Digiuno a giorni alterni per la perdita di peso in soggetti normopeso e sovrappeso: uno studio controllato randomizzato

I regimi di digiuno intermittente, in particolare i protocolli di digiuno a giorni alterni (ADF), hanno guadagnato notevole popolarità negli ultimi dieci anni. Il digiuno a giorni alterni prevede un “giorno di digiuno” in cui gli individui consumano il 25% del fabbisogno energetico, alternato a un “giorno di alimentazione” in cui i soggetti mangiano ad libitum. Solo una manciata di studi sono stati eseguiti per testare gli effetti dell’ADF sul peso corporeo e la riduzione del rischio di malattia coronarica (CHD), e quasi tutti questi studi sono stati intrapresi in popolazioni obese (BMI 30-39,9 kg/m2). I risultati di questi studi iniziali indicano che l’ADF è efficace per la perdita di peso (5-6% di riduzione del peso corporeo) e la perdita di massa grassa viscerale (5-7 cm di riduzione della circonferenza vita) in 8-12 settimane di trattamento. Questi rapporti suggeriscono anche che l’ADF può aiutare il mantenimento della massa magra negli individui obesi. Oltre a questi cambiamenti favorevoli della composizione corporea, sono stati notati anche miglioramenti nel rischio di CHD. Per esempio, le diminuzioni delle concentrazioni di colesterolo LDL (20-25%), le concentrazioni di triacilglicerolo (15-30%) e gli aumenti delle dimensioni delle particelle LDL sono spesso osservati con ADF a breve termine (8-12 settimane). Sono stati riportati anche cambiamenti benefici nella pressione sanguigna e nel profilo delle adipochine (cioè aumenti di adiponectina e diminuzioni di leptina e resistina). Nel complesso, questo lavoro preliminare suggerisce che l’ADF può essere efficace per la perdita di peso e la riduzione del rischio di CHD negli adulti obesi.

Un’importante questione che rimane irrisolta è se gli effetti favorevoli dell’ADF possono essere osservati anche in popolazioni di peso normale e sovrappeso. Solo due studi sull’uomo hanno testato l’effetto dell’ADF sul peso corporeo e sul rischio di CHD in soggetti non obesi. In uno studio di Heilbronn et al. , uomini e donne di peso normale (BMI 23 kg/m2) hanno partecipato a un regime di ADF per 3 settimane. Il peso corporeo è diminuito del 2% dal basale, mentre le concentrazioni di triacilglicerolo sono diminuite solo negli uomini. Contrariamente a questi risultati, Halberg et al. non hanno dimostrato alcun cambiamento nel peso corporeo dopo 2 settimane di ADF in uomini in sovrappeso (BMI 26 kg/m2). Mentre questi studi gettano le basi, sono limitati dalla loro breve durata (2-3 settimane) e dalla mancanza di un gruppo di controllo. Come tale, uno studio a più lungo termine (12 settimane) che impiega un gruppo di controllo è ben giustificato.

Di conseguenza, il presente studio ha esaminato l’effetto dell’ADF sul peso corporeo, la composizione corporea e i parametri di rischio CHD sia in adulti di peso normale che in sovrappeso in uno studio di alimentazione randomizzato e controllato di 12 settimane. Abbiamo ipotizzato che l’ADF avrebbe ridotto il peso corporeo e il rischio di CHD nei partecipanti normopeso e sovrappeso, rispetto ai controlli.

Soggetti e metodi

Soggetti

I soggetti sono stati reclutati nell’area di Chicago per mezzo di annunci collocati intorno alla University of Illinois, Chicago campus. Un totale di 107 individui ha espresso interesse per lo studio, ma solo 32 sono stati reclutati per partecipare dopo lo screening tramite un questionario preliminare e la valutazione del BMI (Figura 1). I criteri di inclusione erano i seguenti: BMI tra 20 e 29,9 kg/m2; età tra 35 e 65 anni; pre-menopausa o post-menopausa (assenza di mestruazioni per più di 2 anni); poco attivo (< 3 h/settimana di esercizio di intensità leggera a 2,5-4.0 equivalenti metabolici (MET) per 3 mesi prima dello studio); peso stabile per 3 mesi prima dell’inizio dello studio (< 4 kg di perdita di peso o aumento di peso); non diabetico; nessuna storia di malattia cardiovascolare; non fumatore; e non prendere perdita di peso, lipidi o glucosio – farmaci di riduzione. Il protocollo sperimentale è stato approvato dall’Università dell’Illinois, Chicago, Ufficio per la protezione dei soggetti di ricerca, e tutti i partecipanti alla ricerca hanno dato il loro consenso informato scritto a partecipare alla prova. Il protocollo di ricerca era conforme alla Dichiarazione di Helsinki.

