Vaihtuvan päivän paastoaminen painonpudotukseen normaalipainoisilla ja ylipainoisilla henkilöillä: satunnaistettu kontrolloitu koe

Väliaikaiset paastoamisohjelmat, erityisesti vuorokausipäivän paastoprotokollat, ovat saavuttaneet huomattavan suuren suosion kuluneen vuosikymmenen aikana. Vuorokausipaasto sisältää ”paastopäivän”, jolloin yksilöt kuluttavat 25 % energiantarpeesta, vuorotellen ”ruokintapäivän” kanssa, jolloin koehenkilöt syövät ad libitum . ADF-ruokapäivän vaikutuksia ruumiinpainoon ja sepelvaltimotaudin (CHD) riskin pienenemiseen on tutkittu vain muutamissa tutkimuksissa, ja lähes kaikki näistä tutkimuksista on tehty lihavilla väestöillä (BMI 30-39,9 kg/m2 ). Näiden ensimmäisten tutkimusten tulokset osoittavat, että ADF on tehokas laihdutuskeino (5-6 %:n vähennys kehon painossa) ja viskeraalisen rasvan massan väheneminen (5-7 cm:n vähennys vyötärönympäryksessä) 8-12 viikon hoidossa. Nämä raportit viittaavat myös siihen, että ADF voi auttaa säilyttämään vähärasvaisen massan lihavilla henkilöillä . Näiden suotuisten kehonkoostumusmuutosten lisäksi on havaittu myös CHD-riskin paranemista. Lyhytaikaisessa ADF-hoidossa (8-12 viikkoa) on usein havaittu esimerkiksi LDL-kolesterolipitoisuuksien (20-25 %) ja triasyyliglyserolipitoisuuksien (15-30 %) vähenemistä sekä LDL-hiukkasten koon suurenemista. Myös verenpaineessa ja adipokiiniprofiilissa (eli adiponektiinin lisääntymisessä ja leptiini- ja resistiinipitoisuuksien vähenemisessä) on havaittu suotuisia muutoksia. Kaiken kaikkiaan nämä alustavat tulokset viittaavat siihen, että ADF voi olla tehokas keino laihtua ja vähentää CHD-riskiä lihavilla aikuisilla.

Tärkeä kysymys, joka on vielä ratkaisematta, on se, voidaanko ADF:n suotuisia vaikutuksia havaita myös normaalipainoisissa ja ylipainoisissa väestöissä. Vain kahdessa ihmistutkimuksessa on testattu ADF:n vaikutusta kehon painoon ja CHD-riskiin ei-lihavilla henkilöillä. Heilbronnin ja muiden tekemässä tutkimuksessa normaalipainoiset miehet ja naiset (BMI 23 kg/m2 ) osallistuivat ADF-hoitoon kolmen viikon ajan. Kehon paino laski 2 % lähtötilanteesta, kun taas triasyyliglyserolipitoisuudet laskivat vain miehillä. Päinvastoin kuin nämä havainnot, Halberg ym. osoittivat, että ylipainoisten miesten (BMI 26 kg/m2 ) ruumiinpaino ei muuttunut kahden viikon ADF-hoidon jälkeen. Vaikka nämä tutkimukset luovat jonkin verran pohjatyötä, niitä rajoittaa niiden lyhyt kesto (2-3 viikkoa) ja kontrolliryhmän puuttuminen. Näin ollen pidempiaikainen tutkimus (12 viikkoa), jossa käytetään kontrolliryhmää, on hyvin perusteltu.

Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin ADF:n vaikutusta kehon painoon, kehonkoostumukseen ja CHD-riskiparametreihin sekä normaalipainoisilla että ylipainoisilla aikuisilla 12 viikkoa kestäneessä satunnaistetussa kontrolloidussa ruokintakokeessa. Hypoteesimme, että ADF vähentäisi normaalipainoisilla ja ylipainoisilla osallistujilla kehonpainoa ja CHD-riskiä kontrolliryhmiin verrattuna.

Koehenkilöt ja menetelmät

Koehenkilöt

Koehenkilöt rekrytoitiin Chicagon alueelta Illinoisin yliopiston Chicagon kampuksen ympärille sijoitettujen mainosten avulla. Yhteensä 107 henkilöä ilmaisi kiinnostuksensa tutkimusta kohtaan, mutta vain 32 rekrytoitiin osallistumaan tutkimukseen sen jälkeen, kun heidät oli seulottu alustavan kyselylomakkeen ja BMI-arvioinnin avulla (kuva 1). Sisäänottokriteerit olivat seuraavat: BMI 20-29,9 kg/m2 ; ikä 35-65 vuotta; premenopausaalinen tai postmenopausaalinen (kuukautisten puuttuminen yli kahteen vuoteen); kevyesti aktiivinen (< 3 tuntia viikossa kevyttä liikuntaa 2,5-4 tuntia viikossa).0 metabolista ekvivalenttia (MET) 3 kuukauden ajan ennen tutkimusta); painon pysyminen vakaana 3 kuukauden ajan ennen tutkimuksen alkua (< 4 kg:n painonlasku tai painonnousu); ei-diabeetikko; ei aiempia sydän- ja verisuonitauteja; tupakoimattomuus; eikä painonpudotus-, lipidi- tai glukoosia alentavia lääkkeitä. Illinoisin yliopiston Chicagon tutkimushenkilöiden suojelutoimisto hyväksyi tutkimussuunnitelman, ja kaikki tutkimukseen osallistujat antoivat kirjallisen tietoon perustuvan suostumuksensa tutkimukseen osallistumiseen. Tutkimusprotokolla oli Helsingin julistuksen mukainen.

