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

Intermittent fasting regimens, särskilt alternate day fasting (ADF)-protokoll, har vunnit stor popularitet under det senaste decenniet. Alternerande fasta innebär en ”fastedag” där individerna konsumerar 25 % av energibehovet, omväxlande med en ”matdag” där personerna äter ad libitum . Endast en handfull studier har genomförts för att testa effekterna av ADF på kroppsvikt och minskad risk för kranskärlssjukdom (CHD), och nästan alla dessa studier har genomförts på överviktiga populationer (BMI 30-39,9 kg/m2) . Resultaten från dessa första försök visar att ADF är effektivt för viktminskning (5-6 % minskning av kroppsvikten) och förlust av visceral fettmassa (5-7 cm minskning av midjeomfånget) under 8-12 veckors behandling . Dessa rapporter tyder också på att ADF kan bidra till att bibehålla muskelmassa hos överviktiga personer. Förutom dessa gynnsamma förändringar av kroppssammansättningen har man också noterat förbättringar av risken för hjärt-kärlsjukdom. Exempelvis har man ofta observerat minskningar av LDL-kolesterolkoncentrationer (20-25 %), triacylglycerolkoncentrationer (15-30 %) och ökningar av LDL-partiklarnas storlek vid korttidsbehandling med ADF (8-12 veckor) . Man har också rapporterat om positiva förändringar av blodtrycket och adipokinprofilen (dvs. ökning av adiponectin och minskning av leptin och resistin). Sammantaget tyder detta preliminära arbete på att ADF kan vara effektivt för viktminskning och minskning av risken för CHD hos vuxna med fetma.

En viktig fråga som förblir olöst är om de gynnsamma effekterna av ADF också kan observeras hos normalviktiga och överviktiga populationer. Endast två studier på människor har testat effekten av ADF på kroppsvikt och CHD-risk hos icke överviktiga personer. I en studie av Heilbronn et al. deltog normalviktiga män och kvinnor (BMI 23 kg/m2) i en ADF-kur i tre veckor. Kroppsvikten minskade med 2 % från utgångsvärdet, medan triacylglycerolkoncentrationerna minskade endast hos män . I motsats till dessa resultat visade Halberg et al. ingen förändring av kroppsvikten efter två veckors ADF hos överviktiga män (BMI 26 kg/m2). Även om dessa försök lägger en viss grund, begränsas de av deras korta varaktighet (2-3 veckor) och avsaknaden av en kontrollgrupp. Som sådan är en längre tids försök (12 veckor) som använder en kontrollgrupp väl motiverad.

I denna studie undersöktes följaktligen effekten av ADF på kroppsvikt, kroppssammansättning och CHD-riskparametrar hos både normalviktiga och överviktiga vuxna i ett 12 veckors randomiserat kontrollerat utfodringsförsök. Vi antog att ADF skulle minska kroppsvikten och CHD-risken hos normalviktiga och överviktiga deltagare, jämfört med kontroller.

Subjekt och metoder

Subjekt

Subjekten rekryterades från Chicago-området med hjälp av annonser som placerades runt University of Illinois, Chicago campus. Totalt 107 personer uttryckte intresse för studien, men endast 32 rekryterades för att delta efter screening via ett preliminärt frågeformulär och BMI-bedömning (figur 1). Inklusionskriterierna var följande: BMI mellan 20 och 29,9 kg/m2; ålder mellan 35 och 65 år; premenopausal eller postmenopausal (avsaknad av mens i mer än 2 år); svagt aktiv (< 3 timmar/vecka med lätt intensiv träning vid 2,5 till 4.0 metabola ekvivalenter (MET) under 3 månader före studien); viktstabil under 3 månader före studiens början (< 4 kg viktminskning eller viktökning); icke-diabetiker; ingen anamnes på hjärt- och kärlsjukdomar; icke-rökare; och inte tar viktminsknings-, lipid- eller glukossänkande mediciner. Försöksprotokollet godkändes av University of Illinois, Chicago, Office for the Protection of Research Subjects, och alla forskningsdeltagare gav sitt skriftliga informerade samtycke till att delta i studien. Forskningsprotokollet överensstämde med Helsingforsdeklarationen.

