Alternatív napi böjt nem elhízott személyeknél: hatások a testsúlyra, a testösszetételre és az energia-anyagcserére

Leonie K Heilbronn, Steven R Smith, Corby K Martin, Stephen D Anton, Eric Ravussin, Alternatív napi böjt nem elhízott személyeknél: hatások a testsúlyra, a testösszetételre és az energia-anyagcserére, The American Journal of Clinical Nutrition, 81. évfolyam, kiadás 2005. január 1., 69–73. Oldal, https://doi.org/10.1093/ajcn/81.1.69

ABSZTRAKT

Háttér: Az elhúzódó étrendi korlátozás növeli a rágcsálók élettartamát. Egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy az alternatív napi böjt szintén meghosszabbíthatja az élettartamot.

Célkitűzés: Célunk az volt, hogy meghatározzuk, hogy az alternatív napi böjt megvalósítható-e az étrend korlátozásában nem elhízott embereknél, és javítja-e a hosszú élettartam ismert biomarkereit.

Tervezés: Nem elhízott alanyok (8 férfi és 8 nő) minden második napon 22 napig böjtöltek. A testsúlyt, a testösszetételt, a nyugalmi anyagcsere sebességet (RMR), a légzési hányadost (RQ), a hőmérsékletet, az éhomi éhomi szérum glükózt, az inzulint, a szabad zsírsavakat és a ghrelint értékeltük kiinduláskor és 21 nap (12 órás gyors) és 22 nap múlva. (36 órás gyors) alternatív napi böjt. Hetente vizuális analóg skálákat használtunk az éhség értékelésére.

Eredmények: Az alanyok kezdeti testsúlyuk 2,5 ± 0,5% -át vesztették (P

BEVEZETÉS

A hosszan tartó étrendi korlátozás (DR) az egyetlen bevált módszer a rágcsálók, legyek, élesztő és férgek élettartamának növelésére (1). Az a mechanizmus vagy mechanizmusok, amelyek révén a DR növeli az élettartamát, nem világos, de a DR hatásai közé tartozik a csökkent anyagcsere, csökkent oxidatív károsodás, megváltozott neuroendokrin jelátvitel és javult inzulinérzékenység (2). A meghosszabbított DR hatását a főemlősök élettartamára jelenleg vizsgálják (3–5). Bár meggyőző eredmények már évek múlva vannak, a hosszú élettartam biomarkereinek számos javulását megfigyelték, beleértve a csökkent hőmérsékletet, a nyugalmi anyagcserét (RMR), a dehidroepiandroszteron-szulfátot, a glükózt és az inzulint. A tartós DR megváltoztatja a vázizmokból, az agyból és a májból származó számos gén kifejeződését, beleértve a hősokk-fehérjéket kódoló géneket, valamint a fehérjét és az oxidatív károsodásban részt vevő géneket (6–8). Az egér májának legújabb mikroszkópos eredményei azt mutatják, hogy jelentős átfedések vannak a rövid távú éhezés és a hosszan tartó DR által szabályozott gének között (9).

Az alternatív napi böjt ezért alternatívája lehet a meghosszabbított DR-nek, mint a maximális élettartam növelésének módszerének. Goodrick és mtsai (10) azt találták, hogy az alternatív napi éhgyomor megnövelte a medián és a maximális élettartamot a C57Bl/6 egerekben, amikor 1,5 és 6 hónapos korban vezették be, és megnövelte a maximális, de nem medián élettartamot A/J egerekben. A közelmúltban Anson és munkatársai (11) megfigyelték, hogy a minden második napon etetett egerek ugyanolyan teljes energiát fogyasztanak, mint az ad libitum táplált állatok, és hasonló testtömegűek, de csökkent a glükóz- és inzulinkoncentrációjuk, és fokozott az ellenállása az endotoxikus stressznek (11).

TÁRGYAK ÉS MÓDSZEREK

Tárgyak

Egészséges, nem elhízott [testtömeg-index (kg/m 2 -ben) tartomány: 20,0–30,0] 23–53 éves férfiakat (n = 8) és nőket (n = 8) vettek fel ( Asztal 1). Az alanyok fizikai aktivitása különböző volt: 7 mozgásszegény, 3 mérsékelten aktív (1-2 alkalommal/hét gyakorolt) és 6 meglehetősen aktív (4-5 alkalommal/hét). A versenysportolókat és a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő alanyokat kizárták. A Penningtoni Orvosbiológiai Kutatóközpont Intézményi Felülvizsgálati Testülete jóváhagyta a tanulmányt, és az alanyok írásbeli beleegyezésüket adták.

