Ernæringsstimulering af muskelproteinsyntese og stofskiftehastighed efter bariatrisk kirurgi

1. Mål

   Fedmekirurgi er blevet en almindelig behandling for svær overvægt, og resulterer i tab af fedtmasse. Men muskelmasse er også tabt efter fedmekirurgi. Det er efterforskernes overordnede præmis, at indtagelse af den essentielle aminosyre-baserede ernæringsformulering efter fedmekirurgi vil bevare muskelmassen ved at stimulere muskelproteinsyntesen. Som et resultat heraf vil energiudnyttelsen forbundet med kombinationen af ​​bevaret muskelmasse og stimuleret muskelproteinsyntese modvirke det fald i stofskiftehastigheden, der normalt forekommer under hypokaloriske omstændigheder. Vedligeholdelse af et højere samlet energiforbrug ved forbrug af essentiel aminosyre vil fremskynde tabet af kropsfedt, samt fremskynde tabet af kropsvægt. Forskerne foreslår endvidere, at indtagelse af en essentiel aminosyre-baseret ernæringsformulering vil reducere muskel intracellulær lipidakkumulering, hvilket vil oversætte til større forbedringer i glukosehomeostase og muskelproteinmetabolisme. Tabet af muskelmasse hos personer med fedme, der gennemgår hurtigt vægttab efter bariatrisk operation, er ikke i sig selv en sygdom eller en medicinsk tilstand.

   Følgende mål vil teste specifikke hypoteser relateret til den videnskabelige præmis:

   Mål 1. Supplering af den sædvanlige diæt efter fedmekirurgi med en proprietær essentiel aminosyre-baseret ernæringsformulering to gange dagligt i 6 måneder vil bevare muskelmassen og reducere fedtmassen mere end tilskud af kosten med en isonitrogen mængde valleprotein. Muskelmasse vil blive målt direkte ved hjælp af en ny sporfortyndingsteknik ved brug af deuterium-mærket kreatin. Fedtmasse og mager kropsmasse vil blive målt ved dobbelt-energi røntgenabsorptiometri.

   Mål 2. Muskelproteinfraktionel syntesehastighed og total muskelproteinsyntese (muskelmasse x fraktioneret syntesehastighed) vil falde mindre fra værdier før operationen hos deltagere, der indtager den essentielle aminosyrebaserede ernæringsformulering sammenlignet med valleprotein. Muskelproteinfraktionel syntesehastighed vil blive målt ved den nye "virtuelle biopsi"-metode, som giver en integreret værdi over tre uger.

   Mål 3. Det samlede energiforbrug før operationen vil blive bedre opretholdt hos deltagere, der indtager den essentielle aminosyre-baserede ernæringsformulering i modsætning til valleprotein. Ændring i det samlede energiforbrug vil blive målt over 10-dages intervaller ved hjælp af den dobbeltmærkede vandteknik, før til 6 måneder efter operationen.

   Mål 4. Seks måneder efter fedmekirurgi vil muskel intracellulær lipidakkumulering i højere grad blive reduceret fra værdien før operationen hos deltagere, der indtager den essentielle aminosyre-baserede ernæringsformulering end valleprotein. Muskel intracellulær lipidakkumulering vil blive målt ved hjælp af magnetisk resonansspektroskopi og magnetisk resonansbilleddannelse. Forskerne forudser, at en større reduktion i intracellulær lipidakkumulering vil være relateret til større forbedring i insulinfølsomhed med hensyn til glukosehomeostase og også med hensyn til muskelproteinsyntese.

   Positive resultater af denne undersøgelse vil understøtte værdien af ​​den essentielle aminosyre-baserede ernæringsformulering med hensyn til at øge hastigheden af ​​fedttab og forbedre kropssammensætningsændringer efter fedmekirurgi.