Tutkimuksen vuokaavio. ADF: Alternate day fasting.

Tutkimusasetelma

Kokeellinen asetelma

Tutkimustavoitteiden testaamiseksi toteutettiin 12 viikkoa kestänyt satunnaistettu, kontrolloitu, rinnakkaislohkoinen ruokintakoe. Koehenkilöt satunnaistettiin KAV:n toimesta ositetun satunnaisotoksen avulla. Koehenkilöt jaettiin ensin ositteisiin sukupuolen (M/F), iän (35-50 v/51-65 v) ja BMI:n (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2) perusteella, minkä jälkeen kunkin ositteen koehenkilöt satunnaistettiin 1:1 joko ADF- tai kontrolliryhmään (kuva 1).

Ruokavalioprotokolla

Ruokavaliointerventiojakson aikana ADF-koehenkilöt nauttivat 25 % perusenergiantarpeestaan paastopäivänä (24 h) ja söivät sitten ad libitum jokaisena vuorottelevana ruokintapäivänä (24 h). Kunkin koehenkilön energiantarve määritettiin Mifflinin yhtälön avulla. Ruokinta- ja paastopäivät alkoivat joka päivä keskiyöllä, ja kaikki paastopäivän ateriat nautittiin klo 12.00 ja 14.00 välisenä aikana, jotta varmistettiin, että jokainen koehenkilö paastosi yhtä kauan. ADF-koehenkilöt saivat aterioita jokaisena paastopäivänä (400-600 kcal) ja söivät ad libitum kotona ruokintapäivänä. Kaikki ADF-paastopäivän ateriat valmistettiin Chicagon Illinoisin yliopiston Human Nutrition Research Centerin (HNRU) metabolisessa keittiössä. Paastopäivän ateriat tarjottiin kolmen päivän kiertävänä ruokalistana, ja ne laadittiin American Heart Associationin (AHA) ohjeiden mukaisesti (30 % kcal rasvasta, 15 % kcal proteiinista, 55 % kcal hiilihydraateista) . Kaikki ateriat nautittiin tutkimuskeskuksen ulkopuolella. ADF-henkilöt saivat käyttää energiattomia juomia, teetä, kahvia ja sokeritonta purukumia, ja heitä kannustettiin juomaan runsaasti vettä. Kontrollihenkilöt saivat syödä ad libitum joka päivä, eikä heille tarjottu aterioita tutkimuskeskuksesta.

Verenkeruuprotokolla

Kahdentoista tunnin paastoverinäytteet kerättiin kello 6.00 ja 9.00 välisenä aikana lähtötilanteessa (viikko 1) ja hoidon jälkeen (viikko 12). Osallistujia ohjeistettiin välttämään liikuntaa, alkoholia ja kahvia 24 tunnin ajan ennen kutakin käyntiä. Veri sentrifugoitiin 15 minuutin ajan 520 × g:ssa ja 4 °C:ssa plasman erottamiseksi RBC:stä, ja se säilytettiin -80 °C:ssa analyyseihin asti.

Analyysit

Energiansaanti rehu- ja paastopäivinä

12-viikkoisen ruokavaliointervention aikana ADF-ryhmään kuuluvia koehenkilöitä ohjeistettiin syömään vain kulloisenkin paastopäivän aikana tarjottuja ruokia. Energiansaannin arvioimiseksi paastopäivinä ADF-koehenkilöitä pyydettiin ilmoittamaan kaikki ylimääräiset nautitut elintarvikkeet (eli ne, joita ei ollut tarjottu) ”ylimääräisen ruokapäiväkirjan” avulla. Lisäksi koehenkilöitä ohjeistettiin palauttamaan kaikki ylijääneet elintarvikkeet HNRU:lle punnittavaksi. Energiansaannin arvioimiseksi ruokintapäivinä ADF- ja kontrollihenkilöitä pyydettiin täyttämään kolmen päivän ruokapäiväkirja kahtena ruokintapäivänä viikolla ja yhtenä ruokintapäivänä viikonloppuna viikolla 1 ja 12. ADF- ja kontrollihenkilöitä pyydettiin täyttämään kolmen päivän ruokapäiväkirja viikon 1 ja 12 aikana. Lähtötilanteessa tutkimusruokavalioasiantuntija opasti kaikkia osallistujia 15 minuutin ajan ruokapäiväkirjojen täyttämisessä. Näihin ohjeisiin sisältyi suullista tietoa ja yksityiskohtaisia viiteoppaita siitä, miten arvioida annoskokoja ja kirjata ruoka-aineita riittävän yksityiskohtaisesti, jotta ravinnon saannista saataisiin tarkka arvio. Kaikki ruokapäiväkirjoista/rekistereistä saadut ruokavaliotiedot syötettiin ruoka-analyysiohjelmaan Nutritionist Pro (versio 5, Axxya Systems, Stafford, TX) energiansaannin arvioimiseksi.