A résztvevők alapjellemzői nemek szerint 1

Férfiak (n = 8)	Nők (n = 8)
Kor (y)	34 ± 3	30 ± 1
Súly (kg)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
BMI (kg/m 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Zsírtömeg (%)	22 ± 2	25 ± 1
Koleszterin (mmol/L)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
HDL (mmol/L)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Triacil-glicerin (mmol/l)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Szisztolés vérnyomás (Hgmm)	116 ± 2	104 ± 3 2
Diasztolés vérnyomás (Hgmm)	75 ± 3	68 ± 2

Férfiak (n = 8)	Nők (n = 8)
Kor (y)	34 ± 3	30 ± 1
Súly (kg)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
BMI (kg/m 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Zsírtömeg (%)	22 ± 2	25 ± 1
Koleszterin (mmol/L)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
HDL (mmol/L)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Triacil-glicerin (mmol/l)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Szisztolés vérnyomás (Hgmm)	116 ± 2	104 ± 3 2
Diasztolés vérnyomás (Hgmm)	75 ± 3	68 ± 2

Minden érték x̄ ± SEM.

Lényegesen különbözik a férfiaktól, P

A résztvevők alapjellemzői nemek szerint 1

Férfiak (n = 8)	Nők (n = 8)
Kor (y)	34 ± 3	30 ± 1
Súly (kg)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
BMI (kg/m 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Zsírtömeg (%)	22 ± 2	25 ± 1
Koleszterin (mmol/L)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
HDL (mmol/L)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Triacil-glicerin (mmol/l)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Szisztolés vérnyomás (Hgmm)	116 ± 2	104 ± 3 2
Diasztolés vérnyomás (Hgmm)	75 ± 3	68 ± 2

Férfiak (n = 8)	Nők (n = 8)
Kor (y)	34 ± 3	30 ± 1
Súly (kg)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
BMI (kg/m 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Zsírtömeg (%)	22 ± 2	25 ± 1
Koleszterin (mmol/L)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
HDL (mmol/L)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Triacil-glicerin (mmol/l)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Szisztolés vérnyomás (Hgmm)	116 ± 2	104 ± 3 2
Diasztolés vérnyomás (Hgmm)	75 ± 3	68 ± 2

Minden érték x̄ ± SEM.

Lényegesen különbözik a férfiaktól, P

Dizájnt tanulni

A kiindulási teszt befejezése után az alanyok éjféltől a következő éjfélig váltakozó napokon 22 napig böjtöltek. Minden böjtnapon az alanyok energiátlan italokat, teát, kávét és cukormentes gumit fogyaszthattak, és utasítást kaptak, hogy tartsák magas vízfogyasztásukat. Minden lakoma napján az alanyokat arra utasították, hogy egyenek, amit csak akarnak, és tájékoztatták őket arról, hogy a szokásos testsúlyuk megtartásához a szokásos táplálék kétszeresére lesz szükség. Az alanyokat kalibrált digitális mérlegekkel (Tanita, Arlington Heights, IL) láttuk el reggeli éhgyomri testsúlyuk rögzítéséhez, vizeletpálcákkal a ketonok jelenlétének tesztelésére, valamint diétás naplóval, hogy rögzítsenek mindent, amit a koplalás napján elfogyasztottak. A 20. napon az alanyoknak 1900-tól meg kellett böjtölniük, hogy egy 12 órás éjszakai böjt befejeződjön, mielőtt a teszt másnap reggel, 07.00-kor megkezdődne. Ezt a böjtöt csak a 22. napi klinikai látogatásuk után szakították meg.

Biokémiai analitok

A glükózt glükóz-oxidáz elektróda (Syncron CX7; Beckman, Brea, CA) alkalmazásával elemeztük. A szabad zsírsavakat egy Synchron CX5-en mértük Wako (Richmond, VA) reagensek alkalmazásával. A p-hidroxi-butirátot egy Synchron CX5-en mértük Sigma (St Louis) reagensei segítségével. Az inzulint immunvizsgálattal mértük DPC 2000-en (Diagnostic Product Corporation, Los Angeles). A Ghrelint egy radioimmun assay készlet segítségével mértük meg Linco-tól (St Charles, MO).

