Vliv flavonoidů a suplementace kofeinu na klidový metabolismus

Tato studie bude využívat randomizovaný, dvojitě zaslepený, zkřížený design, porovnávající akutní požití smíšeného flavonoidního doplňku (MF) ve srovnání s placebem kontrolou (PC) u zdravých, neobézních, premenopauzálních žen. Studie se bude skládat ze dvou 24hodinových studijních období strávených v nedávno zrekonstruovaném nepřímém pokojovém kalorimetru (tj. metabolické komoře) na University of North Carolina Chapel Hill Nutrition Research Institute (UNC NRI). Mezi 24hodinovými studijními obdobími v metabolické komoře budou 4 týdny. Primárními výslednými měřeními budou 24hodinový energetický výdej (EE), klidová rychlost metabolismu (RMR), rychlost metabolismu ve spánku (SMR), využití substrátu z respiračního kvocientu (RQ) a energetický výdej při fyzické aktivitě (AEE).

Po náboru a posouzení vhodnosti budou účastníci studie náhodně rozděleni tak, aby dokončili den studie se smíšeným flavonoidem (MF) nebo kontrolním placebem (PC). Po 4týdenním vymývání účastníci studie přejdou a dokončí alternativní léčbu. Metoda náhodně permutovaných bloků bude generována pomocí webového randomizačního softwaru (www.randomization.com) což vedlo k tomu, že 10 účastníků studie dostalo MF během prvního týdne a 10 účastníků studie dostalo PC během prvního týdne. Účastníci studie zkonzumují 2 kapsle MF nebo PC 30 minut před snídaní a 2 kapsle MF nebo PC 30 minut před obědem. Během obou studijních dnů budou účastníci studie krmeni v energetické bilanci (tj. příjem energie bude odpovídat energetickému výdeji).

2. Účastníci experimentální studie: Na základě údajů získaných dříve v metabolické komoře UNC NRI výpočet velikosti vzorku s 80% výkonem odhalil, že k detekci rozdílu 50 kcal ve 24hodinové EE by bylo zapotřebí 15–20 účastníků studie. Aby se zohlednil úbytek, bude nabráno 25 účastníků studie prostřednictvím hromadné inzerce v celé místní oblasti. Ženy před menopauzou budou vybrány, protože se jedná o cílovou populaci sponzora.

3. Předstudijní základní testování Způsobilost bude stanovena v ambulantní klinické soupravě UNC NRI. Tělesné složení (tuková hmota a beztuková hmota (FFM)) bude stanoveno pomocí duální energetické rentgenové absorpciometrie (DXA) (GE Lunar iDXA; Milwaukee, WI). Pro naměřenou výšku a váhu bude vypočítán index tělesné hmotnosti (BMI, kg/m2). Klidová rychlost metabolismu (RMR) bude odhadnuta pomocí rovnice založené na FFM [418 + (20,3 FFM)] (J Appl Physiol 1993;75:2514-2520). Tento odhadovaný RMR bude použit k výpočtu celkového příjmu energie potravou v metabolické komoře: RMR x úroveň fyzické aktivity (PAL) 1,3 a poté upraven pomocí naměřených dat (podrobnosti jsou uvedeny níže). V tomto okamžiku bude odebrán malý vzorek krve a hladiny T3, T4 a TSH se vyhodnotí prostřednictvím klinické laboratoře v Lab Corp (Burlington, NC). Bude proveden těhotenský test z moči.

4. Nepřímá kalorimetrie: Metabolická komora ve Výzkumném ústavu výživy v Kannapolis, NC, je nepřímý kalorimetr s otevřeným okruhem pro celou místnost. Analyzátory CO2 a O2 jsou rozdílové, s plnými hodnotami stupnice nastavenými na 0%-1%. Spotřeba O2, produkce CO2, EE a RQ jsou zaznamenávány každou minutu. EE se vypočítá pomocí zkráceného Weirova vzorce (VO2 X 3,941) + (VCO2 X 1,106), kde VO2 je objem spotřebovaného kyslíku v L/min a VCO2 je objem uvolněného oxidu uhličitého v L/min. RQ se vypočítá jako VCO2/VO2. Plocha pod křivkou (AUC) bude vypočítána pomocí dat RQ pro čtyři hodiny po snídani, obědě a večeři a také hodiny spánku mezi půlnocí a 6:00 hodinou ranní. Spontánní fyzická aktivita bude měřena každou minutu pomocí celkového pokojového čidla. Pro výpočet klidové metabolické rychlosti (RMR) se EE vynese do grafu proti výstupu pohybového senzoru aktivity (každý zprůměrován za 30 minut) a průsečík y lineární regrese se bere jako EE v neaktivním stavu. RMR se vynásobí 1440 minutami pro extrapolaci na 24 hodin. Dvacet čtyři hodinová rychlost metabolismu ve spánku (SMR) bude určena jako nejnižší průměrná EE (kJ/minuta) naměřená během 3 po sobě jdoucích hodin mezi půlnocí a 6:30 a vynásobená 1440 minutami. Dietou indukovaná termogeneze (DIT) bude vypočtena odečtením SMR od RMR. Aktivitou indukovaná EE (AEE) bude vypočítána jako rozdíl mezi 24hodinovou EE a RMR.

