Auswirkungen des intermittierenden Fastens auf die Energiebilanz und die damit verbundenen Gesundheitsergebnisse

Rekrutierung

Lokale Werbung in Form von Plakaten wird in der gesamten Forschungseinrichtung, in nahe gelegenen Organisationen und in der Stadt Bath verteilt. Die Poster werden interessierte Personen dazu anregen, sich an den leitenden Prüfarzt zu wenden, um weitere Informationen darüber zu erhalten, was die Studie umfassen wird. Das Forschungsteam wird versuchen, 72 (36 schlanke, 36 übergewichtige/fettleibige) Personen zu rekrutieren, die die Aufnahmekriterien (später besprochen) erfüllen.

Einschreibung

Potenzielle Freiwillige werden die in den Werbematerialien angegebenen Kontaktdaten verwenden, um ihr Interesse gegenüber dem Forschungsteam zu bekunden, das ihnen dann eine Kopie des Teilnehmerinformationsblatts zum Durchlesen zur Verfügung stellt. Diejenigen, die an einer Teilnahme interessiert sind, werden dann zu einer Beratung vor der Einschreibung eingeladen, bei der sie die Möglichkeit haben, alle Fragen zu stellen, die sie möglicherweise zur Studie haben, bevor sie auf die Einschluss- und Ausschlusskriterien überprüft werden. Dies beinhaltet Messungen von Gewicht und Größe sowie das Ausfüllen eines Fragebogens zu den Eingangskriterien, des Fragebogens zur Untersuchung von Essstörungen und des Fragebogens zur Bereitschaft zu körperlicher Aktivität. Vorausgesetzt, sie erfüllen die relevanten Kriterien, werden sie durch die Studie geführt und bevor sie gebeten werden, eine Einwilligungserklärung auszufüllen. Dabei wird mit dem Teilnehmer das Vorgehen bei einer Fettgewebsbiopsie besprochen und er wird gebeten zu entscheiden, ob er diese einbeziehen möchte oder nicht, da es sich um einen optionalen Test handelt.

Basislaborprotokoll (LAB 1)

Nach der formellen Einschreibung in die Studie werden die Teilnehmer eingeladen, ihre Teilnahme an der Studie mit einem 60-minütigen Besuch der University of Bath nach 12-stündigem Fasten zu beginnen. Während dieses Besuchs wird der Forscher eine Urinprobe entnehmen, um den Flüssigkeitsgehalt mit einem Osmometer zu überprüfen, bevor er Messungen von Größe, Gewicht und Taillenumfang vornimmt. Eine nüchterne Blutprobe wird auch durch Venenpunktion entnommen, um die Ruhespiegel wichtiger Hormone und Metaboliten zu messen. Zum Abschluss dieses Besuchs werden die Teilnehmer gebeten, einen submaximalen Belastungstest durchzuführen, um den „Actiheart“-Monitor zu kalibrieren, der während der gesamten Studie zur Messung des Energieverbrauchs bei körperlicher Aktivität verwendet wird. Dazu werden die Teilnehmer gebeten, auf einem Laufband zu bleiben, während die Intensität über die folgenden vier Stufen zunimmt:

• Stufe 1 - Ebenes Gehen mit 3,2 km/h
• Stufe 2 – zügiges Gehen mit 5,2 km/h
• Stufe 3 – zügiges Gehen mit 5,8 km/h mit einer starken Steigung von +10,2 %
• Stufe 4 - Ebener Lauf mit 12,5 km/h

Stufe 4 wird nur für diejenigen aufgenommen, die formal trainieren, da Nicht-Trainierende diese Art von Aktivität wahrscheinlich nicht in ihrer normalen Routine ausführen, was eine Kalibrierung bei dieser Intensität unnötig macht. Formelle Übende werden anhand des Fragebogens zu den Eingangskriterien identifiziert. Darüber hinaus wird das Laufbandprotokoll früher angehalten, wenn der Teilnehmer darum bittet, anzuhalten, oder wenn seine Herzfrequenz 85 % seines altersvorhergesagten Maximums übersteigt.

