Der Einfluss einer proteinreichen Ernährung auf den Energiestoffwechsel bei gesunden Männern

Diese Studie wird eine randomisierte, kontrollierte Crossover-Studie einer akuten Ernährungsintervention sein. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip (1:1) einer der folgenden Gruppen zugeteilt:

• Kontrollgruppe (CON). Diejenigen, die dem CON zugewiesen werden, erhalten eine Diät, die aus 55 % Kohlenhydraten, 15 % Protein und 30 % Lipiden besteht (ähnlich dem nordamerikanischen Ernährungsmuster [3]).
• Proteinreiche Diätgruppe (HP). Diejenigen, die dem HP zugeordnet sind, erhalten eine Diät, die aus 35 % Kohlenhydraten, 40 % Protein und 25 % Lipiden besteht und um einen Mahlzeitenersatz auf Sojaproteinbasis (Almased®) herum aufgebaut ist.

Die Ernährung der Teilnehmer in beiden Gruppen wird eukalorisch sein.

Zwischen den Diäten werden folgende Stoffwechselveränderungen beurteilt:

• Energiestoffwechsel (Energieverbrauch und Substratoxidation);
• Metabolische Blutmarker [Glukose, Insulin, Lipid-Panel, Peptid-Tyrosin-Tyrosin (PYY), Glucagon-ähnliches Peptid-1 (GLP-1), Ghrelin, Leptin, freies Glycerin und freie Fettsäuren];
• Appetitempfindungen (Hunger, Sättigung, Völlegefühl und voraussichtliche Nahrungsaufnahme).

Stichprobengröße: Insgesamt 18 Teilnehmer werden eine Effektgröße von 1,41 feststellen können. Die Effektgröße wurde basierend auf Änderungen des RQ (0,90 ± 0,04 in der Kontrollgruppe und 0,85 ± 0,03 in einer Gruppe mit hohem Proteingehalt) aus einer zuvor veröffentlichten Studie berechnet. Unter Berücksichtigung einer Fluktuationsrate von 20 % (Formel N=18/1-20 %) hat die gesamte Stichprobengröße von 23 Teilnehmern eine Trennschärfe von 80 % mit einem Signifikanzniveau von 5 %. Die Berechnung der Stichprobengröße wurde mit G*Power Version 3.1.9.2 durchgeführt.

Besuch Nr. 1 – Screening-Besuch: Während des Screening-Besuchs wird der Studienkoordinator das Studienprotokoll durchgehen und eine schriftliche Einverständniserklärung sowie die Kontaktinformationen der Teilnehmer einholen. Die Eignung zur Teilnahme an der Studie basiert auf festgelegten Einschluss- und Ausschlusskriterien, dem Ausfüllen von Fragebögen zur körperlichen Aktivität, der anthropometrischen Beurteilung, der bioelektrischen Impedanzanalyse (BIA) und der Analyse von Biomarkern für Nieren- und Leberfunktion, Elektrolytstatus und Schilddrüsen-stimulierendes Hormon .

Besuch Nr. 2 – Orientierungsbesuch: Während des Orientierungsbesuchs beantworten die Teilnehmer Fragen zu ihrem Gesundheitszustand und ihren Ernährungspräferenzen, lassen ihren Energiebedarf durch einen einstündigen WBCU-Test ermitteln und erhalten eine Erklärung zur Einlaufdiät Zeitraum. Die Körperzusammensetzung wird auch mit Dual-Energy-Röntgen-Absorptiometrie (DXA) und Luftverdrängungs-Plethysmographie (ADP) beurteilt.

Besuche Nr. 3 und 5 – Fitnesstest und Einlaufdiätbesuch: Um die Trainingsintensität während des Aufenthalts in der WBCU zu standardisieren, nehmen die Teilnehmer vor ihrem ersten WBCU-Testbesuch an einem Fitnesstestbesuch teil. Sie führen einen submaximalen Belastungstest auf einem Laufband (Freemotion Incline Trainer) durch. Der Belastungstest beginnt mit einer individualisierten Gehgeschwindigkeit, die als komfortabel und nachhaltig charakterisiert wird. Die Steigung wird alle drei Minuten um 2 % erhöht, bis ein RER von 0,9 erreicht ist. Während des Trainings werden ausgeatmete Gase durch ein kalibriertes TrueMax®-Stoffwechselmesssystem (ParvoMedics, Sandy, UT) analysiert. Um die gleichen Bedingungen während der WBCU-Übungssitzung zu reproduzieren, wird den Teilnehmern um 9:00 Uhr ein Frühstück gegeben, das mit dem in der WBCU (CON-Gruppe) identisch ist, und der Laufbandtest beginnt um 10:20 Uhr. Um die Arbeitsbelastung für die WBCU-Übungssitzung zu bestimmen, wird das Atemaustauschverhältnis (RER) jedes Teilnehmers gegen seine Fitnesstest-Arbeitsbelastung aufgetragen. Die Arbeitsbelastung, bei der ein RER von 0,85 auftrat, wird als Arbeitsbelastung für die WBCU ausgewählt. Wir rechnen mit einem RER von 0,85 ± 0,03 während der WBCU-Kontrollübung. Der kleine Unterschied kann auf Faktoren wie die Veränderung der Substratoxidation während einer 40-minütigen Trainingseinheit zurückzuführen sein.

