Die Wirkung einer sehr kalorienarmen Ernährung mit und ohne Bewegung auf die Muskelsynthese bei übergewichtigen Männern mittleren Alters. (VLCDex)

In jüngster Zeit ist Interesse an der Rolle von hypoenergetischen, sehr kalorienarmen Diäten (VLCD) bei der Behandlung von übergewichtigen und fettleibigen Menschen mit oder ohne Typ-2-Diabetes entstanden. VLCD führt jedoch dazu, dass neben Fettgewebe 20-30% der Masse als fettfreie Körpermasse (LBM) verloren gehen. Da LBM in Form von Skelettmuskel eine wichtige Rolle für die Aufrechterhaltung der metabolischen Gesundheit des ganzen Körpers spielt und einen riesigen Proteinspeicher darstellt, ist ein besseres Verständnis der Mechanismen des VLCD-induzierten Gewichtsverlusts sehr wichtig. In einer kürzlich durchgeführten systematischen Überprüfung stellten die Ermittler fest, dass Informationen zu diesem Thema rar sind. Frühe Studien mit VLCD, bei denen Proteinergänzungen von geringer Qualität verwendet wurden, zeigten, dass VLCD mit einem erhöhten Risiko für unerwünschte Mortalität verbunden war, hauptsächlich aufgrund von Herzmuskelatrophie. Obwohl aktuelle VLCDs sicherer sind, bleiben Bedenken hinsichtlich der Erhaltung von LBM bestehen. Dies liegt daran, dass VLCD bei Menschen mittleren Alters (und älter), die bereits an den frühen Stadien der Sarkopenie leiden, bei etwa 0,5-1% / Jahr ab einem Alter von ~ 40 Jahren zu einem zusätzlichen signifikanten Verlust an Muskelmasse führen kann. Eine geringe Muskelmasse, insbesondere bei älteren Menschen, ist mit erhöhter Sterblichkeit, Dynapenie (reduzierte Muskelfunktion) und zahlreichen Stoffwechselerkrankungen verbunden. Übungen bleiben das effektivste Mittel, um Muskelmasse durch Stimulierung der Muskelproteinsynthese (MPS) zu erhalten und zu erhöhen. Obwohl Studien gezeigt haben, dass Verluste von LBM während einer VLCD durch die Einbeziehung von Krafttraining (RET) abgeschwächt werden können [5], ist der Mechanismus, durch den VLCD (mit und ohne Bewegung) MPS beeinflusst, schlecht definiert. Die Forscher wissen jetzt auch, dass hochintensives Intervalltraining (HIIT) LBM, Herz- und Stoffwechselfunktion verbessert, aber keine Studie hat das Ergebnis von HIIT mit VLCD auf MPS und LBM geklärt. Die Forscher werden die unterschiedlichen Wirkungen von VLCD mit RET, VLCD mit HIIT und VLCD allein auf MPS und die allgemeine Stoffwechselfunktion bei übergewichtigen Männern mittleren Alters untersuchen.

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen von VLCD auf MPS, Insulinsensitivität, Muskelstruktur und -funktion (Kraft), kardiopulmonale Fitness bei übergewichtigen und fettleibigen Erwachsenen mittleren Alters mit oder ohne RET oder HIIT zu untersuchen. Die Forscher stellten die Hypothese auf, dass VLCD die MPS beeinträchtigt und die Muskeldicke und -funktion sowie die kardiopulmonale Fitness leicht reduziert, während Übungen die MPS und die Muskelstruktur und -funktion verbessern. Alle Gruppen zeigen eine insgesamt verbesserte Insulinsensitivität.

An dieser Studie werden 36 übergewichtige (und fettleibige) männliche Probanden (BMI 27–50 kg/m2) im Alter von 30–60 Jahren teilnehmen. Die Probanden werden nach den Basisuntersuchungen und vor Beginn der Interventionen in eine von 3 Gruppen (jeweils 12) randomisiert: 1) VLCD; 2) VLCD + RET; 3) VLCD+HIIT.

Probanden werden ausgeschlossen, wenn sie Beweise für Folgendes haben:

• Teilnahme an einem formellen Übungsprogramm
• Aktive kardiovaskuläre Erkrankung: unkontrollierte Hypertonie (BD > 180/110), Angina pectoris, Herzinsuffizienz (Klasse III/IV), Arrhythmie, Rechts-Links-Shunt, kürzlich aufgetretenes kardiales Ereignis
• Zerebrovaskuläre Erkrankung: vorangegangener Schlaganfall, Aneurysma (großes Gefäß oder intrakranial), Epilepsie
• Atemwegserkrankungen einschließlich: pulmonale Hypertonie, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), schweres unkontrolliertes Asthma,
• Diabetes Mellitus.
• Aktive entzündliche Darm- oder Nierenerkrankung
• Malignität
• Gerinnungsstörung
• Muskel-Skelett- oder neurologische Erkrankungen
• Familiengeschichte von früh (
• Bekannte Überempfindlichkeit/Allergie gegen das Kontrastmittel Sonovue
• Jede andere anhaltende akute oder signifikante chronische Erkrankung, die oben nicht aufgeführt ist.
• Gewicht > 120 kg – Gewichtsgrenze für Dual-Röntgen-Absorptiometrie (DXA)-Scan Alle Probanden werden einer vollständigen medizinischen Untersuchung unterzogen, bevor sie in die Studie aufgenommen werden. Dieses Screening umfasst Messungen von Größe und Gewicht, Anamnese und körperliche Untersuchung, Bluttests (für Nüchtern-FBCs, U&Es, LFTs, TFTs, Glukose, HbA1C, Lipidprofile und Gerinnung) und EKG. Auffällige Screening-Ergebnisse werden mit dem Probanden besprochen und der Hausarzt (GP) wird entsprechend informiert.