Nälkä, tyytyväisyys ja kylläisyys

Validoitua visuaalista analogia-asteikkoa (VAS, Visual Analog Scale) käytettiin mittaamaan näläntunnetta, kylläisyyttä ja tyytyväisyyttä ADF-ruokavalioon . Asteikko täytettiin kolmena paastopäivänä (ennen nukkumaanmenoa) viikolla 1 ja 12. Lyhyesti sanottuna VAS koostui 100 mm:n viivoista, ja koehenkilöitä pyydettiin tekemään pystysuora merkki viivan poikki, joka vastasi heidän tunteitaan 0:sta (ei lainkaan) 100:aan (erittäin) nälän, tyytyväisyyden tai kylläisyyden osalta. Kvantifiointi suoritettiin mittaamalla etäisyys viivan vasemmasta päästä pystysuoraan merkkiin.

Painonpudotus ja kehonkoostumus

Kehonpaino arvioitiin 0,25 kg:n tarkkuudella jokaisen viikon alussa ilman kenkiä ja kevyessä vaatetuksessa HNRU:n vaakapalkkivaakalla (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). BMI arvioitiin muodossa kg/m2. Kehon koostumus (rasvamassa ja rasvaton massa) mitattiin kaksoisröntgenabsorptiometrialla (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc., Hologic, Waltham, MA).

Lipidiset sepelvaltimotaudin riskitekijät

Plasman kokonaiskolesteroli-, HDL-kolesteroli- ja triasyyliglyserolipitoisuudet mitattiin kahtena kappaleena entsymaattisilla sarjoilla (Biovision Inc., Moutainview, CA) viikolla 1 ja 12. LDL-kolesterolipitoisuus laskettiin Friedewaldin, Levyn ja Fredricksonin yhtälön avulla. LDL-hiukkaskoko mitattiin lineaarisella polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, USA) viikolla 1 ja 12 . Elektroforeesissa käytettiin korkearesoluutioisia 3 prosentin polyakryyliamidigeeliputkia. Lyhyesti sanottuna 25 μl näytettä sekoitettiin 200 μl:aan nestemäistä latausgeeliä, joka sisälsi Sudan-mustaa, ja lisättiin geeliputkiin. Kun näytteitä oli fotopolymerisoitu huoneenlämmössä 30 minuutin ajan, niitä elektroforeerattiin 1 tunnin ajan (3 mA/geeliputki). Lipoware-tietokoneohjelmistoa (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) käytettiin sen jälkeen LDL:n jakamiseen pieniin (<255 Å), keskisuuriin (255-260 Å) ja suuriin (>260 Å) hiukkasiin sekä LDL:n keskimääräisen hiukkaskoon arviointiin. Tutkimuksen sisäiset variaatiokertoimet (CV) kokonaiskolesterolin, HDL-kolesterolin, triasyyliglyserolin ja LDL-hiukkaskoon osalta olivat 3,6 %, 4,8 %, 2,5 % ja 4,1 %.

Ei lipidien sepelvaltimotaudin riskitekijät

Kaikki mittaukset tehtiin viikolla 1 ja 12. Verenpaine mitattiin kolmena kappaleena koehenkilön ollessa istuma-asennossa 10 minuutin levon jälkeen. C-reaktiivinen proteiini (CRP) mitattiin kahtena kappaleena Immulite 1000 High Sensitivity CRP -kitillä (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Plasman homokysteiinimittaukset tehtiin kahtena kappaleena HPLC:llä, jossa oli fluorometrinen osoitus. Adiponektiini, leptiini ja resistiini mitattiin ELISA-testillä (R&D Systems, Minneapolis, MN). CRP:n, homokysteiinin, adiponektiinin, leptiinin ja resistiinin tutkimussisäiset variaatiokertoimet (CV) olivat vastaavasti 5,0 %, 4,3 %, 3,3 %, 3,0 % ja 4,7 %.

Tilastot

Tulokset esitetään keskiarvoina ± keskiarvon keskivirhe (SEM). Normaalisuustestit otettiin mukaan malliin. Yhdenkään muuttujan ei todettu olevan epänormaali. Ryhmien väliset erot lähtötilanteessa testattiin riippumattomien otosten t-testillä. Ryhmän sisäiset muutokset viikosta 1 viikkoon 12 testattiin parittaisella t-testillä. Ryhmien väliset erot testattiin riippumattomien otosten t-testillä. Otoskoko laskettiin olettaen, että LDL-kolesterolipitoisuuksissa tapahtui 10 prosentin muutos ADF-ryhmässä, kun teho oli 80 % ja alfariski 5 %. P-arvoja < 0,05 pidettiin merkitsevinä. Tiedot analysoitiin käyttämällä SPSS-ohjelmistoa (versio 21.0 for Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).