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

Intermittent fasting regimens, particularly alternate day fasting (ADF) protocols, have gained considerable popularity in the last decade. Alternatywne dni postu obejmują „dzień postu”, w którym osoby spożywają 25% zapotrzebowania energetycznego, na przemian z „dniem karmienia”, w którym osoby jedzą ad libitum. Przeprowadzono tylko kilka badań nad wpływem ADF na masę ciała i redukcję ryzyka choroby wieńcowej (CHD), a prawie wszystkie z nich dotyczyły osób otyłych (BMI 30-39,9 kg/m2). Wyniki tych wstępnych badań wskazują, że ADF jest skuteczny w utracie masy ciała (zmniejszenie masy ciała o 5-6%) i trzewnej masy tłuszczowej (zmniejszenie obwodu talii o 5-7 cm) w ciągu 8-12 tygodni leczenia. Raporty te sugerują również, że ADF może pomóc w utrzymaniu beztłuszczowej masy ciała u osób otyłych. Oprócz tych korzystnych zmian składu ciała, zauważono również poprawę w zakresie ryzyka CHD. Na przykład, spadek stężenia cholesterolu LDL (20-25%), stężenia triacylogliceroli (15-30%) i wzrost wielkości cząsteczek LDL są często obserwowane przy krótkotrwałym ADF (8-12 tygodni). Korzystne zmiany w ciśnieniu krwi i profilu adipokin (tj. wzrost adiponektyny i spadek leptyny i rezystyny) zostały również zgłoszone . Taken together, this preliminary work suggests that ADF may be effective for weight loss and CHD risk reduction in obese adults.

An important question that remains unresolved is whether the favorable effects of ADF can also be observed in normal weight and overweight populations. Tylko w dwóch badaniach na ludziach sprawdzono wpływ ADF na masę ciała i ryzyko CHD u osób bez otyłości. W badaniu przeprowadzonym przez Heilbronn i wsp. mężczyźni i kobiety o prawidłowej masie ciała (BMI 23 kg/m2) przez 3 tygodnie stosowali ADF. Masa ciała zmniejszyła się o 2% w stosunku do wartości wyjściowej, podczas gdy stężenie triacylogliceroli zmniejszyło się tylko u mężczyzn. W przeciwieństwie do tych wyników, Halberg i wsp. wykazali brak zmiany masy ciała po 2 tygodniach stosowania ADF u mężczyzn z nadwagą (BMI 26 kg/m2). Chociaż badania te stanowią pewne podstawy, są one ograniczone przez ich krótki czas trwania (2-3 tygodnie) i brak grupy kontrolnej. Jako takie, długoterminowe badanie (12 tygodni), które zatrudnia grupę kontrolną jest dobrze uzasadnione.

W związku z tym, obecne badanie badało wpływ ADF na masę ciała, skład ciała i parametry ryzyka CHD zarówno w normalnej masy ciała i nadwagi dorosłych w 12-tygodniowej randomizowanej kontrolowanej próby żywienia. Postawiliśmy hipotezę, że ADF zmniejszy masę ciała i ryzyko CHD u uczestników z prawidłową masą ciała i nadwagą, w porównaniu z grupą kontrolną.

Przedmioty i metody

Przedmioty

Przedmioty były rekrutowane z okolic Chicago za pomocą ogłoszeń umieszczanych wokół kampusu University of Illinois, Chicago. W sumie 107 osób wyraziło zainteresowanie badaniem, ale tylko 32 osoby zostały zakwalifikowane do udziału w badaniu po przeprowadzeniu wstępnej ankiety i oceny BMI (ryc. 1). Kryteria włączenia do badania były następujące: BMI między 20 a 29,9 kg/m2; wiek między 35 a 65 lat; stan przed menopauzą lub po menopauzie (brak miesiączki przez ponad 2 lata); mała aktywność fizyczna (< 3 h/tydzień ćwiczeń o lekkiej intensywności przy 2,5 do 4.0 ekwiwalentów metabolicznych (MET) przez 3 miesiące przed rozpoczęciem badania); stabilna masa ciała przez 3 miesiące przed rozpoczęciem badania (< 4 kg utraty lub przyrostu masy ciała); bez cukrzycy; bez historii chorób sercowo-naczyniowych; niepaląca; nieprzyjmująca leków obniżających masę ciała, obniżających stężenie lipidów lub glukozy. Protokół eksperymentalny został zatwierdzony przez University of Illinois, Chicago, Office for the Protection of Research Subjects, a wszyscy uczestnicy badania wyrazili pisemną świadomą zgodę na udział w badaniu. Protokół badania był zgodny z Deklaracją Helsińską.

