Effekt af sen middag på natlig stofskifte

Fedme er en epidemi, der bidrager til betydelig global sygelighed og dødelighed. Mere end blot at være en manifestation af overdreven spisning, kan fedme og metabolisk syndrom også være konsekvensen af ​​uhensigtsmæssig timing af fødeindtagelse. Konkret bidrager det at spise flere kalorier senere på dagen til større vægtøgning og metabolisk syndrom. Den mekanisme, hvorved senere spisning skader stofskiftet, er ikke fuldt ud forstået. Måltidets fordøjelse, absorption og oxidation kan påvirkes af døgnrytme og søvn/vågen status. Søvn inducerer et reguleret fald i stofskiftet, hvilket forventes at hæmme oxidationen af ​​indtaget fedt.

Efterforskere antager, at at spise aftensmad kl. 22.00, tæt på søvntid (23.00), sammenlignet med sædvanlig tid (18.00) vil føre til nedsat natlig metabolisk profil og reduceret fedtsyreoxidation af indtaget fedt. Efterforskere vil teste denne hypotese i et randomiseret crossover-studie, der sammenligner rutinemiddag (RD) med sen middag (LD) på den natlige metaboliske profil og vurderer oxidation af indtaget fedt ved hjælp af et stabilt isotopsporstof. Hvis efterforskere kan påvise, at den natlige metaboliske profil og oxidation af eksogent fedt påvirkes af timingen af ​​middagen, kan efterforskerne målrette disse veje for at bekæmpe fedme og relaterede metaboliske konsekvenser.

Undersøgelsesprocedurer:

Efterforskere vil udføre en randomiseret cross-over undersøgelse af RD versus LD på metabolisk funktion natten over hos raske frivillige. Forsøgspersoner vil rapportere til Bayview Astma- og Allergicenter for screening og samtykke. Hvis deltagerne giver skriftligt informeret samtykke, vil deltagerne gennemgå en anamnese og en fysisk undersøgelse. Hver deltager kommer til Clinical Research Unit (CRU) for 2 besøg (RD eller LD), som hver består af 2 på hinanden følgende nætter (tilvænningsnat, derefter studienat). RD- og LD-besøget vil være med ca. 3-4 ugers mellemrum og forekomme i tilfældig rækkefølge for at tillade udvaskning af effekter og sporstoffer. For at tage højde for potentielle metaboliske virkninger af menstruationscyklusser, vil kvinder studeres i samme fase af deres menstruationscyklus (besøg vil være ~4 ugers mellemrum). Deltagerne vil ikke have nogen rutinemæssig behandling eller igangværende terapi afbrudt for at tilmelde sig undersøgelsen.

Generel besøgsplan:

Hvert af de to besøg (3-4 ugers mellemrum) består af to på hinanden følgende nætter som følger:

• Dag 1: Aftenoptagelse på CRU.
• Nat 1: Sov i CRU'en uden overvågning (tilvænningsnat)
• Dag 2: Standardiserede måltider og stabil isotopindtagelse med enten RD eller LD, IV prøvetagning (hvert 60. min.)
• Nat 2: Sov i CRU'en med polysomnograf (PSG) og IV-prøvetagning (hvert 60. min.)
• Dag 3: Standardiseret morgenmad, IV prøvetagning (hvert 60. min), udskrivelse

Detaljerede procedurer:

Før CRU-ankomst: I 3 dage før hver CRU-indlæggelse vil deltagerne blive bedt om at holde sig til en almindelig søvn-vågen-cyklus, stå op kl. 07:00 og sove kl. 23:00 og spise 3 måltider om dagen med aftensmad senest end 19.00.

Dag 1 + nat 1: Forsøgspersoner vil gennemgå en kort historie og fysisk undersøgelse. (Dette kan ske på en dag fjernt fra optagelse til CRU eller samme eftermiddag som CRU-indlæggelse.) 20:00 vil forsøgspersonerne rapportere til den kliniske forskningsenhed og gennemgå antropometrisk vurdering, herunder vægt, højde, nakke og taljeomkreds. Deltagerne forventes at have færdiggjort middagen ved ankomst.

Nat 1: Forsøgspersonerne vil få et privat værelse i CRU-søvnen. Lyset slukkes kl. 23.00 og tændes kl. 07.00 næste morgen. Dette er en tilvænningsnat; der vil ikke blive udført polysomnografisk overvågning.