Studieflödesdiagram. ADF: Alternate day fasting.

Studieutformning

Experimentell utformning

En 12-veckors, randomiserad, kontrollerad, parallellarmig matningsstudie genomfördes som ett sätt att testa studiens mål. Försökspersonerna randomiserades av KAV med hjälp av ett stratifierat slumpmässigt urval. Försökspersonerna delades först in i strata baserat på kön (M/F), ålder (35-50 år/51-65 år) och BMI (20-24,9 kg/m2/ 25-29,9 kg/m2), och sedan randomiserades försökspersoner från varje stratum 1:1 till antingen ADF- eller kontrollgruppen (figur 1).

Dietprotokoll

Under den kostinterventionsperioden konsumerade ADF-försökspersonerna 25 % av sitt basala energibehov på fastedagen (24 timmar) och åt sedan ad libitum på varje alternerande utfodringsdag (24 timmar). Energibehovet för varje försöksperson fastställdes med hjälp av Mifflin-ekvationen . Foder- och fastedagarna började vid midnatt varje dag, och alla måltider under fastedagen intogs mellan kl. 12.00 och 14.00 för att se till att varje försöksperson fastade lika länge. ADF-försökspersonerna fick måltider på varje fastedag (400-600 kcal) och åt ad libitum hemma på matdagen. Alla ADF-måltider under fastedagen tillagades i det metaboliska köket vid Human Nutrition Research Center (HNRU) vid University of Illinois, Chicago. Fastedagsmåltiderna tillhandahölls som en 3-dagars roterande meny och var sammansatta enligt American Heart Associations (AHA) riktlinjer (30 % kcal från fett, 15 % kcal från protein, 55 % kcal från kolhydrater). Alla måltider intogs utanför forskningscentret. ADF-försökspersonerna fick tillåtelse att konsumera energilösa drycker, te, kaffe och sockerfritt tuggummi och uppmuntrades att dricka mycket vatten. Kontrollpersoner fick äta ad libitum varje dag och fick inga måltider från forskningscentret.

Blodprovtagningsprotokoll

Tolvtimmars fasteblodprov samlades in mellan kl. 06.00 och 09.00 vid baslinjen (vecka 1) och efterbehandlingen (vecka 12). Deltagarna instruerades att undvika motion, alkohol och kaffe under 24 timmar före varje besök. Blodet centrifugerades i 15 minuter vid 520 × g och 4 °C för att separera plasma från RBC, och förvarades vid -80 °C tills det analyserades.

Analyser

Energiintag på foder- och fastedagar

Under den 12 veckors dietinterventionen instruerades försökspersonerna i ADF-gruppen att endast äta de livsmedel som tillhandahölls på varje fastedag. För att bedöma energiintaget under fastedagarna ombads ADF-försökspersonerna att rapportera alla extra livsmedel som konsumerades (dvs. de som inte tillhandahölls) med hjälp av en ”extra livsmedelslogg”. Dessutom uppmanades försökspersonerna att lämna tillbaka alla överblivna livsmedel till HNRU för vägning. För att bedöma energiintaget under utfodringsdagarna ombads ADF- och kontrollpersonerna att fylla i en tredagars matjournal under två utfodringsdagar under veckan och under en utfodringsdag under helgen, vecka 1 och vecka 12. Vid baslinjen gav forskningsdietisten 15 minuters instruktion till alla deltagare om hur de skulle fylla i matlistorna. Dessa instruktioner omfattade verbal information och detaljerade referensguider om hur man uppskattar portionsstorlekar och registrerar livsmedel tillräckligt detaljerat för att få en korrekt uppskattning av kostintaget. All kostinformation från matlistorna/registreringarna matades in i matanalysprogrammet Nutritionist Pro (version 5, Axxya Systems, Stafford, TX) för att bedöma energiintaget.