2. Baggrund

   På trods af vellykket vægttab og forbedring af følgesygdomme efter fedmekirurgi forbliver de fleste patienter med svær fedme overvægtige. Patienterne oplever også variation i behandlingsrespons. Op til 30 % af patienterne oplever et suboptimalt vægttab eller betydelig vægtøgning. Mængden af ​​tabt vægt og dens vedligeholdelse er vigtige, fordi det er det, der fører til forbedring/remission af følgesygdomme (diabetes, hjertesygdomme osv.) og til nedsat dødelighed af hjerte-kar-sygdomme eller kræft. En af nøglerne til optimalt vægttab fra en kaloriebegrænset diæt og efterfølgende vægttabsvedligeholdelse er at tabe fedt uden at tabe muskler (også kendt som lean body mass). Det er nedsat energiforbrug fra nedsat muskelmasse efter vægttab, som bidrager væsentligt til vægtgenvinding. Muskelmasse er den vigtigste drivkraft for energimetabolisme, der favoriserer forbrænding af mad som brændstof frem for dets opbevaring som fedt. Da muskler giver et reservoir af aminosyrer for at opretholde proteinsyntese, der er afgørende for overlevelse, er dens massemængde altid i fare under forhold med utilstrækkelig kostindtagelse. Skeletmuskulatur, under kaloriebegrænsningen af ​​vægttabsdiæter, kataboliserer for at give kroppens udækkede proteinbehov. Det bliver udfordrende at vedligeholde muskler under forhold med alvorlig kaloriebegrænsning, såsom efter fedmekirurgi.

   Proteintilskud har vist sig at beskytte mod muskeltab oplevet ved vægttab, men kun hvis tilskud er tilstrækkeligt. Standardbehandlingsmetoden til at opretholde muskelmasse under hurtigt, betydeligt vægttab efter fedmekirurgi har været kosttilskud af valleprotein. Efter fedmekirurgi er proteintilskud begrænset af patienternes manglende evne til at indtage tilstrækkelige kalorier. Dette kan yderligere hindres af typiske perioperative komplikationer, som begrænser indtaget, såsom kvalme, opkastning og tidlig mæthed. På trods af standardbehandlingstilskud med valleprotein efter fedmekirurgi er der derfor kun opnået marginale gevinster i at forhindre muskeltab. Essential Amino Acid, interventionssupplementet i denne undersøgelse, er en patenteret formel, der videnskabeligt er vist at være langt mere anabolsk end valleprotein hos fritlevende ældre og unge raske voksne, der er i sengeleje. Essential Amino Acid-supplementet stimulerer proteinsyntesen 3-5 gange så effektivt som valleprotein med ubetydelige ikke-proteinkalorier.

   Betydningen af ​​musklernes rolle i vægttab og dets vedligeholdelse kan ikke understreges nok. Muskler, der er afgørende for energimetabolismen, er ansvarlige for størstedelen af ​​det samlede energiforbrug (svarende til fysisk aktivitetsenergiforbrug, hvileenergiforbrug og diætinduceret termogenese - kalorier, der kræves for at fordøje mad). Både fysisk aktivitet og muskelproteinsyntese udgør en betydelig del af energiforbruget. Gennem sin funktion i fysisk aktivitet og proteinsyntese bestemmer muskler i vid udstrækning det kalorieforbrug, der ligger til grund for evnen til at 'opbruge' den spiste mad i stedet for at opbevare den som fedt.

   Fedme, er ikke kun øget kropsfedt, men også øget intramuskulært fedt. Det intramuskulære fedt, der er forbundet med fedme, forringer muskelfunktionen ved at give normal glukosehomeostase. Heldigvis, når fedt lagret i muskler falder, forbedres insulinfølsomheden. Også svækket under forhold med øget intramuskulært fedt, er funktionen af ​​at levere aminosyrer til at opretholde essentiel proteinsyntese. Nedsat muskelmitokondrier-stimuleret proteinsyntese reducerer potentielt hvileenergiforbrug og diætinduceret termogenese. Tilstrækkelig proteintilskud kan modvirke svækkelse af muskelmitokondriel proteinsyntese og i teorien føre til nedsat intramuskulært fedt, hvilket forbedrer både energiforbrug og insulinfølsomhed.

3. Studere design

Dette er et dobbeltblindet randomiseret klinisk forsøg, hvor responsen på indtagelse af et af to forskellige kosttilskud efter fedmekirurgi vil blive bestemt. En række faktorer relateret til kropssammensætning og muskelmetabolisme vil blive kvantificeret hos deltagere med fedme før og cirka 6 måneder efter fedmekirurgi. Dette tidsinterval blev valgt, fordi yderligere kropsvægtændringer generelt er relativt små 6 måneder efter operationen; det meste af vægttabet sker i de første 6 måneder. Deltagerne vil blive tildelt tilfældigt af computeren til at modtage enten et essentiel aminosyrebaseret kosttilskud (intervention) eller et kommercielt tilgængeligt valleproteintilskud (Beneprotein®).