg a kísérleti étrendben a kontrollokhoz képest (3. táblázat). A kísérleti étrendcsoport H ‐ SSc-értéke magasabb volt a kiindulási értékhez képest (2. ábra). 180 nap elteltével mindkét étrendcsoportban megfigyelték az átlagolt 12 órás leptin koncentráció csökkenését. A kísérleti csoportban megfigyelhető volt az átlagolt 12 órás leptin koncentrációk kisebb csökkenésének tendenciája a kiindulási értékhez képest (3a. Ábra). Mindkét csoportban a napi leptin-koncentrációban megfigyelt csökkenést a korábbi vizsgálatok dokumentálták ((2), (14), (15), (16)), és ez a testzsír csökkenésével magyarázható (3. táblázat). A súlycsökkentő programok során a csökkent leptinszint általában a jóllakottság szintjének csökkenésével jár (14), (15)), amint azt kontrollcsoportunkban megfigyelték. A kísérleti csoportban ez a várható jóllakottság-csökkenés nem következett be. Éppen ellenkezőleg, a vizsgálat végén a kísérleti étrendcsoport magasabb H ‐ SSc értékkel rendelkezett, mint a kiindulási érték.

Javasoljuk, hogy a kísérleti étrend által kiváltott, az átlagolt 12 órás leptin koncentráció kisebb csökkenése fontos tényező lehet a nap folyamán jelentett magasabb jóllakottság szintjén. Korábbi, különféle étrenddel végzett vizsgálatok arról számoltak be, hogy a fogyás során a leptin koncentrációja csökkent, a jóllakottság szintje csökkent, az étkezés bevitele megújult, és a testtömeg lassan visszanyerhető ((14), (15), (17)). Így előnyösek lehetnek azok az étrendi manipulációk, amelyek fenntartják a nappali leptin magasabb koncentrációját a nappali órákban a fogyás folyamatában. Kísérleti étrendünk manipulálhatja a napi leptin szekréciót, ami a nap folyamán magasabb relatív koncentrációhoz vezet. Javasoljuk, hogy a hormonszekréció ezen módosulása segítette a résztvevőket az ébrenléti órákban a nagyobb jóllakottságban, fokozta az étrend fenntartását idővel és jobb antropometriai eredményeket.

Bár a résztvevőknek nem adtak specifikus táplálkozási útmutatást a glükózegyensúly, a lipidprofilok vagy a gyulladás státusza tekintetében, javulást figyeltek meg ezekben a paraméterekben. Nagy érdeklődés, hogy ezeknek a paramétereknek szinte mindegyikénél szignifikánsan nagyobb javulás figyelhető meg a kísérleti étrendben (4. táblázat). A kísérleti csoportban a glükóz egyensúly és az inzulinrezisztencia (HOMAIR), a lipidprofil (összkoleszterin, LDL-koleszterin, HDL-koleszterin) és a gyulladás markerek (CRP, TNF-α, IL-6) szignifikánsan magasabb javulását mértük. A vizsgálat végén csak a kísérleti csoportban figyeltek meg szignifikáns növekedést az átlagos 12 órás adiponektin-koncentrációban (3b. Ábra), annak ellenére, hogy mindkét étrendcsoport fogyást tapasztalt testzsír és hasi kerület csökkenés kíséretében (3. táblázat).

