Nutriční stimulace syntézy svalových bílkovin a rychlosti metabolismu po bariatrické operaci

1. Cíle

   Bariatrická chirurgie se stala běžnou léčbou těžké obezity a vede ke ztrátě tukové hmoty. Svalová hmota se však ztrácí také po bariatrické operaci. Všeobecným předpokladem výzkumníků je, že konzumace nutriční formulace na bázi esenciálních aminokyselin po bariatrické operaci zachová svalovou hmotu stimulací syntézy svalových bílkovin. Výsledkem je, že využití energie spojené s kombinací udržované svalové hmoty a stimulované syntézy svalových proteinů bude působit proti poklesu rychlosti metabolismu, ke kterému normálně dochází za hypokalorických podmínek. Udržení vyššího celkového energetického výdeje konzumací esenciálních aminokyselin urychlí ztrátu tělesného tuku a také urychlí ztrátu tělesné hmotnosti. Výzkumníci dále navrhují, že konzumace nutriční formulace na bázi esenciálních aminokyselin sníží svalovou intracelulární akumulaci lipidů, což se projeví větším zlepšením homeostázy glukózy a metabolismu svalových proteinů. Ztráta svalové hmoty u lidí s obezitou, kteří podstupují rychlý úbytek hmotnosti po bariatrické operaci, není sama o sobě nemocí nebo zdravotním stavem.

   Následující cíle budou testovat konkrétní hypotézy související s vědeckým předpokladem:

   Cíl 1. Doplnění obvyklé stravy po bariatrické operaci patentovanou nutriční formulací na bázi esenciálních aminokyselin dvakrát denně po dobu 6 měsíců zajistí udržení svalové hmoty a snížení tukové hmoty více než doplnění stravy izodusíkovým množstvím syrovátkové bílkoviny. Svalová hmota bude přímo měřena pomocí nové techniky ředění indikátoru s použitím kreatinu značeného deuteriem. Tuková hmota a svalová hmota budou měřeny pomocí rentgenové absorpciometrie s duální energií.

   Cíl 2. Frakční rychlost syntézy svalových proteinů a celková syntéza svalových proteinů (svalová hmota x frakční rychlost syntézy) budou méně klesat oproti hodnotám před operací u účastníků konzumujících nutriční přípravek na bázi esenciálních aminokyselin ve srovnání se syrovátkovým proteinem. Frakční rychlost syntézy svalových proteinů bude měřena novou metodou "virtuální biopsie", která poskytuje integrovanou hodnotu po dobu tří týdnů.

   Cíl 3. Míra celkového energetického výdeje před operací bude lépe zachována u účastníků konzumujících nutriční přípravek na bázi esenciálních aminokyselin na rozdíl od syrovátkového proteinu. Změna celkového energetického výdeje bude měřena v 10denních intervalech pomocí techniky dvojitě značené vody před až 6 měsíci po operaci.

   Cíl 4. Šest měsíců po bariatrické operaci bude akumulace lipidů ve svalech snížena z hodnoty před operací ve větší míře u účastníků konzumujících nutriční přípravek na bázi esenciálních aminokyselin než syrovátkový protein. Svalová intracelulární akumulace lipidů bude měřena pomocí magnetické rezonanční spektroskopie a magnetické rezonance. Výzkumníci předpokládají, že větší snížení intracelulární akumulace lipidů bude souviset s větším zlepšením citlivosti na inzulín z hlediska homeostázy glukózy a také z hlediska syntézy svalových proteinů.

   Pozitivní výsledky této studie podpoří hodnotu nutriční formulace na bázi esenciálních aminokyselin ve smyslu zvýšení rychlosti úbytku tuku a zlepšení změn tělesného složení po bariatrické operaci.

