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

Intermittent fasting regimes, in het bijzonder alternate day fasting (ADF) protocollen, hebben aanzienlijk aan populariteit gewonnen in het afgelopen decennium. Bij afwisselend vasten wordt op een vastendag 25% van de energiebehoefte geconsumeerd, afgewisseld met een voedendag waarop ad libitum wordt gegeten. Er is slechts een handvol studies uitgevoerd om de effecten van ADF op het lichaamsgewicht en de risicovermindering van coronaire hartziekten (CHD) te testen, en bijna al deze studies zijn uitgevoerd bij zwaarlijvige populaties (BMI 30-39,9 kg/m2). De resultaten van deze eerste onderzoeken wijzen erop dat ADF effectief is voor gewichtsverlies (5-6% reductie in lichaamsgewicht) en verlies van viscerale vetmassa (5-7 cm reductie in tailleomtrek) in 8-12 weken behandeling. Deze rapporten suggereren ook dat ADF kan helpen bij het behoud van vetvrije massa bij zwaarlijvige personen. Naast deze gunstige veranderingen in de lichaamssamenstelling zijn er ook verbeteringen in het risico op hart- en vaatziekten geconstateerd. Zo worden bij kortdurende ADF (8-12 weken) vaak dalingen in LDL-cholesterolconcentraties (20-25%), triacylglycerolconcentraties (15-30%) en toenames in LDL-deeltjesgrootte waargenomen. Gunstige veranderingen in bloeddruk en adipokineprofiel (d.w.z. toename van adiponectine, en afname van leptine en resistine) zijn ook gemeld. Al met al suggereert dit voorlopige werk dat ADF effectief kan zijn voor gewichtsverlies en CHD-risicovermindering bij volwassenen met overgewicht.

Een belangrijke vraag die onopgelost blijft, is of de gunstige effecten van ADF ook kunnen worden waargenomen bij populaties met een normaal gewicht en overgewicht. Slechts twee studies bij mensen hebben het effect van ADF op lichaamsgewicht en CHD-risico bij niet-obese personen getest. In een studie van Heilbronn e.a. namen mannen en vrouwen met een normaal gewicht (BMI 23 kg/m2) gedurende 3 weken deel aan een ADF-regime. Het lichaamsgewicht daalde met 2% ten opzichte van de uitgangswaarde, terwijl de triacylglycerolconcentraties alleen bij mannen daalden. In tegenstelling tot deze bevindingen toonden Halberg et al. geen verandering in lichaamsgewicht aan na 2 weken ADF bij mannen met overgewicht (BMI 26 kg/m2). Hoewel deze onderzoeken de basis vormen, zijn ze beperkt door hun korte duur (2-3 weken) en het ontbreken van een controlegroep. Daarom is een langer durende studie (12 weken) met een controlegroep gerechtvaardigd.

De huidige studie onderzocht het effect van ADF op lichaamsgewicht, lichaamssamenstelling en CHD risicoparameters bij volwassenen met zowel normaal gewicht als overgewicht in een 12 weken durende gerandomiseerde gecontroleerde voedingsstudie. De hypothese was dat ADF het lichaamsgewicht en het CHD-risico zou verminderen bij deelnemers met normaal gewicht en overgewicht, in vergelijking met controles.

Onderwerpen en methoden

Onderwerpen

Onderwerpen werden gerekruteerd uit de omgeving van Chicago door middel van advertenties geplaatst rond de Universiteit van Illinois, Chicago campus. In totaal 107 personen toonden belangstelling voor de studie, maar slechts 32 werden gerekruteerd om deel te nemen na screening via een voorafgaande vragenlijst en BMI-beoordeling (figuur 1). De inclusiecriteria waren als volgt: BMI tussen 20 en 29,9 kg/m2; leeftijd tussen 35 en 65 jaar; premenopauzaal of postmenopauzaal (afwezigheid van de menstruatie gedurende meer dan 2 jaar); licht actief (< 3 uur/week lichte intensiteit lichaamsbeweging op 2,5 tot 4.0 metabolische equivalenten (MET’s) gedurende 3 maanden voorafgaand aan de studie); gewicht stabiel gedurende 3 maanden voorafgaand aan het begin van de studie (< 4 kg gewichtsverlies of gewichtstoename); niet-diabetisch; geen voorgeschiedenis van hart- en vaatziekten; niet roker; en geen gewichtsverlies, lipide- of glucoseverlagende medicatie gebruikend. Het experimentele protocol werd goedgekeurd door de University of Illinois, Chicago, Office for the Protection of Research Subjects, en alle deelnemers aan het onderzoek gaven schriftelijk hun geïnformeerde toestemming om deel te nemen aan de proef. Het onderzoeksprotocol was in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki.