Probanden, die die Einschlusskriterien erfüllen, werden in eine der 3 Gruppen (oben beschrieben) aufgenommen und randomisiert und zur Teilnahme an Basisuntersuchungen (vor der Intervention) eingeladen. Die Probanden werden gebeten, ab Mitternacht (außer klarem Wasser) zu fasten, bevor sie an ihrem ersten Untersuchungstag teilnehmen: TAG (-4). An diesem Tag umfassen die Basisuntersuchungen einen DXA-Scan, die Entnahme von Nüchternproben (Blutzucker, Speichel, Muskel und Fett), vaskuläre Ultraschalluntersuchungen (durchflussvermittelte Dilatation (FMD), Beindurchblutung (LBF)) und eine orale Glukosetoleranz Test (OGTT) mit 2-Deoxyglucose (2DOG) Tracer-Infusion zur Beurteilung der Glukoseaufnahme und Insulinsensitivität. Die Muskelbiopsie wird nach der 2DOG-Infusion wiederholt, gefolgt von Ultraschalluntersuchungen der Beine zur Beurteilung der Muskelstruktur. Am Nachmittag wird ein Standard-Mittagessen angeboten. Ein Herzechokardiogramm (ECHO) wird durchgeführt, um die Herzfunktion zu beurteilen, gefolgt von einer Ultraschalluntersuchung (USS) der dominanten Oberschenkelmuskulatur (für Pennationswinkel, Dicke, Faszikellänge) und einem kardiopulmonalen Belastungstest (CPET), um die maximale aerobe Kapazität zu bestimmen und die Belastung einzustellen für das HIIT-Training (Watt Max, wo zutreffend). Anschließend wird eine Aufsättigungsdosis Deuteriumoxid (D2O) und D3-Kreatin-Tracer-Lösungen verabreicht. Vor dem Verlassen werden die Probanden mit 3-Methylhistidin (3MH)-Tracerlösung versorgt, die 2 Tage später am TAG (-2) eingenommen werden muss, plus tägliche „Aufstockungen“ von D2O (alle Tracer-Mengen basieren auf dem Körpergewicht). Speichelflaschen zur täglichen Speichelsammlung (3 Stunden nach täglicher D2O-Auffüllung, im Kühlschrank aufzubewahren) und Behälter zur Urinsammlung zur D3-Kreatinbestimmung (tägliche Urinprobensammlung für 3 Tage in Behältern beginnend mit 24-Stunden-Urinsammlung, dann Punkturin nach 30 h, 48 h und 72 h) zur Beurteilung der Muskelmasse wird ebenfalls bereitgestellt. Nach dem Verzehr von 3 MH am TAG (-2) werden die Probanden dann am nächsten Tag (TAG (-1)) morgens unsere Einheit besuchen, ab Mitternacht fasten (außer klarem Wasser). Stündliche Blutproben für 6 Stunden zur Messung der 3MH-Spiegel (die erste Probe wird 20-24 Stunden nach der Einnahme von 3MH entnommen) und kontrastverstärkter Ultraschall (CEUS) werden durchgeführt. Anschließend wird die Ausgangsmuskelkraft/-funktion bewertet; 1 Wiederholungsmaximum (1-RM) Bewertung bei 6 (3 Oberkörper, 3 Unterkörper) Übungen und maximale freiwillige Kontraktion (MVC) der Beinstreckung. Nach diesem Besuch beginnen die Probanden ihre Interventionsphase (TAG 1) entsprechend ihrer Gruppe. Alle Gruppen erhalten eine 6-wöchige Interventionsphase der Ernährungsintervention in Form von LighterLife VLCD-Mahlzeitenersatzdiäten: 4 Mahlzeiten/Tag mit 600 kcal/Tag mit 100 % der empfohlenen Tagesdosis (RDA) an Vitaminen und Mineralstoffen. Für die RET-Gruppe besteht das Übungsformat aus 2 Sätzen mit 12 Wiederholungen bei 70 % 1-RM für jede Muskelgruppe mit 1-2 Minuten Pause zwischen den Sätzen nach einem vorgeschriebenen Aufwärmen 3 Sitzungen/Woche. Die Übungen umfassen Ober- und Unterkörperübungen und sind progressiver Natur, wobei die Muskelkraft alle ~14 Tage bewertet wird, um sicherzustellen, dass die Intensität des Trainings während des gesamten Trainings konstant bleibt. In der HIIT-Gruppe sind es 3 Einheiten/Woche mit 60 Sekunden hochintensivem Radfahren bei 95–125 % Watt Max, mit 90 Sekunden Erholung, für 5 Zyklen, mit 2 Minuten Aufwärmen und Abkühlen. Alle Probanden erhalten alle 3 Wochen Blutproben (einschließlich 3MH-Tracer) und Muskel-/Fettbiopsien. DXA-Scan, Ultraschallmessungen (Gefäß und Muskel), D3-Kreatin-Beurteilung, 2DOG-Infusion, OGTT (wie oben erläutert), CPET, MVC, Muskelkraft-Beurteilung werden vor und nach dem 6-wöchigen Interventionszeitraum durchgeführt. Die Probanden sammeln täglich Speichel in Speichelflaschen. Die Sammlungen werden im Kühlschrank aufbewahrt und dreimal pro Woche für Übungsgruppen (während der Übungssitzungen) und einmal pro Woche für reine VLCD-Gruppen an unsere Einheit gesendet. Ernährungstagebuch und körperliche Aktivität (Actiheart Monitor) werden ebenfalls (für 4-5 Tage) vor und während der Eingriffe überwacht, was Messungen am Wochenende beinhalten sollte.