Schema di flusso dello studio. ADF: Alternate day fasting.

Disegno dello studio

Disegno sperimentale

Una prova di alimentazione di 12 settimane, randomizzata, controllata, a bracci paralleli è stata attuata come mezzo per verificare gli obiettivi dello studio. I soggetti sono stati randomizzati da KAV tramite un campione casuale stratificato. I soggetti sono stati prima divisi in strati in base al sesso (M/F), all’età (35-50 anni/51-65 anni) e all’IMC (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2), e poi i soggetti di ogni strato sono stati randomizzati 1:1 nel gruppo ADF o in quello di controllo (Figura 1).

Protocollo alimentare

Durante il periodo di intervento dietetico, i soggetti ADF hanno consumato il 25% del loro fabbisogno energetico di base nel giorno di digiuno (24 h), e poi hanno mangiato ad libitum in ogni giorno di alimentazione alternata (24 h). Il fabbisogno energetico di ogni soggetto è stato determinato dall’equazione di Mifflin. I giorni di alimentazione e di digiuno sono iniziati a mezzanotte di ogni giorno, e tutti i pasti del giorno di digiuno sono stati consumati tra le 12.00 e le 14.00 per garantire che ogni soggetto fosse sottoposto alla stessa durata di digiuno. Ai soggetti ADF sono stati forniti dei pasti in ogni giorno di digiuno (da 400 a 600 kcal), e hanno mangiato ad libitum a casa nel giorno di alimentazione. Tutti i pasti del giorno di digiuno ADF sono stati preparati nella cucina metabolica dello Human Nutrition Research Center (HNRU) dell’Università dell’Illinois, Chicago. I pasti del giorno di digiuno sono stati forniti come un menu a rotazione di 3 giorni, e sono stati formulati in base alle linee guida dell’American Heart Association (AHA) (30% kcal da grassi, 15% kcal da proteine, 55% kcal da carboidrati). Tutti i pasti sono stati consumati fuori dal centro di ricerca. I soggetti ADF sono stati autorizzati a consumare bevande senza energia, tè, caffè e gomme senza zucchero, e sono stati incoraggiati a bere molta acqua. Ai soggetti di controllo è stato permesso di mangiare ad libitum ogni giorno, e non sono stati forniti i pasti dal centro di ricerca.

Protocollo di raccolta del sangue

I campioni di sangue a digiuno di dodici ore sono stati raccolti tra le 6.00 e le 9.00 al basale (settimana 1) e post-trattamento (settimana 12). I partecipanti sono stati istruiti ad evitare l’esercizio fisico, l’alcol e il caffè per 24 ore prima di ogni visita. Il sangue è stato centrifugato per 15 minuti a 520 × g e 4°C per separare il plasma dai globuli rossi ed è stato conservato a -80°C fino all’analisi.

Analisi

Assunzione di energia nei giorni di alimentazione e digiuno

Durante le 12 settimane di dieta, ai soggetti del gruppo ADF è stato chiesto di mangiare solo gli alimenti forniti in ogni giorno di digiuno. Per valutare l’assunzione di energia nei giorni di digiuno, ai soggetti ADF è stato chiesto di riportare tutti gli alimenti extra consumati (cioè quelli non forniti) utilizzando un “registro degli alimenti extra”. Inoltre, i soggetti sono stati istruiti a restituire qualsiasi avanzo di cibo all’HNRU per la pesatura. Per valutare l’assunzione di energia nei giorni di alimentazione, ai soggetti ADF e di controllo è stato chiesto di completare un registro alimentare di 3 giorni in 2 giorni di alimentazione durante la settimana e in 1 giorno di alimentazione durante il fine settimana, alla settimana 1 e 12. Al basale, il dietologo della ricerca ha fornito 15 minuti di istruzioni a tutti i partecipanti su come completare le registrazioni alimentari. Queste istruzioni comprendevano informazioni verbali e guide di riferimento dettagliate su come stimare le dimensioni delle porzioni e registrare gli alimenti in modo sufficientemente dettagliato per ottenere una stima accurata dell’assunzione di cibo. Tutte le informazioni dietetiche dai registri/registrazioni alimentari sono state inserite nel programma di analisi alimentare, Nutritionist Pro (versione 5, Axxya Systems, Stafford, TX) per valutare l’assunzione di energia.

