Alternate day fasting for weight loss in normal weight and overweight subjects: a randomized controlled trial

Intermittent fasting regimer, især alternate day fasting (ADF) protokoller, har vundet betydelig popularitet i det seneste årti. Alternate day fasting involverer en “fastedag”, hvor individer forbruger 25% af energibehovet, vekslende med en “foderdag”, hvor emnerne spiser ad libitum . Kun en håndfuld undersøgelser er blevet udført for at teste virkningerne af ADF på kropsvægt og reduktion af risikoen for koronar hjertesygdom (CHD), og næsten alle disse undersøgelser er blevet gennemført i overvægtige befolkninger (BMI 30-39,9 kg/m2) . Resultaterne fra disse første forsøg viser, at ADF er effektiv med hensyn til vægttab (5-6 % reduktion af kropsvægten) og tab af visceral fedtmasse (5-7 cm reduktion af taljeomfanget) i 8-12 ugers behandling . Disse rapporter tyder også på, at ADF kan bidrage til at bevare magert masse hos overvægtige personer . Ud over disse gunstige ændringer i kropssammensætningen er der også blevet konstateret forbedringer i CHD-risikoen. F.eks. er der ofte observeret fald i LDL-kolesterolkoncentrationer (20-25 %), triacylglycerolkoncentrationer (15-30 %) og stigninger i LDL-partikelstørrelse ved kortvarig ADF (8-12 uger) . Der er også rapporteret om gavnlige ændringer i blodtrykket og adipokinprofilen (dvs. stigninger i adiponectin og fald i leptin og resistin) . Samlet set tyder dette foreløbige arbejde på, at ADF kan være effektivt til vægttab og reduktion af risikoen for KOL hos overvægtige voksne.

Et vigtigt spørgsmål, der fortsat er uafklaret, er, om de gunstige virkninger af ADF også kan observeres i normalvægtige og overvægtige befolkningsgrupper. Kun to undersøgelser på mennesker har testet effekten af ADF på kropsvægt og CHD-risiko hos ikke-obese forsøgspersoner. I en undersøgelse af Heilbronn et al. deltog normalvægtige mænd og kvinder (BMI 23 kg/m2) i en ADF-kur i 3 uger. Kropsvægten faldt med 2 % i forhold til baseline, mens triacylglycerolkoncentrationerne kun faldt hos mænd . I modsætning til disse resultater påviste Halberg et al. ingen ændring i kropsvægt efter 2 ugers ADF hos overvægtige mænd (BMI 26 kg/m2). Selv om disse forsøg lægger et vist grundlag, er de begrænset af deres korte varighed (2-3 uger) og deres mangel på en kontrolgruppe. Som sådan er et længerevarende forsøg (12 uger), der anvender en kontrolgruppe, velbegrundet.

Derfor undersøgte nærværende undersøgelse effekten af ADF på kropsvægt, kropssammensætning og CHD-risikoparametre hos både normalvægtige og overvægtige voksne i et 12 ugers randomiseret kontrolleret fodringsforsøg. Vi antog, at ADF ville reducere kropsvægten og CHD-risikoen hos normalvægtige og overvægtige deltagere sammenlignet med kontroller.

Personer og metoder

Personer

Personer blev rekrutteret fra Chicago-området ved hjælp af reklamer placeret omkring University of Illinois, Chicago-campus. I alt 107 personer udtrykte interesse for undersøgelsen, men kun 32 blev rekrutteret til at deltage efter screening via et indledende spørgeskema og BMI-vurdering (figur 1). Inklusionskriterierne var som følger: BMI mellem 20 og 29,9 kg/m2; alder mellem 35 og 65 år; præmenopausal eller postmenopausal (fravær af menstruation i mere end 2 år); let aktiv (< 3 timer/uge med let intens træning ved 2,5 til 4.0 metaboliske ækvivalenter (MET) i 3 måneder før undersøgelsen); vægtstabil i 3 måneder før undersøgelsens begyndelse (< 4 kg vægttab eller vægtøgning); ikke-diabetiker; ingen historie med hjerte-kar-sygdomme; ikke-ryger; ikke ryger; og ikke tager vægttab, lipid- eller glukosesænkende medicin. Forsøgsprotokollen blev godkendt af University of Illinois, Chicago, Office for the Protection of Research Subjects, og alle forskningsdeltagere gav deres skriftlige informerede samtykke til at deltage i forsøget. Forskningsprotokollen var i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen.