5. Denní protokol studie metabolické komory. Subjekty dorazí do budovy Výzkumného ústavu výživy (500 Laureate Way) v 7:00. Bude proveden těhotenský test z moči. V 7:30 se účastníci studie budou hlásit do metabolické komory po celonočním půstu (od 23 hodin žádné jídlo ani nápoje obsahující kalorie, alkohol nebo kofein). Účastníci studie budou poučeni o očekávání svého pobytu a zváženi v peelingu bez bot. V 8:00 budou účastníci studie zapečetěni v komoře. S výjimkou 2minutového intervalu každou hodinu, během kterého budou účastníci studie požádáni, aby vstali a protáhli se, zůstanou účastníci studie sedět nebo ležet, ale vzhůru po celý den. Účastníci studie budou požádáni, aby během těchto 2minutových intervalů prováděli nezbytné denní aktivity. Snídaně (9:00), oběd (13:30) a večeře (19:00) se budou podávat přes přechodovou komoru. Jídlo bude hotové do 30 minut od podávání. Dvě tobolky MF nebo placebo budou konzumovány 30 minut před snídaní a poté znovu 30 minut před obědem. Ve 22:30 budou účastníci studie požádáni, aby si lehli ke spánku. Účastníci studie budou probuzeni v 6:30 a budou se moci pohybovat po komoře, aby si shromáždili své věci. V 7:15 účastníci studie opustí komoru a budou zváženi.

6. Návrh metabolických diet: Eukalorické diety budou navrženy tak, aby poskytovaly přibližně 35 % tuku, 49 % sacharidů a 16 % bílkovin, což odráží současná doporučení pro tuto skupinu populace. Jídelníček bude navržen pomocí softwaru pro výpočet živin a potravin a bude sestávat z bagelu, arašídového másla, jablečného džusu, celozrnného chleba, krůtího masa, sýra, majonézy, máslové pomazánky (10 % kcal jako tuk), bramborových lupínků, lasagní, mrkev, brokolice, rohlíky a muffin. Nebudou podávány žádné nápoje ani potraviny obsahující kofein. Při návštěvách obou komor budou podávána stejná jídla. Základní menu pro každý subjekt bude připraveno na základě vypočteného RMR X 1,3, odrážejícího sedavou povahu studijního dne. Pro zajištění podmínek energetické bilance bude základní menu první návštěvy upraveno podle naměřených dat EE ve 3 hodinách (včetně snídaně) a 7 hodin (včetně snídaně a oběda). Následná jídla budou odpovídajícím způsobem upravena 100kcal broskvovými muffiny obsahujícími stejný podíl tuku, sacharidů a bílkovin jako jídla. Účastníci studie budou při své druhé návštěvě krmeni stejným množstvím stejného jídla.

7. Statistická analýza: Data budou analyzována pomocí SAS (Cary, NC). Aby se zabránilo jakémukoli přenosu efektu z návštěvy 1 do návštěvy 2, provede se regrese opakovaných měření s nestrukturovanou korelační maticí v rámci subjektu s léčbou (MF a PC) a návštěvou (1 a 2) v modelu spolu s interakčním termínem. Pokud je interakční výraz nevýznamný, bude odstraněn a model se spustí znovu. Pro každý subjekt budou vygenerovány dvě křivky energetického výdeje, jedna pro MF den a jedna pro PC den, přičemž osa x představuje čas (min) a osa y představuje energetický výdej (kcal). Plocha pod křivkou energetického výdeje pro definované časové bloky bude vypočítána pomocí lichoběžníkového pravidla v proceduře EXPAND v SAS (SAS Institute, Inc., Cary, NC). Bude proveden párový t-test na logaritmicky transformované ploše pro porovnání energetického výdeje každého období v MF den s odpovídajícím obdobím v PC den. Pro kontrolu normality bude použit Shapiro-Wilkův test v proceduře UNIVARIATE v SAS. Pro vícenásobné korekce testování bude použita Benjamini-Hochbergova metoda pro korekci míry falešných objevů v proceduře MULTTEST v SAS.

DOPLNĚK:

Směsný doplněk flavonoidů a kapsle placeba budou vypadat identicky a budou dodávány společností Reoxcyn Discoveries Group LLC (Salt Lake City, UT). Aktivní složky flavonoidových kapslí zahrnují vitamín C, extrakt z plodů borůvky, extrakt z listů zeleného čaje, kvercetin, kofein a omega 3 mastné kyseliny (viz příloha B). Mezi složky náplně tobolek patří Nu-Flow 70R (z práškových rýžových slupek), tapioka z kořene manioku, přírodní bambusový oxid křemičitý a kořen proskurníku. Placebo kapsle budou obsahovat pouze složky náplně (bez aktivních složek). Dvě kapsle MF a PC budou konzumovány 30 minut před snídaní a poté znovu před obědem. Kapsle MF poskytují 658 mg flavonoidů a 214 mg kofeinu.