Schemat przepływu badania. ADF: Alternate day fasting.

Projekt badania

Projekt eksperymentalny

Wdrożono 12-tygodniowe, randomizowane, kontrolowane, równoległe badanie żywieniowe jako środek testowania celów badania. Uczestnicy byli randomizowani przez KAV za pomocą warstwowej próby losowej. Uczestników podzielono najpierw na warstwy na podstawie płci (M/K), wieku (35-50 lat/51-65 lat) i BMI (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2), a następnie uczestników z każdej warstwy randomizowano w stosunku 1:1 do grupy ADF lub grupy kontrolnej (ryc. 1).

Protokół żywieniowy

W okresie interwencji żywieniowej, uczestnicy ADF spożywali 25% swojego podstawowego zapotrzebowania energetycznego w dniu postu (24 h), a następnie jedli ad libitum w każdym naprzemiennym dniu żywienia (24 h). Zapotrzebowanie energetyczne dla każdego uczestnika określono za pomocą równania Mifflina. Dni paszy i postu rozpoczynały się codziennie o północy, a wszystkie posiłki w dniu postu spożywano między 12.00 a 14.00, aby zapewnić, że każdy uczestnik był poddany temu samemu czasowi postu. Badani z ADF otrzymywali posiłki w każdym dniu postu (od 400-600 kcal), a w dniu karmienia jedli ad libitum w domu. Wszystkie posiłki w dniu postu ADF były przygotowywane w kuchni metabolicznej Human Nutrition Research Center (HNRU) na University of Illinois, Chicago. Posiłki w dniu postu były dostarczane jako 3-dniowe rotacyjne menu i były sformułowane w oparciu o wytyczne American Heart Association (AHA) (30% kcal z tłuszczu, 15% kcal z białka, 55% kcal z węglowodanów). Wszystkie posiłki spożywane były poza ośrodkiem badawczym. Badani z ADF mogli spożywać napoje bezenergetyczne, herbatę, kawę i gumę bez cukru oraz byli zachęcani do picia dużej ilości wody. Osobom z grupy kontrolnej zezwolono na jedzenie ad libitum każdego dnia i nie dostarczano im posiłków z ośrodka badawczego.

Protokół pobierania krwi

Dwunastogodzinne próbki krwi na czczo pobierano między godziną 6.00 a 9.00 rano na poziomie podstawowym (tydzień 1) i po zakończeniu leczenia (tydzień 12). Uczestnicy zostali poinstruowani, aby unikać ćwiczeń, alkoholu i kawy przez 24 h przed każdą wizytą. Krew odwirowywano przez 15 min przy 520 × g i 4°C w celu oddzielenia osocza od krwinek czerwonych i przechowywano w temperaturze -80°C do czasu analizy.

Analizy

Zjadanie energii w dniach karmienia i postu

Podczas 12-tygodniowej interwencji dietetycznej badani w grupie ADF zostali poinstruowani, aby jeść tylko pokarmy dostarczone w każdym dniu postu. Aby ocenić spożycie energii w dni postu, badanych z grupy ADF poproszono o zgłaszanie wszelkich dodatkowo spożytych artykułów żywnościowych (tj. tych, których nie podano) za pomocą „dziennika dodatkowych artykułów żywnościowych”. Dodatkowo, uczestnicy zostali poinstruowani, aby zwrócić wszelkie resztki jedzenia do HNRU w celu zważenia. Aby ocenić spożycie energii w dni karmienia, badani z grupy ADF i kontrolnej zostali poproszeni o wypełnienie 3-dniowego dziennika żywieniowego w 2 dni karmienia w ciągu tygodnia i w 1 dzień karmienia w weekend, w tygodniu 1 i 12. Przy rozpoczęciu badania dietetyk przeprowadził 15-minutowy instruktaż dla wszystkich uczestników dotyczący sposobu wypełniania zapisów żywieniowych. Instrukcje te obejmowały informacje ustne i szczegółowe przewodniki, jak szacować wielkość porcji i zapisywać produkty żywnościowe w sposób wystarczająco szczegółowy, aby uzyskać dokładną ocenę spożycia. Wszystkie informacje dietetyczne z dzienników/rejestrów żywności zostały wprowadzone do programu analizy żywności, Nutritionist Pro (wersja 5, Axxya Systems, Stafford, TX) w celu oceny spożycia energii.