Überwachungsphase

Vor dem Verlassen des Labors erhalten die Teilnehmer einen Actiheart-Monitor, ein kleines Gerät, das auf der Brust angebracht wird und die körperliche Aktivität misst, indem es jede Minute Herzfrequenz und Bewegung aufzeichnet. Sie erhalten außerdem eine Küchenwaage und ein Logbuch, um eine gewogene Aufzeichnung ihrer Nahrungs- und Flüssigkeitsaufnahme zu erstellen, sowie eine Körpergewichtswaage, um ihr Gewicht zu verfolgen und dabei zu helfen, es stabil zu halten.

Während der vierwöchigen Überwachungsphase werden die Teilnehmer gebeten, vier dreitägige Überwachungsperioden zu absolvieren, die jeweils zwei Wochentage und einen Wochenendtag umfassen, während sie ihre normalen Ernährungs- und Bewegungsgewohnheiten fortsetzen. Die Forscher organisieren die Abholung und Lieferung von Überwachungsgeräten, falls erforderlich. Der Zweck besteht darin, erstens die Gewichtsstabilität zu gewährleisten, um verwirrende Einflüsse zu minimieren, zweitens genaue Basiswerte für Schlüsselvariablen wie körperliche Aktivität bereitzustellen und schließlich sicherzustellen, dass die bereitgestellten Ernährungsaufzeichnungen die gewohnheitsmäßige Einnahme gültig widerspiegeln.

Sofern die in der Kontrollphase gewonnenen Daten die relevanten Zuverlässigkeitskriterien erfüllen, werden die Teilnehmer mindestens vier Wochen nach ihrem ersten Besuch in das Physiologielabor eingeladen. Als Vorbereitung darauf werden die Teilnehmer gebeten, anstrengende Übungen, Alkohol und Koffein zu vermeiden, bevor sie über Nacht fasten, bis sie am nächsten Morgen im Labor ankommen.

Präinterventionelles Laborprotokoll (LAB 2)

Vor Beginn ihrer Intervention werden die Teilnehmer gebeten, an einem Laborprotokoll vor der Intervention teilzunehmen, wie unten beschrieben. Weibliche Teilnehmer werden gebeten, dies so zu planen, dass es mit der Follikelphase ihres Menstruationszyklus (3-10 Tage nach Beginn der Menstruation) zusammenfällt, da ihre Hormonprofile zu dieser Zeit am stabilsten sind.

Am Tag ihres Besuchs werden die Teilnehmer gebeten, um 06:30 Uhr ein halbes Liter Wasser zu trinken, bevor sie sich darauf vorbereiten, um 07:30 Uhr in leichter Kleidung (d. h. Shorts, T-Shirt) ohne Metallteile oder Schmuck. Sie müssen dann eine kleine Urinprobe abgeben, um den Flüssigkeitsgehalt zu überprüfen, bevor Messungen von Größe, Gewicht und Taillenumfang vorgenommen werden (HINWEIS: Wenn das Gewicht um mehr als 1,0 Kilogramm im Vergleich zu ihrer Ausgangsmessung abweicht, werden sie möglicherweise gebeten, die Überwachungsphase zu wiederholen ).

Um 07:45 Uhr werden die Teilnehmer gebeten, sich in eine halbliegende Position zu legen und 30 Minuten lang auszuruhen. Dies dient als Vorbereitung für die Messung des Ruhestoffwechsels und der Substratoxidation, die um 08:15 Uhr über drei 5-Minuten-Perioden unter Verwendung von indirekter Kalorimetrie abgeschlossen wird, während der Teilnehmer ausgeruht bleibt. Anschließend wird eine intravenöse Kanüle zur Blutentnahme während des gesamten Besuchs an der Ellenbogenvene angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird auch eine 12-ml-Nüchternblutprobe entnommen, um die Ruhespiegel wichtiger Metaboliten (z. Glukose, Insulin, Cholesterin, Leptin, Ghrelin usw.).