Hunger, tillfredsställelse och mättnad

En validerad visuell analog skala (VAS) användes för att mäta hunger, mättnad och tillfredsställelse med ADF-dieten . Skalan fylldes i under tre fastedagar (före sänggåendet) vid vecka 1 och 12. I korthet bestod VAS av linjer på 100 mm och försökspersonerna ombads att göra ett vertikalt märke över linjen som motsvarade deras känslor från 0 (inte alls) till 100 (extremt) för hunger, tillfredsställelse eller mättnad. Kvantifiering utfördes genom att mäta avståndet från linjens vänstra ände till den vertikala markeringen.

Viktminskning och kroppssammansättning

Kroppsvikten bedömdes med en noggrannhet på 0,25 kg i början av varje vecka utan skor och i lätta kläder med hjälp av en våg med balansbalk vid HNRU (HealthOMeter, Sunbeam Products, Boca Raton, FL). BMI bedömdes som kg/m2. Kroppssammansättningen (fettmassa och fettfri massa) mättes med hjälp av dubbel röntgenabsorptiometri (DXA) (Hologic QDR 4500 W, Hologic Inc, Waltham, MA).

Lipidriskfaktorer för kranskärlssjukdom

Totalkolesterol-, HDL-kolesterol- och triacylglycerolkoncentrationer i plasma mättes i två exemplar med hjälp av enzymatiska kit (Biovision Inc., Moutainview, CA) vid vecka 1 och 12. Koncentrationen av LDL-kolesterol beräknades med hjälp av Friedewald, Levy och Fredricksons ekvation. LDL-partikelstorleken mättes genom linjär polyakrylamidgelelektrofores (Quantimetrix Lipoprint System, Redondo Beach, CA, USA) vid vecka 1 och 12 . Högupplösta 3-procentiga polyakrylamidgelrör användes för elektroforesen. Kortfattat blandades 25 μL av provet med 200 μL flytande laddningsgel som innehöll Sudan black och lades i gelrören. Efter fotopolymerisering vid rumstemperatur i 30 minuter elektroforeserades proverna i 1 timme (3 mA/gelrör). Datorprogramvaran Lipoware (Quantimetrix, Redondo Beach, CA, USA) användes sedan för att dela in LDL i små (<255 Å), medelstora (255-260 Å) och stora (>260 Å) partiklar och för att bedöma den genomsnittliga LDL-partikelstorleken . Variationskoefficienterna (CV) inom analysen för totalkolesterol, HDL-kolesterol, triacylglycerol och LDL-partikelstorlek var 3,6 %, 4,8 %, 2,5 % respektive 4,1 %.

Non-lipidiska riskfaktorer för kranskärlssjukdom

Alla mätningar gjordes vid vecka 1 och 12. Blodtrycket mättes i tre exemplar med försökspersonen i sittande ställning efter 10 minuters vila. C-reaktivt protein (CRP) mättes i två exemplar med hjälp av Immulite 1000 High Sensitivity CRP-kit (Diagnostic Products Corporation, Los Angeles, CA). Mätningar av plasmahomocystein utfördes i två exemplar med hjälp av HPLC med fluorometrisk detektion. Adiponectin, leptin och resistin mättes med ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). Variationskoefficienterna (CV) inom analysen för CRP, homocystein, adiponektin, leptin och resistin var 5,0 %, 4,3 %, 3,3 %, 3,0 % respektive 4,7 %.

Statistik

Resultaten presenteras som medelvärden ± standardfel av medelvärdet (SEM). Tester för normalitet ingick i modellen. Inga variabler befanns inte vara normala. Skillnader mellan grupper vid baslinjen testades med hjälp av t-test för oberoende prover. Förändringar inom grupperna från vecka 1 till 12 testades med ett parat t-test. Skillnader mellan grupperna testades med ett oberoende t-test för prover. Urvalsstorleken beräknades med utgångspunkt i en 10-procentig förändring av LDL-kolesterolkoncentrationerna i ADF-gruppen, med en effekt på 80 % och en alfa-risk på 5 %. P-värden på < 0,05 ansågs vara signifikanta. Data analyserades med hjälp av SPSS-programvaran (version 21.0 för Mac OS X; SPSS Inc., Chicago, IL).