Nach dem Fitnesstest erhalten die Teilnehmer alle notwendigen Mahlzeiten, um die 3-tägige Run-in-Diät zu absolvieren. Dadurch wird die Nahrungsaufnahme unter den Teilnehmern standardisiert und die Auswirkungen jeglicher Essgewohnheiten/-stile auf die Ausgangsdaten minimiert. Die Run-in-Diät ist eine eukalorische Diät und hat die gleiche Makronährstoffverteilung wie die Diät der CON-Gruppe (55 % Kohlenhydrate, 15 % Protein und 30 % Lipide). Während dieser dreitägigen Einlaufphase werden die Teilnehmer gebeten, auf anstrengende Übungen, einschließlich Ausdauer- und/oder Widerstandsübungen, zu verzichten. Sie können am ersten und zweiten Tag der Run-in-Diät Sport treiben (mäßig) und Kaffee trinken, aber nicht am dritten Tag.

Besuche Nr. 4 und 6 – Ganzkörper-Kalorimetrie-Testbesuche: Die Teilnehmer absolvieren während des Studienzeitraums zweimal einen WBCU-Testbesuch, der nach den Einlaufdiätperioden stattfindet. Diese Besuche bestehen aus zwei 32-stündigen (1,5 Tage) Energieverbrauchsbewertungen innerhalb der WBCU. Während des 32-stündigen Messzeitraums werden die Teilnehmer beider Gruppen (CON und HP) über ein Luftschleusen-Schubladensystem mit einer Diät aus fünf Mahlzeiten (Frühstück, Mittagessen, Abendessen und zwei Snacks) versorgt. Die CON-Gruppe erhält eine Diät, die aus 55 % Kohlenhydraten, 15 % Protein und 30 % Lipiden besteht. Die Teilnehmer erhalten Frühstück, Mittagessen, Abendessen und zwei Snacks (nachmittags und abends). Die HP-Gruppe erhält eine Ernährung, die aus 35 % Kohlenhydraten, 40 % Protein und 25 % Lipiden besteht und um einen Mahlzeitenersatz auf Sojaproteinbasis (Almased®) herum aufgebaut ist. Die Teilnehmer nehmen ungefähr 1 Gramm Almased® pro kg Körpergewicht gemischt mit Olivenöl und fettarmer Milch (1 % Fett) zu ihrem Frühstück, Mittag- und Abendessen zu sich. Zwei Snacks (nachmittags und abends) bestehend aus etwa 1 Gramm Almased® pro kg Körpergewicht gemischt mit Apfelsaft und Olivenöl werden ebenfalls bereitgestellt. Die Mengen an fettarmer Milch, Olivenöl und Apfelsaft werden individuell angepasst, um die gewünschte Makronährstoffzusammensetzung für die HP-Gruppe zu erreichen. Eine Variation von ± 2 % für jeden Makronährstoff und ± 50 kcal/Tag wird berücksichtigt.

Die Übungseinheit wird am ersten Morgen (von 10:20 Uhr bis 11:00 Uhr) in der WBCU durchgeführt. Die Sitzung wird auf einem Laufband (BH T10 Pro Treadmill) durchgeführt. Die Geschwindigkeit und Neigung des Laufbands werden basierend auf dem Fitnesstest wie zuvor beschrieben eingestellt.

Blutproben werden viermal entnommen, während die Teilnehmer in der WBCU sind:

• Fasten am ersten Tag (um 07:45 Uhr);
• Nach der Übungseinheit am ersten Tag (um 11:00 Uhr);
• Zwei Stunden postprandial am ersten Tag (um 14:30 Uhr);
• Fasten am zweiten Tag (um 08:30 Uhr). Die folgenden Blutmarker werden analysiert: Glukose, Insulin, Lipidpanel, PYY, GLP-1, Ghrelin, Leptin, freies Glycerin und freie Fettsäuren. Während sich die Teilnehmer in der WBCU befinden, muss während der gesamten Zeit Urin gesammelt werden. Dies ist notwendig, um die Gesamtstickstoffausscheidung, das vom Körper des Teilnehmers während des Testtages verbrauchte Protein, zu bestimmen. Die Teilnehmer werden gebeten, ihre Appetitempfindungen unmittelbar vor und 30 Minuten nach jeder Mahlzeit und jedem Snack, die in der WBCU bereitgestellt werden, auf einer visuellen Analogskala (VAS) von 100 mm zu bewerten, um die subjektiven Appetitempfindungen (Hunger, Sättigung, Völlegefühl und Aussichten) zu messen Nahrungsaufnahme). Die Teilnehmer werden gebeten, während des Schlafs einen Beschleunigungsmesser um das Handgelenk zu tragen. Der Bewegungssensor misst die Aktivitätsmuster der Teilnehmer während des Schlafs. Zwischen den WBCU-Testbesuchen ist eine zweiwöchige Auswaschphase erforderlich, um die Übertragungseffekte der Interventionen zu verringern. Eine zweiwöchige Auswaschphase ist typisch für Fütterungsversuche mit Soja-Isoflavon-Intervention [4, 5].

Statistische Analysen: Datenverteilungen werden mit dem Shapiro-Wilk W-Test ausgewertet. Parametrische Variablen werden als Durchschnitt und Standardabweichung ausgedrückt und dann in Delta-Scores (d. h. Post-Pre-Werte). Um die Unterschiede zwischen den nach der Intervention analysierten Variablen (innerhalb) und zwischen den CON- und HP-Gruppen (zwischen) zu bestimmen, werden je nach Datenverteilung der Student-t-Test oder Mann-Whitney-Tests angewendet. Pearson-Korrelationskoeffizienten werden bestimmt, um zu beurteilen, ob es eine statistisch signifikante Korrelation zwischen den Variablen gibt. Alle Analysen werden mit SPSS Version 22.0 unter Berücksichtigung eines kritischen Signifikanzwerts von 5 % durchgeführt.