Studieflowdiagram. ADF: Alternate day fasting.

Studiedesign

Eksperimentelt design

Et 12-ugers, randomiseret, kontrolleret, parallelarmet fodringsforsøg blev gennemført som et middel til at teste undersøgelsens mål. Forsøgspersonerne blev randomiseret af KAV ved hjælp af en stratificeret tilfældig stikprøve. Forsøgspersonerne blev først opdelt i strata baseret på køn (M/F), alder (35-50 år/51-65 år) og BMI (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2), og derefter blev forsøgspersoner fra hvert stratum randomiseret 1:1 til enten ADF- eller kontrolgruppen (figur 1).

Diætprotokol

I løbet af kostinterventionsperioden indtog ADF-forsøgspersonerne 25 % af deres baseline-energibehov på fastedagen (24 timer) og spiste derefter ad libitum på hver vekslende foderdag (24 timer). Energibehovet for hver forsøgsperson blev bestemt ved hjælp af Mifflin-ligningen . Foder- og fastedagene begyndte hver dag ved midnat, og alle måltider på fastedagen blev indtaget mellem kl. 12.00 og 14.00 for at sikre, at hver forsøgsperson gennemgik den samme fasteperiode. ADF-forsøgspersonerne fik måltider på hver fastedag (fra 400-600 kcal) og spiste ad libitum i hjemmet på foderdagen. Alle måltider på ADF-fastedagen blev tilberedt i det metaboliske køkken i Human Nutrition Research Center (HNRU) på University of Illinois, Chicago. Fastedagsmåltider blev leveret som en 3-dages roterende menu og blev formuleret på grundlag af retningslinjerne fra American Heart Association (AHA) (30 % kcal fra fedt, 15 % kcal fra protein, 55 % kcal fra kulhydrat) . Alle måltider blev indtaget uden for forskningscentret. ADF-forsøgspersonerne fik lov til at indtage energifri drikkevarer, te, kaffe og sukkerfrit tyggegummi, og de blev opfordret til at drikke rigeligt med vand. Kontrolpersoner fik lov til at spise ad libitum hver dag og fik ikke måltider fra forskningscentret.

Blodindsamlingsprotokol

Tolv timers fastende blodprøver blev indsamlet mellem kl. 6.00 og 9.00 om morgenen ved baseline (uge 1) og efter behandlingen (uge 12). Deltagerne blev instrueret om at undgå motion, alkohol og kaffe i 24 timer før hvert besøg. Blodet blev centrifugeret i 15 minutter ved 520 × g og 4 °C for at adskille plasma fra RBC’er og blev opbevaret ved -80 °C, indtil det blev analyseret.

Analyser

Energieindtag på foder- og fastedage

Under den 12 ugers diætintervention blev forsøgspersoner i ADF-gruppen instrueret om kun at spise de fødevarer, der blev leveret på hver fastedag. For at vurdere energiindtaget på fastedagene blev ADF-forsøgspersonerne bedt om at rapportere eventuelle ekstra fødevarer, der blev indtaget (dvs. de fødevarer, der ikke blev givet), ved hjælp af en “ekstra fødevarelog”. Desuden blev forsøgspersonerne instrueret om at returnere eventuelle madrester til HNRU med henblik på vejning. For at vurdere energiindtaget på foderdagene blev ADF- og kontrolpersonerne bedt om at udfylde en 3-dages madoptegnelse på 2 foderdage i løbet af ugen og på 1 foderdag i weekenden i uge 1 og 12. Ved baseline gav forskningsdiætisten 15 minutters instruktion til alle deltagere om, hvordan de skulle udfylde madjournalerne. Disse instruktioner omfattede verbal information og detaljerede referencevejledninger om, hvordan man estimerer portionsstørrelser og registrerer fødevarerne tilstrækkeligt detaljeret til at opnå et nøjagtigt skøn over kostindtaget. Alle kostoplysninger fra madjournalerne/optegnelserne blev indtastet i madanalyseprogrammet Nutritionist Pro (version 5, Axxya Systems, Stafford, TX) for at vurdere energiindtaget.