Fame, soddisfazione e pienezza

Una scala analogica visiva (VAS) convalidata è stata utilizzata per misurare la fame, la pienezza e la soddisfazione con la dieta ADF. La scala è stata completata in 3 giorni di digiuno (prima di andare a letto) alla settimana 1 e 12. In breve, la VAS consisteva in linee di 100 mm, e ai soggetti è stato chiesto di fare un segno verticale sulla linea corrispondente alle loro sensazioni da 0 (per niente) a 100 (estremamente) per la fame, la soddisfazione o la pienezza. La quantificazione è stata eseguita misurando la distanza dall’estremità sinistra della linea al segno verticale.

Perdita di peso e composizione corporea

Il peso corporeo è stato valutato con l’approssimazione di 0,25 kg all’inizio di ogni settimana senza scarpe e in abiti leggeri usando una bilancia a bilanciere all’HNRU (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). Il BMI è stato valutato come kg/m2. La composizione corporea (massa grassa e massa libera di grasso) è stata misurata usando una doppia assorbimetria a raggi X (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc, Waltham, MA).

Fattori di rischio di malattia coronarica lipidica

Le concentrazioni di colesterolo totale, colesterolo HDL e triacilglicerolo nel plasma sono state misurate in duplicato usando kit enzimatici (Biovision Inc., Moutainview, CA) alla settimana 1 e 12. La concentrazione di colesterolo LDL è stata calcolata usando l’equazione di Friedewald, Levy e Fredrickson. La dimensione delle particelle LDL è stata misurata mediante elettroforesi lineare su gel di poliacrilammide (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, USA) alla settimana 1 e 12. Per l’elettroforesi sono stati utilizzati tubi di gel di poliacrilammide al 3% ad alta risoluzione. Brevemente, 25 μL di campione è stato mescolato con 200 μL di gel di carico liquido contenente Sudan nero, e aggiunto ai tubi di gel. Dopo la fotopolimerizzazione a temperatura ambiente per 30 minuti, i campioni sono stati elettroforesi per 1 ora (3 mA / tubo gel). Il software Lipoware (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) è stato quindi utilizzato per dividere le LDL in particelle piccole (<255 Å), medie (255-260 Å) e grandi (>260 Å) e per valutare la dimensione media delle particelle LDL. I coefficienti di variazione intra-test (CV) per il colesterolo totale, il colesterolo HDL, il triacilglicerolo e le dimensioni delle particelle LDL erano rispettivamente 3,6%, 4,8%, 2,5% e 4,1%.

Fattori di rischio non lipidici della malattia coronarica

Tutte le misurazioni sono state effettuate alla settimana 1 e 12. La pressione sanguigna è stata misurata in triplicato con il soggetto in posizione seduta dopo un riposo di 10 minuti. La proteina C-reattiva (CRP) è stata misurata in duplicato usando i kit Immulite 1000 High Sensitivity CRP (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Le misurazioni dell’omocisteina plasmatica sono state effettuate in duplicato usando HPLC con rilevazione fluorometrica. Adiponectina, leptina e resistina sono state misurate tramite ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). I coefficienti di variazione intra-test (CV) per CRP, omocisteina, adiponectina, leptina e resistina erano 5,0%, 4,3%, 3,3%, 3,0% e 4,7%, rispettivamente.

Statistiche

I risultati sono presentati come media ± errore standard della media (SEM). I test di normalità sono stati inclusi nel modello. Nessuna variabile è risultata non normale. Le differenze tra i gruppi al basale sono state testate con il t-test a campioni indipendenti. I cambiamenti all’interno del gruppo dalla settimana 1 alla 12 sono stati testati con un t-test a coppie. Le differenze tra i gruppi sono state testate con un t-test a campioni indipendenti. La dimensione del campione è stata calcolata assumendo un cambiamento del 10% nelle concentrazioni di colesterolo LDL nel gruppo ADF, con una potenza dell’80% e un rischio alfa del 5%. Valori di P-valori di < 0,05 sono stati considerati significativi. I dati sono stati analizzati utilizzando il software SPSS (versione 21.0 per Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).