Um 08:45 Uhr werden Teilnehmer, die sich für eine Fettgewebebiopsie entschieden haben, diesem Verfahren unterzogen. Falls vorhanden, wird ein Bereich an der Seite des Bauches direkt über dem Hosenbund sterilisiert und mit einem Anästhetikum (Lidocainhydrochlorid) injiziert, um den Bereich zu betäuben. Mit einer größeren Nadel wird dann eine 0,5-Gramm-Probe Fettgewebe direkt unter der Haut entnommen. Es wird einige Blutergüsse geben, aber wenn man es heilen lässt, sollte es keine Narben geben. Diejenigen, die sich gegen diese Biopsie entscheiden, werden einfach weiter ruhen.

Um 09:00 Uhr werden die Teilnehmer gebeten, visuelle Analogskalen (VAS) auszufüllen, die subjektive Messwerte für Appetit, Völlegefühl und Verlangen nach Essen liefern. Unmittelbar danach erhalten die Teilnehmer ein Testfrühstück aus Instantbrei aus Vollmilch und Zucker, das sie innerhalb von 10 Minuten verzehren müssen. Wichtige Maßnahmen werden dann in folgenden Abständen ergriffen:

• 12 ml Blutprobe - 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180
• Visuelle Analogskalen - 30, 60, 90, 120, 150, 180
• Stoffwechselrate (indirekte Kalorimetrie) - 60. 120, 180

(Hinweis: Die gesamte Urinausscheidung wird auch während der postprandialen Phase quantifiziert, um die Substratoxidationswerte für die Proteinoxidation anzupassen.)

Um 12:05 Uhr werden die Teilnehmer gebeten, die Hand ihres kanülierten Arms in eine gepolsterte Plexiglasbox zu legen, die auf 55 Grad erhitzt wird. Dadurch kann das venöse Blut arterialisiert werden, was im folgenden Test einen besseren Hinweis auf den Glukosestoffwechsel des gesamten Körpers liefert. Um 12:15 Uhr werden 7 ml Blut entnommen, wonach der Teilnehmer aufgefordert wird, einen Milchshake zu sich zu nehmen, der 33 % seines Energiebedarfs deckt. Blutproben (7 ml) werden dann alle 15 Minuten für die folgenden zwei Stunden entnommen, um das Vorhandensein eines zweiten Mahlzeiteffekts zu testen. Um 14:15 Uhr wird die letzte Blutprobe für diesen Besuch abgenommen und die Kanüle entfernt.

Zum Abschluss des Präinterventionsprotokolls werden die Teilnehmer für einen Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie-Scan (DEXA) in ein separates Labor gebracht. Hierbei handelt es sich um eine spezielle Form des Ganzkörperscans, bei dem gemessen wird, wie sich das Gewicht einer Person auf Fett- und Muskelgewebe verteilt. Es dauert ungefähr acht Minuten und erfordert, dass der Teilnehmer die ganze Zeit still liegt. Es wird zwar eine geringe Dosis ionisierender Strahlung verabreicht, diese entspricht jedoch 7 Mikrosievert, was mit einem Risiko schädlicher Strahlungswirkungen im Bereich von 1 zu 10 Millionen einhergeht. Die Anwendung dieser Methode wurde in dieser Studie von einem unabhängigen Medizinphysik-Experten und einem klinischen Strahlenexperten genehmigt.

Interventionsphase

Vor dem Verlassen des Labors werden die Teilnehmer randomisiert einer der drei unten beschriebenen Behandlungsbedingungen zugeteilt. Alle drei Diätgruppen dauern insgesamt 20 Tage, wobei die Übergänge zwischen jedem 24-Stunden-Zyklus jeden Tag um 15:00 Uhr erfolgen, damit sie in allen Fällen mindestens eine Hauptmahlzeit pro Tag zu sich nehmen können. Für die intermittierenden Fastengruppen (IMF) beachten Sie bitte, dass die Teilnehmer während der Fastenzyklen gebeten werden, nur Wasser und schwarzen Tee/Kaffee ohne Milch oder Zucker zu sich zu nehmen. Während der Fütterungszyklen und während der täglichen kalorienreduzierten Diät werden die Teilnehmer gebeten, ihre Ernährungsaufzeichnung der Kontrollphase mit entsprechend modifizierten Mengen neu zu erstellen, um 75 %, 150 % oder 200 % ihrer normalen Kalorienaufnahme gemäß der ihnen zugewiesenen Gruppe zu geben Zu. Wenn eine Erholung nicht möglich ist, werden die Teilnehmer gebeten, den entfernten Gegenstand und/oder den hinzugefügten Gegenstand in einem neuen Ernährungsprotokoll zu vermerken, das vor Verlassen des Labors bereitgestellt wird. Auch die körperliche Aktivität wird in der ersten und letzten Woche des Eingriffs mit einem Actiheart-Monitor überwacht, um Verhaltensanpassungen an die Ernährung zu untersuchen.