Sult, tilfredshed og mæthed

En valideret visuel analog skala (VAS) blev brugt til at måle sult, mæthed og tilfredshed med ADF-diæten . Skalaen blev udfyldt på 3 faste dage (før sengetid) i uge 1 og 12. Kort fortalt bestod VAS’en af 100-mm-linjer, og forsøgspersonerne blev bedt om at lave et lodret mærke på tværs af linjen svarende til deres følelser fra 0 (slet ikke) til 100 (ekstremt) for sult, tilfredshed eller mæthed. Kvantificering blev udført ved at måle afstanden fra linjens venstre ende til den lodrette markering.

Vægttab og kropssammensætning

Kropsvægten blev vurderet med en nøjagtighed på 0,25 kg i begyndelsen af hver uge uden sko og i let tøj ved hjælp af en vægtbalkevægt på HNRU (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). BMI blev vurderet som kg/m2. Kropssammensætningen (fedtmasse og fedtfri masse) blev målt ved hjælp af dobbelt røntgenabsorptiometri (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc, Waltham, MA).

Lipid risikofaktorer for koronar hjertesygdom

Plasma totalkolesterol, HDL-kolesterol og triacylglycerolkoncentrationer blev målt i to eksemplarer ved hjælp af enzymatiske kits (Biovision Inc., Moutainview, CA) i uge 1 og 12. Koncentrationen af LDL-kolesterol blev beregnet ved hjælp af Friedewald, Levy og Fredrickson-ligningen. LDL-partikelstørrelsen blev målt ved lineær polyakrylamidgelelektroforese (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, USA) i uge 1 og 12 . Der blev anvendt højopløselige 3 % polyacrylamidgelrør til elektroforese. Kort fortalt blev 25 μL af prøven blandet med 200 μL flydende loading gel indeholdende Sudan black og tilsat til gelrørene. Efter fotopolymerisering ved stuetemperatur i 30 min. blev prøverne elektroforeset i 1 time (3 mA/gelrør). Lipoware-computersoftware (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) blev derefter anvendt til at opdele LDL i små (<255 Å), mellemstore (255-260 Å) og store (>260 Å) partikler og til at vurdere den gennemsnitlige LDL-partikelstørrelse . Intra-assay-variationskoefficienterne (CV) for totalkolesterol, HDL-kolesterol, triacylglycerol og LDL-partikelstørrelse var henholdsvis 3,6 %, 4,8 %, 2,5 % og 4,1 %.

Non-lipidiske risikofaktorer for koronar hjertesygdom

Alle målinger blev foretaget i uge 1 og 12. Blodtrykket blev målt i tre eksemplarer med forsøgspersonen i siddende stilling efter 10 minutters hvile. C-reaktivt protein (CRP) blev målt i to eksemplarer ved hjælp af Immulite 1000 High Sensitivity CRP-kits (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Plasmahomocysteinmålinger blev udført i to eksemplarer ved hjælp af HPLC med fluorometrisk detektion. Adiponectin, leptin og resistin blev målt ved hjælp af ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). Intra-assay-variationskoefficienterne (CV) for CRP, homocystein, adiponectin, leptin og resistin var henholdsvis 5,0 %, 4,3 %, 3,3 %, 3,0 % og 4,7 %.

Statistik

Resultaterne er præsenteret som gennemsnit ± standardfejl af middelværdien (SEM). Test for normalitet blev inkluderet i modellen. Ingen variabler blev fundet at være ikke normale. Forskelle mellem grupperne ved baseline blev testet ved hjælp af t-test for uafhængige stikprøver. Ændringer inden for grupperne fra uge 1 til 12 blev testet ved hjælp af en parret t-test. Forskelle mellem grupperne blev testet ved hjælp af en t-test for uafhængige stikprøver. Prøvestørrelsen blev beregnet under antagelse af en 10 % ændring i LDL-kolesterolkoncentrationerne i ADF-gruppen, med en effekt på 80 % og en alfa-risiko på 5 %. P-værdier på < 0,05 blev betragtet som signifikante. Data blev analyseret ved hjælp af SPSS-software (version 21.0 til Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).