2. Pozadí

   Navzdory úspěšnému snížení hmotnosti a zlepšení komorbidit po bariatrické operaci zůstává většina pacientů s těžkou obezitou nadváhou. Pacienti také pociťují rozdíly v odpovědi na léčbu. Až u 30 % pacientů dochází k suboptimálnímu úbytku hmotnosti nebo k výraznému zvýšení hmotnosti. Množství ztracené hmotnosti a její udržení jsou důležité, protože vedou ke zlepšení/remisi komorbidit (diabetes, srdeční choroby atd.) a ke snížení úmrtnosti na kardiovaskulární onemocnění nebo rakovinu. Jedním z klíčů k optimálnímu hubnutí při dietě s omezeným příjmem kalorií a následnému udržení hmotnosti je ztráta tuku bez ztráty svalů (neboli štíhlé tělesné hmoty). Je to snížený energetický výdej ze snížené svalové hmoty po hubnutí, který významně přispívá k nabrání hmotnosti. Svalová hmota je klíčovou hnací silou energetického metabolismu, která upřednostňuje spalování potravy jako paliva spíše než její ukládání jako tuk. Vzhledem k tomu, že svaly poskytují rezervoár aminokyselin pro udržení syntézy bílkovin nezbytnou pro přežití, jejich množství je vždy ohroženo za podmínek nedostatečného příjmu potravy. Kosterní sval, pod kalorickým omezením redukčních diet, katabolizuje, aby zajistil neuspokojené proteinové potřeby těla. Stává se náročným udržovat svaly v podmínkách vážného omezení kalorií, například po bariatrické operaci.

   Bylo prokázáno, že suplementace bílkovin chrání před ztrátou svalové hmoty, ke které dochází při hubnutí, ale pouze v případě, že je suplementace dostatečná. Standardním přístupem péče o udržení svalové hmoty během rychlého a významného úbytku hmotnosti po bariatrické operaci byla dietní suplementace syrovátkovým proteinem. Po bariatrické operaci je suplementace bílkovin omezena neschopností pacientů přijímat dostatečné množství kalorií. Tomu mohou dále bránit typické perioperační komplikace, které omezují příjem, jako je nauzea, zvracení a časná sytost. Proto i přes standardní doplňování péče o syrovátkový protein po bariatrické operaci bylo dosaženo pouze okrajových přínosů v prevenci ztráty svalové hmoty. Esenciální aminokyselina, intervenční doplněk v této studii, je patentovaná receptura, u níž bylo vědecky prokázáno, že je mnohem anaboličtější než syrovátkový protein u volně žijících starších a mladých zdravých dospělých, kteří podstupují připoutání na lůžko. Doplněk Essential Amino Acid stimuluje syntézu proteinů 3-5krát účinněji než syrovátkový protein, se zanedbatelnými neproteinovými kaloriemi.

   Důležitost úlohy svalů při hubnutí a jejím udržení nelze příliš zdůrazňovat. Svaly, klíčové pro energetický metabolismus, jsou zodpovědné za většinu celkového energetického výdeje (ekvivalentní výdeji energie při fyzické aktivitě, výdeji energie v klidu a termogenezi vyvolané dietou – kalorie potřebné k trávení potravy). Jak fyzická aktivita, tak syntéza svalových bílkovin tvoří významnou část energetického výdeje. Prostřednictvím své funkce při fyzické aktivitě a syntéze bílkovin svaly do značné míry určují kalorický výdej, který je základem schopnosti „spotřebovat“ snězenou potravu spíše než ji uložit jako tuk.

   Obezita není jen zvýšený tělesný tuk, ale také zvýšený intramuskulární tuk. Intramuskulární tuk spojený s obezitou narušuje svalovou funkci zajišťující normální homeostázu glukózy. Naštěstí, když ubývá tuk uložený ve svalech, zlepšuje se citlivost na inzulín. Za podmínek zvýšeného intramuskulárního tuku je také narušena funkce poskytování aminokyselin pro udržení základní syntézy bílkovin. Zhoršená syntéza proteinů stimulovaná svalovými mitochondriemi potenciálně snižuje klidový energetický výdej a termogenezi vyvolanou dietou. Adekvátní suplementace proteinů může působit proti poruchám syntézy svalových mitochondriálních proteinů a teoreticky vést ke snížení intramuskulárního tuku, což zlepšuje jak energetický výdej, tak citlivost na inzulín.

3. Studovat design

Toto je dvojitě zaslepená randomizovaná klinická studie, ve které budou stanoveny reakce na konzumaci jednoho ze dvou různých doplňků stravy po bariatrické operaci. U účastníků s obezitou před a přibližně 6 měsíců po bariatrické operaci bude kvantifikována řada faktorů souvisejících s tělesným složením a svalovým metabolismem. Tento časový interval byl zvolen, protože další změny tělesné hmotnosti jsou obecně relativně malé 6 měsíců po operaci; k největšímu úbytku hmotnosti dochází v prvních 6 měsících. Účastníci budou náhodně přiděleni počítačem, aby obdrželi buď výživový doplněk na bázi esenciálních aminokyselin (intervence) nebo komerčně dostupný doplněk syrovátkové bílkoviny (Beneprotein®).