Dag 2 + nat 2: Emner vil blive vækket kl. 7:00. Forsøgspersoner kan deltage i stillesiddende aktiviteter i CRU'en, men deltagerne får ikke lov til at sove eller deltage i aggressiv motion. Deltagerne får fire standardmåltider kl. 08.00, 13.00, 18.00 og 22.00. Kilokaloriindholdet i hvert måltid, som en procentdel af det samlede daglige indtag, er vist i nedenstående tabel og afhænger af, om deltagerne er under RD eller LD betingelser

Hvert måltid vil have en makronæringsstofsammensætning på cirka 50 % kulhydrat, 30 % fedt og 20 % protein, men den endelige diæt vil blive formuleret med Institut for Klinisk og Translationel Forskning (ICTR) tjenester for at afspejle typiske vestlige kostmønstre. To perifere IV'er vil blive placeret til blodprøvetagning under søvn, med en som backup i tilfælde af svigt af en IV. IV-slangen forlænges til et tilstødende kontrolrum, så blodprøver kan tages uden at forstyrre forsøgspersonen.

Stabil isotopindtagelse: Efterforskere bruger en valideret teknik til at kvantificere forskelle i fedtsyreoxidation (FAO) ved at give en oral væskedosis på 15 mg/kg kropsmasse af [2H31]palmitat taget med aftensmaden (kl. :00 på LD-aften). Isotopen opløses i en varm (60 °C) flydende shake (mælk eller andre emulgatorer), som leveres som en drik til aftensmaden. FAO vil derefter blive kvantificeret ved timelig vurdering af deuteriuminkorporering i plasma 2H2O ved hjælp af et isotopforhold MS (IR/MS), hvilket eliminerer behovet for udåndet kuldioxid (CO2) opsamling, vurdering af variation i kuldioxidforbrug (VCO2) eller acetatkorrektion påkrævet med kulstofmærkede fedtsyresporstoffer. Forsøgspersoner vil også indtage 0,4 g/kg kropsmasse af H218O, således at den samlede kropsvandvolumen kan beregnes efter metoden ifølge Schoeller og van Santen. FAO-hastigheden vil blive bestemt af overskydende plasma 2H gange total kropsvand, mens procent genvinding af deuterium vil blive bestemt ved at dividere med dosis af 2H administreret.

Nat 2: Hver studienat fra kl. 23.00 til 07.00 vil der blive udført en PSG. Søvnstudiet vil omfatte elektroencefalografi, elektrookulografi, iltning og respiratorisk indsats. Åndedrætsanstrengelse vil blive målt ved thoracoabdominal bevægelse vurderet ved hjælp af kviksølv-strain gauges. Overfladeelektroder vil blive placeret ved C3A2 og C3O1, en submental elektrode, og venstre og højre elektrookulogram vil blive brugt til at iscenesætte søvn. Elektrokardiograf (EKG) sporing vil blive optaget fra tre brystelektroder. Kontinuerlig måling af iltmætning vil blive registreret ved hjælp af et øreoximeter (model nr. 472-1A, Hewlett Packard, Waltham, Mass). Signaler fra elektroencefalografen, EKG, elektromyogram, elektrookulogram, respiratorisk strain gauge, øreoximeter og termistorer vil blive optaget på en computer med RemLogic software.

Blodarbejde:

Blodprøver vil blive udtaget med 60 minutters intervaller begyndende kl. 17.00 og fortsætter til næste dag som vist i fig. 1, der spænder over 20 tidspunkter. Hver blodprøve vil være på 4 cc i volumen og anbringes i lavendel-toprør (EDTA) til centrifugering for at opnå plasma. Celler fjernes fra plasma ved centrifugering i 10 minutter ved 1500 x under anvendelse af en nedkølet centrifuge. Efter centrifugering vil plasma blive overført til kryoglas til opbevaring. Morgenprøven på tidspunktet for den endelige opvågning (7:00 AM) vil være 12 cc (3 rør), da efterforskere planlægger yderligere assays med denne prøve (lipidpanel, inflammatoriske markører) og 4 cc vil blive tilbageholdt som fuldblod til fremtidig potentiel analyse . Prøver vil blive frosset ved -80°C til forskning vedrørende metaboliske effekter af middagstid, med samtykke fra deltagerne. I alt vil det indsamlede blod være cirka 88 cc, hvilket er meget mindre end under en bloddonation.

Dag 3: Deltagerne vil blive forsynet med morgenmad af lignende sammensætning som på dag 2, kl. 08:00. Metabolisk respons på måltidet vil blive vurderet med yderligere 4 timers blodprøver.

Dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DEXA):

En DEXA-scanning vil blive brugt til at estimere fedtmassen, som vil være en af ​​de variabler, der analyseres som en prædiktor for metaboliske reaktioner på ændret måltidstid. Der kræves kun 1 DEXA-scanning pr. deltager og kan forekomme under enhver af besøgsdagene.