Stroomdiagram van de studie. ADF: Alternate day fasting.

Study design

Experimentele opzet

Een 12 weken durende, gerandomiseerde, gecontroleerde, parallel-arm voedingsproef werd uitgevoerd als middel om de studiedoelen te testen. Proefpersonen werden gerandomiseerd door KAV door middel van een gestratificeerde aselecte steekproef. De proefpersonen werden eerst verdeeld in strata op basis van geslacht (M/V), leeftijd (35-50 jaar/51-65 jaar), en BMI (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2), en vervolgens werden de proefpersonen uit elk stratum 1:1 gerandomiseerd naar ofwel de ADF- ofwel de controlegroep (figuur 1).

Dieetprotocol

Tijdens de dieetinterventieperiode consumeerden ADF-proefpersonen 25% van hun basisenergiebehoefte op de vastendag (24 uur), en aten vervolgens ad libitum op elke afwisselende voedseldag (24 uur). De energiebehoefte van elke proefpersoon werd bepaald met behulp van de Mifflin-vergelijking. De voeder- en vastendagen begonnen elke dag om middernacht, en alle maaltijden op de vastendag werden tussen 12.00 uur en 14.00 uur genuttigd om ervoor te zorgen dat elke proefpersoon dezelfde duur van vasten onderging. ADF-proefpersonen kregen op elke vastendag een maaltijd (variërend van 400-600 kcal), en aten thuis ad libitum op de voedseldag. Alle ADF vastendagmaaltijden werden bereid in de metabole keuken van het Human Nutrition Research Center (HNRU) aan de Universiteit van Illinois, Chicago. De vastendagmaaltijden werden verstrekt als een 3-daags roulerend menu, en waren samengesteld op basis van de richtlijnen van de American Heart Association (AHA) (30% kcal uit vet, 15% kcal uit eiwit, 55% kcal uit koolhydraten). Alle maaltijden werden buiten het onderzoekscentrum genuttigd. ADF proefpersonen mochten energievrije dranken, thee, koffie en suikervrije kauwgom consumeren, en werden aangemoedigd om veel water te drinken. Controlepersonen mochten elke dag ad libitum eten, en kregen geen maaltijden uit het onderzoekscentrum.

Bloedafnameprotocol

Twaalf uur vasten bloedmonsters werden verzameld tussen 6.00 uur en 9.00 uur op de basislijn (week 1) en na de behandeling (week 12). Deelnemers werden geïnstrueerd om lichaamsbeweging, alcohol en koffie te vermijden gedurende 24 uur voor elk bezoek. Het bloed werd gedurende 15 minuten bij 520 × g en 4°C gecentrifugeerd om het plasma van de RBC’s te scheiden, en werd bij -80°C bewaard tot het werd geanalyseerd.

Analyses

Energie-inname op voedings- en vastendagen

Tijdens de 12 weken durende dieetinterventie werden de proefpersonen in de ADF-groep geïnstrueerd om alleen de voedingsmiddelen te eten die op elke vastendag werden verstrekt. Om de energie-inname op de vastendagen te beoordelen, werd de ADF-ers gevraagd om alle extra geconsumeerde voedingsmiddelen (d.w.z. die niet werden verstrekt) te rapporteren met behulp van een “Extra voedingslogboek”. Bovendien werd de proefpersonen opgedragen alle overgebleven etenswaren naar het HNRU terug te brengen voor weging. Om de energie-inname op de voedseldagen te beoordelen, werd aan de ADF- en controlepersonen gevraagd om een 3-daags voedingslogboek in te vullen op 2 voedseldagen in de week en op 1 voedseldag in het weekend, in week 1 en 12. Op de basislijn gaf de onderzoeksdiëtist 15 minuten instructie aan alle deelnemers over het invullen van de voedingsregisters. Deze instructies bestonden uit mondelinge informatie en gedetailleerde handleidingen over hoe de portiegrootte moest worden geschat en hoe de voedingsmiddelen voldoende gedetailleerd moesten worden genoteerd om een nauwkeurige schatting van de voedselinname te verkrijgen. Alle voedingsinformatie uit de voedingslogboeken werd ingevoerd in het voedingsanalyseprogramma Nutritionist Pro (versie 5, Axxya Systems, Stafford, TX) om de energie-inname te bepalen.