Statisztikai analízis

Az adatokat átlag ± SEM-ként fejezzük ki. Az adatok elemzéséhez a SAS 8.2-et (SAS Institute Inc., Cary, NC) és az SPSS 11.0.1-et (SPSS Inc, Chicago) használtuk. Az alapértékeket (−2. És −1. Nap) átlagoltuk. A statisztikákat egy- és kétfaktoros ismételt mértékű varianciaanalízissel végeztük. A post hoc elemzést Tukey tesztjeivel végeztük, ahol szükséges. Az RMR-t lineáris regresszióval elemeztük a zsírtömeg és a zsírmentes tömeg beállításához. A korrelációkat Pearson korrelációs együtthatójával hajtottuk végre. A jelentőséget P 1. táblázatban állapítottuk meg. Saját felvett étrendnaplók és súlynaplók ( 1.ábra), az alanyok megfeleltek a protokollnak. A vizelet-ketonok nem voltak alkalmasak a megfelelés mérésére, mert nem minden egyednél mutatták ki őket következetesen (az adatokat nem közöltük). A napi visszafejlődött testsúly alapján az alanyok kezdeti testsúlyuk 2,5 ± 0,5% -át vesztették. Ezt az ön által bejelentett súlycsökkenést a klinikán a kiinduláskor, valamint a 21. és 22. napon mért súlyok igazolták (P 1. ábra).

Felső panel: a napi önrögzített testtömeg átlagos (± SEM) százalékos változása (n = 16). A testtömeget egy éjszakai böjt (páratlan napok) vagy 24–36 órás böjt (páros napok) megszakítása előtt mértük. Alsó panel: átlagos (± SEM) zsírtömeg (FM) és zsírmentes tömeg (FFM) kettős energiájú röntgenabszorpciós módszerrel, 12 órás böjt után az alapvonalon (−2. Nap) és a 21. napon mérve. az alapvonaltól, P 2. táblázat). A légzési hányados (RQ) szintén nem különbözött szignifikánsan az alapvonaltól a 21. napon; az RQ azonban alacsonyabb volt a 22. napon (P 2. táblázat). Pontosabban, a zsír oxidációja a kiindulási érték 64 g/24 órájáról 101 g/24 órára nőtt, a szénhidrát oxidáció 175-ről 81 g/24 órára csökkent. Az RQ változása a kiindulási értékről a 21. napra a fogyáshoz kapcsolódott (r = −0,76, P 2. TÁBLÁZAT

Nyugalmi anyagcsere (RMR), légzési hányados (RQ), valamint zsír- és szénhidrát-oxidáció a kiindulási értéknél, a táplált nap (21. nap) és a böjt nap (22. nap) után mérve 1

Alapvonal	21. nap	22. nap
RMR (kJ/d)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Zsíroxidáció (g/24 óra) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Szénhidrát oxidáció (g/24 óra) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Alapvonal	21. nap	22. nap
RMR (kJ/d)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Zsíroxidáció (g/24 óra) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Szénhidrát oxidáció (g/24 óra) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Minden érték x̄ ± SEM. Két egymást követő kiindulási napot átlagoltunk az elemzéshez.

Jelentősen eltér az alapvonaltól, P

Úgy számolva, hogy feltételezzük, hogy a fehérje oxidációja az RMR 15% -a.

Nyugalmi anyagcsere (RMR), légzési hányados (RQ), valamint zsír- és szénhidrát-oxidáció a kiindulási értéknél, a táplált nap (21. nap) és a böjt nap (22. nap) után mérve 1

Alapvonal	21. nap	22. nap
RMR (kJ/d)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Zsíroxidáció (g/24 óra) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Szénhidrát oxidáció (g/24 óra) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Alapvonal	21. nap	22. nap
RMR (kJ/d)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Zsíroxidáció (g/24 óra) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Szénhidrát oxidáció (g/24 óra) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Minden érték x̄ ± SEM. Két egymást követő kiindulási napot átlagoltunk az elemzéshez.

Jelentősen eltér az alapvonaltól, P

Úgy számolva, hogy feltételezzük, hogy a fehérje oxidációja az RMR 15% -a.