Ismeretes, hogy az adiponektin negatívan kapcsolódik a plazma inzulinhoz ((11), (18)). Annak ellenére, hogy a zsírszövetből kiválasztódik, az adiponektin plazmakoncentrációja csökken az elhízásban ((18)). A testsúlycsökkentő étrenddel foglalkozó tanulmányok azonban változó eredményekről számolnak be, beleértve a megnövekedett, csökkent vagy változatlan plazma adiponektinszinteket ((19), (20), (21), (22), (23), (24)). Felmerült, hogy az elhízás okozta inzulinrezisztenciával kapcsolatos mechanizmusok okozzák az elhízás alacsony adiponektin-koncentrációit. Azt is feltételezték, hogy a hipo-adiponektinémiát csak súlycsökkentő eljárással lehet megfordítani, amely megfordítja a zsírszövet-specifikus inzulinérzékenységet ((25), (26), (27)). Ennek megfelelően az adiponektin koncentrációjának növekedése a fogyás során az alkalmazott étrend típusától függ. Kísérleti étrendünk alacsonyabb inzulin-koncentrációhoz vezetett a nappali órákban, és javította az inzulinrezisztenciát, amint azt a HOMAIR eredményei láthatták (4. táblázat), és ezért úgy gondoljuk, hogy az adiponektin koncentrációja nagyobb, mint a kontrollé.

Korábbi tanulmányok azt találták, hogy az elhízásban (elsősorban hasi) az adiponektin koncentrációja alacsony, az inzulinrezisztencia magas, a 2-es típusú cukorbetegség kockázata nő, az aterogén lipid profil kialakul, és több gyulladásos marker magas koncentrációja jelenik meg (CRP, TNF-α, IL ‐ 6) ((6), (23), (27), (28)). Megalapozott, hogy a súlycsökkenés, különösen a hasi zsírraktárakból, növeli az adiponektin koncentrációt és javítja ezeket a paramétereket, mivel az adiponektin inzulinérzékenyítő, közvetlenül csökkenti az anyagcsere- és érrendszeri rendellenességeket, és gyulladáscsökkentő adipokinként működik ((27), (28) ). Az adiponektin fiziológiás koncentrációjával kezelt inzulinrezisztens egerekben a glükóz tolerancia javult és az inzulin rezisztencia csökkent (29). Azt is megállapították, hogy amikor sovány egereknek adiponektint injekcióztak magas zsírtartalmú és magas cukortartalmú étrenddel, a plazma glükóz-, szabad zsírsav- és triacil-glicerin-koncentrációja étkezés utáni növekedése alacsonyabb volt ((29)). Eredményeink azt mutatják, hogy a szénhidrátok fogyasztása többnyire vacsoránál növeli az adiponektin szintet, összehasonlítva a szokásos kontroll étrenddel, ami javítja az inzulinrezisztenciát, a metabolikus szindróma profilját és a gyulladásos állapotot.

Összességében kimutattuk az éhség/jóllakottság állapotának javulását, a testsúlycsökkenés folyamatának kitartását, a jobb antropometriai eredményeket, a jobb inzulinérzékenységet, a metabolikus szindróma paramétereinek javulását, kevesebb gyulladást és hormonális változást az egyszerű szénhidrát-manipuláció után. Eredményeink tudományos alapot szolgáltatnak olyan étrendi alternatívák felvetéséhez, amelyek előnyösek lehetnek az elhízásban, inzulinrezisztenciában és metabolikus szindrómában szenvedő emberek számára, és nehézségekkel küzdenek a fogyókúra hosszú távú fenntartásában. További kutatások szükségesek annak megerősítésére és tisztázására, hogy ez a viszonylag egyszerű diétás megközelítés miként növeli a jóllakottságot, jobb antropometriai eredményekhez vezet és jobb anyagcsere-választ ér el, mint egy hagyományosabb étrendi megközelítés.

ELISMERÉS

Ezt a tanulmányt a Meuhedet Medical Services, Izrael, az Izraeli Rendőrség, a Kaplan Orvosi Központ, a Rehovot, Izrael, az Izraeli Diabetes Szövetség és az Izraeli Tüdő- és Tuberkulózis Egyesület támogatta. Köszönjük a vizsgálatban részt vett rendőröknek és rendőrasszonyoknak. Köszönetet mondunk az izraeli rendőrség Tel-Aviv körzetének egészségügyi és laboratóriumi személyzetének és parancsnokainak is. Köszönetet mondunk az izraeli Meuhedet Medical Services vezetőségének és laboratóriumának.

KÖZZÉTÉTEL

A szerzők nem jelentettek összeférhetetlenséget.