Honger, tevredenheid en volheid

Een gevalideerde visuele analoge schaal (VAS) werd gebruikt om honger, volheid en tevredenheid met het ADF dieet te meten. De schaal werd ingevuld op 3 vastendagen (voor het slapengaan) in week 1 en 12. In het kort bestond de VAS uit lijnen van 100 mm, en de proefpersonen werd gevraagd een verticale markering over de lijn te maken die overeenkwam met hun gevoel van 0 (helemaal niet) tot 100 (zeer) voor honger, tevredenheid of verzadiging. Kwantificering werd uitgevoerd door het meten van de afstand van het linkeruiteinde van de lijn tot de verticale markering.

Gewichtsverlies en lichaamssamenstelling

Het lichaamsgewicht werd aan het begin van elke week zonder schoenen en in lichte kleding tot op 0,25 kg nauwkeurig gemeten met behulp van een evenwichtsbalkweegschaal op het HNRU (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). De BMI werd gemeten in kg/m2. De lichaamssamenstelling (vetmassa en vetvrije massa) werd gemeten met behulp van dual x-ray absorptiometrie (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc, Waltham, MA).

Lipide coronaire hartziekte risicofactoren

Plasma totaal cholesterol, HDL-cholesterol, en triacylglycerol concentraties werden in tweevoud gemeten met behulp van enzymatische kits (Biovision Inc., Moutainview, CA) op week 1 en 12. De concentratie van LDL-cholesterol werd berekend met behulp van de Friedewald, Levy en Fredrickson vergelijking. De grootte van de LDL-deeltjes werd gemeten door lineaire polyacrylamide gelelektroforese (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, VS) op week 1 en 12 . Hoge-resolutie 3% polyacrylamide gel buizen werden gebruikt voor elektroforese. Kort gezegd werd 25 pl monster gemengd met 200 pl vloeibare laadgel met Soedan zwart, en toegevoegd aan de gel buisjes. Na fotopolymerisatie bij kamertemperatuur gedurende 30 min werden de monsters gedurende 1 uur geëlektroforeerd (3 mA/gelbuisje). Lipoware-computersoftware (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) werd vervolgens gebruikt om LDL te verdelen in kleine (<255 Å), middelgrote (255-260 Å) en grote (>260 Å) deeltjes, en om de gemiddelde LDL-deeltjesgrootte te bepalen. De intra-assay variatiecoëfficiënten (CV) voor totaal cholesterol, HDL-cholesterol, triacylglycerol, en LDL-deeltjesgrootte waren respectievelijk 3,6%, 4,8%, 2,5%, en 4,1%.

Non-lipide coronaire hartziekten risicofactoren

Alle metingen werden gedaan op week 1 en 12. De bloeddruk werd in drievoud gemeten terwijl de proefpersoon zat na een rustperiode van 10 minuten. C-reactieve proteïne (CRP) werd in tweevoud gemeten met behulp van Immulite 1000 High Sensitivity CRP kits (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Plasma homocysteïne metingen werden in tweevoud uitgevoerd met behulp van HPLC met fluorometrische detectie. Adiponectine, leptine en resistine werden gemeten met behulp van ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). De intra-assay variatiecoëfficiënten (CV) voor CRP, homocysteïne, adiponectine, leptine en resistine bedroegen respectievelijk 5,0%, 4,3%, 3,3%, 3,0% en 4,7%.

Statistieken

Resultaten worden gepresenteerd als gemiddelden ± standaardfout van het gemiddelde (SEM). Tests op normaliteit werden in het model opgenomen. Geen van de variabelen bleek niet normaal te zijn. Verschillen tussen groepen bij aanvang werden getest met een onafhankelijke steekproef t-test. Veranderingen binnen de groep van week 1 tot 12 werden getoetst met een gepaarde t-toets. Verschillen tussen groepen werden getoetst met een onafhankelijke steekproeven t-toets. De steekproefgrootte werd berekend uitgaande van een verandering van 10% in LDL-cholesterolconcentraties in de ADF-groep, met een power van 80% en een alfa-risico van 5%. P-waarden van < 0,05 werden als significant beschouwd. De gegevens werden geanalyseerd met behulp van SPSS-software (versie 21.0 voor Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).