A Ghrelin egy olyan bélben kiválasztódó peptid, amely az etetés során csökken, és szerepet játszik az etetési viselkedés és az energiaegyensúly szabályozásában. Az elhízott alanyok éhomi ghrelin-koncentrációja alacsonyabb, mint a sovány alanyoké (20), de étkezésre adott válaszként csökkent a ghrelin szuppressziója (21). Ezenkívül a ghrelin megnövekedett a fogyás után elhízott személyeknél (22, 23), ami talán a testsúly visszaszerzésének általános jelenségét idézi elő a fogyás után. Ebben a tanulmányban a nőknél szignifikánsan magasabb volt a ghrelin koncentráció, mint a férfiaknál. Erről korábban beszámoltak (24), de ezt nem követik folyamatosan (25), és összefüggésben lehet a központi zsírbetegséggel. A jelentett éhség nagymértékű növekedésével szemben a plazma ghrelin változatlan volt mind a férfiaknál, mind a nőknél, még 36 órás koplalás után is. Rágcsálókon végzett vizsgálatok azt találták, hogy a 24 órás böjt növeli a plazma grelint (26). A 72 órás böjt azonban nem változtatta meg a plazma grelint sovány férfiaknál (24). Ezen embernél végzett éhomi vizsgálatok eredményei megkérdőjelezik a ghrelin szerepét az éhségérzetben, és rávilágítanak a további kutatások szükségességére ezen a területen.

Az RMR nem változott szignifikánsan 3 hét alternatív napi éhgyomri után. A 36 órás böjt RMR-re gyakorolt hatásáról korábban nem számoltak be. Horton és Hill (29) nem észleltek különbséget az anyagcsere sebességében (vegyes étkezés után 12 órán át mérve egy anyagcsere-kamrában) az éjszakai vagy a háromnapos böjtök között. Megfigyeltük, hogy az alanyok több zsírt oxidáltak a 22. napon, amit az RQ 0,85-ről 0,79-re történő csökkenése bizonyít. Az RQ azonban a 21. napon nem változott. Ez arra utal, hogy a táplálkozási napokon nem volt tartós növekedés a zsír oxidációjában. Ennek az eredménynek az értelmezése során körültekintően kell eljárni, mert az alanyok nem fogyasztottak szabványosított étrendet, és az RQ súlyosabb függ a zsírbeviteltől és az energiaegyensúlytól. Valószínűbb azonban, hogy alábecsültük a zsír oxidációját, mert az alanyok pozitív energiamérlegből jöttek ki, és mivel a zsír összes oxidációja átlagosan ≥15 g/d-vel növekedett. Továbbá, mivel a súlycsökkenés pozitív összefüggésben van a fokozott zsíroxidációval, az eredmények azt sugallják, hogy azok a személyek, akiknek nagyobb a képessége a zsír oxidálására, többet fogyottak. Alternatív megoldásként azt lehet állítani, hogy azoknál az alanyoknál, akiknél nagyobb a kalóriadeficit, fokozott a zsíroxidáció.

Összegzésképpen elmondható, hogy az alternatív napi böjt nem elhízott személyeknél rövid ideig megvalósítható, bár a rágcsálóktól eltérően az alanyok nem voltak képesek fenntartani a testsúlyukat. Ezenkívül a zsír oxidációja fokozódott, és zsírtömeg-veszteséggé változott. A böjtnapi éhség a vizsgálat során nem szokott meg, ami talán azt jelzi, hogy valószínűtlen, hogy az alanyok hosszabb ideig folytassák ezt a diétát. Nem világos, hogy az alternatív napi böjt elősegítené-e a fogyást egy elhízott populációban.

Elismerjük a klinikai kutató személyzet segítségét a vizsgálat elvégzésében és Julia Volaufovát a statisztikai elemzéshez nyújtott segítségért.

Az LKH, az SRS és az ER részt vett a vizsgálati protokoll és a kísérleti tervezés kidolgozásában. A CKM és az SA kezelte és elemezte a VAS-t és a pszichológiai kérdőíveket. Az LKH a kézirat tervezetét az ER, az SRS és a CKM közreműködésével írta. A kutatók egyikének sem volt anyagi érdeke a kutatást támogató szervezetekben.