Głód, satysfakcja i pełnia

Zatwierdzona wizualna skala analogowa (VAS) została użyta do pomiaru głodu, pełności i satysfakcji z diety ADF. Skala została wypełniona w 3 dni postu (przed snem) w tygodniu 1 i 12. W skrócie, skala VAS składała się z linii o długości 100 mm, a badani byli proszeni o zaznaczenie pionowo w poprzek linii odpowiadającej ich odczuciom od 0 (wcale) do 100 (bardzo) w odniesieniu do głodu, zadowolenia lub sytości. Kwantyfikację przeprowadzono, mierząc odległość od lewego końca linii do znaku pionowego.

Utrata wagi i skład ciała

Wagę ciała oceniano z dokładnością do 0,25 kg na początku każdego tygodnia bez butów i w lekkim ubraniu za pomocą wagi balansowej w HNRU (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). BMI oceniano w kg/m2. Skład ciała (masa tkanki tłuszczowej i masa wolna od tłuszczu) mierzono za pomocą podwójnej absorpcjometrii rentgenowskiej (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc, Waltham, MA).

Lipidowe czynniki ryzyka choroby wieńcowej serca

Stężenia cholesterolu całkowitego, HDL-cholesterolu i triacylogliceroli w osoczu mierzono w dwóch egzemplarzach przy użyciu zestawów enzymatycznych (Biovision Inc., Moutainview, CA) w 1. i 12. tygodniu. Stężenie LDL-cholesterolu obliczano przy użyciu równania Friedewalda, Levy’ego i Fredricksona. Wielkość cząstek LDL mierzono za pomocą liniowej elektroforezy w żelu poliakrylamidowym (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, USA) w 1. i 12. tygodniu. Do elektroforezy użyto probówek z żelem poliakrylamidowym o wysokiej rozdzielczości 3%. Krótko mówiąc, 25 μL próbki zmieszano z 200 μL płynnego żelu obciążającego zawierającego czerń sudanową i dodano do probówek z żelem. Po fotopolimeryzacji w temperaturze pokojowej przez 30 min, próbki poddawano elektroforezie przez 1 h (3 mA/rurkę żelową). Oprogramowanie komputerowe Lipoware (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) zostało następnie użyte do podziału LDL na małe (<255 Å), średnie (255-260 Å) i duże (>260 Å) cząsteczki oraz do oceny średniej wielkości cząsteczek LDL. Współczynniki zmienności wewnątrz oznaczenia (CV) dla cholesterolu całkowitego, cholesterolu HDL, triacylogliceroli i wielkości cząstek LDL wynosiły odpowiednio 3,6%, 4,8%, 2,5% i 4,1%.

Nielipidowe czynniki ryzyka choroby wieńcowej serca

Wszystkie pomiary wykonano w tygodniu 1 i 12. Ciśnienie krwi mierzono w trzech egzemplarzach u osoby badanej w pozycji siedzącej po 10-minutowym odpoczynku. Białko C-reaktywne (CRP) mierzono w dwóch egzemplarzach przy użyciu zestawów Immulite 1000 High Sensitivity CRP (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Pomiary homocysteiny w osoczu przeprowadzono w dwóch egzemplarzach przy użyciu HPLC z detekcją fluorometryczną. Adiponektyna, leptyna i rezystyna były mierzone metodą ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). Współczynniki zmienności wewnątrz oznaczeń (CV) dla CRP, homocysteiny, adiponektyny, leptyny i rezystyny wynosiły odpowiednio 5,0%, 4,3%, 3,3%, 3,0% i 4,7%.

Statystyki

Wyniki przedstawiono jako średnie ± błąd standardowy średniej (SEM). W modelu uwzględniono testy na normalność. Żadna zmienna nie została uznana za nienormalną. Różnice między grupami na poziomie wyjściowym testowano za pomocą testu t niezależnych próbek. Zmiany wewnątrzgrupowe od 1. do 12. tygodnia badano testem sparowanych t-testów. Różnice między grupami testowano testem t dla prób niezależnych. Wielkość próby obliczono przy założeniu 10% zmiany stężenia LDL-cholesterolu w grupie ADF, przy mocy 80% i ryzyku alfa wynoszącym 5%. Wartości P < 0,05 uznawano za istotne. Dane analizowano przy użyciu oprogramowania SPSS (wersja 21.0 dla Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).