1. Tägliche Kalorieneinschränkung - Reduzieren Sie die Energieaufnahme täglich um 25 %
2. IMF mit Gewichtsverlust - Wechseln Sie zwischen 24-Stunden-Zyklen des Fastens und der Fütterung mit 150 % der normalen Aufnahme beim Füttern
3. IMF ohne Gewichtsverlust - Wechseln Sie zwischen 24-Stunden-Zyklen des Fastens und der Fütterung mit 200 % der normalen Aufnahme beim Füttern

Um 15:00 Uhr am Tag ihres ersten Laborbesuchs beginnen männliche Teilnehmer mit ihrer zugewiesenen Diät, obwohl diese bei Bedarf um bis zu eine Woche verschoben werden kann. Weibliche Teilnehmer werden gebeten, dies in allen Fällen um sechs Tage zu verschieben, um sicherzustellen, dass ihr Laborbesuch nach der Intervention in dieselbe Phase ihres Menstruationszyklus fällt, um die Auswirkungen monatlicher Hormonschwankungen zu minimieren.

Laborprotokoll nach der Intervention (LAB 3)

Nach Abschluss von 20 aufeinanderfolgenden 24-Stunden-Diätzyklen kehren die Teilnehmer für einen Tag zu ihrer normalen Ernährung (vorgeschrieben) zurück, während sie anstrengende Übungen, Rauchen, Alkohol und Koffein vermeiden, bevor sie fasten, bis sie am nächsten Morgen für ihre Nachuntersuchung im Labor ankommen. Besuch im Interventionslabor. Nachdem die Teilnehmer um 06:30 Uhr ein halbes Liter Wasser getrunken haben und um 07:30 Uhr in leichter Kleidung angekommen sind, werden die Teilnehmer demselben Laborprotokoll unterzogen, das zuvor für ihren Besuch vor der Intervention beschrieben wurde. Anstatt jedoch randomisiert einer Diätgruppe zugeteilt zu werden, werden sie gebeten, einen Feedback-Fragebogen zu ihren Erfahrungen mit der Studie auszufüllen.

Nachverfolgen

Vier Wochen nach ihrem Laborbesuch nach der Intervention werden die Teilnehmer zu einer Feedback-Sitzung eingeladen, um alle verfügbaren Ergebnisse zu besprechen. Die Ergebnisse des Mahlzeitentests und der gesamten Studie folgen aus Logistik- und Kostengründen zu einem späteren Zeitpunkt. Gegebenenfalls werden die Teilnehmer auch gebeten, eine Gewichtsmessung anzugeben, um einen Hinweis auf die Nachhaltigkeit der Gewichtsabnahme zu geben.

Ziel

Sobald die Datensätze für alle 72 Teilnehmer vorliegen, wird die Gruppe mit täglicher Kalorieneinschränkung mit der IMF-Gruppe mit Gewichtsverlust verglichen. Dies ermöglicht den Vergleich der Wirkungen einer IMF-Diät mit den Wirkungen eines konventionelleren Ansatzes, wenn dieser auf das Energiedefizit abgestimmt wird. Die letzte Gruppe, IMF ohne Gewichtsverlust, wird dann die relativen Beiträge von Gewichtsverlust und fastenabhängigen Mechanismen bei der Hervorrufung beobachteter Wirkungen hervorheben.