Erkältung, Appetit und Gewichtsverlust bei Personen mit Fettleibigkeit

Bei dieser Studie handelt es sich um eine 8-wöchige Intervention zur Gewichtsreduktion mit 3 zufällig zugewiesenen Gruppen: DIÄT, Kälteexposition (CE) und DIÄT+CE. Die Studie wird insgesamt 13 Wochen dauern. Alle Teilnehmer durchlaufen eine unten beschriebene Screening-Sitzung. Es wird 4 experimentelle Sitzungen geben, 2 vor und 2 nach der Intervention. Zwischen den einzelnen Sitzungen liegt eine Woche. Der Zeitplan wird sein:

• Vorführung
• Experimentelle Sitzung 1
• Experimentelle Sitzung 2
• Intervention
• Experimentelle Sitzung 3
• Experimentelle Sitzung 4. Es wird eine experimentelle Kontrollsitzung (bei Umgebungstemperatur) und eine experimentelle Sitzung mit Kälteexposition geben (siehe unten). Diese werden in zufälliger Reihenfolge sowohl vor als auch nach dem Eingriff durchgeführt. Daher sind für alle Teilnehmer unabhängig von der Gruppe außerhalb der ihnen zugewiesenen Gruppenintervention insgesamt 5 Laborbesuche erforderlich. Teilnehmer der CE- und DIET+CE-Gruppen melden sich jeden zweiten Tag im Labor für die 8-wöchige Intervention, um sich wie unten beschrieben einer Kälteexposition zu unterziehen. Die Gruppen DIET und DIET+CE erhalten eine wöchentliche Ernährungsberatung im Labor sowie einen wöchentlichen Check-in mit dem Ernährungsberater per SMS, Telefon oder E-Mail. Den Teilnehmern wird nach Abschluss der Screening-Sitzung und vor der experimentellen Sitzung eine zufällige Gruppe zugewiesen. Teilnehmer können nicht vor ihrer Einwilligung zugewiesen werden, da dies den Randomisierungsprozess verzerrt und ihn irrelevant macht. Vor der Einwilligung werden ihnen alle drei Gruppen erklärt, sie werden jedoch erst nach dem Screening zugewiesen.

SCREENING Die Einverständniserklärung wird eingeholt und die Einschlusskriterien überprüft. Die Teilnehmer werden aufgefordert, die am häufigsten konsumierten Lebensmittel aus verschiedenen Kategorien zu bewerten: fettreiche Süßspeisen, fettarme Süßspeisen, fettreiche herzhafte Speisen und fettarme herzhafte Speisen. Die Ergebnisse werden für den Leeds Food Preference Questionnaire (LFPQ) verwendet, der in den experimentellen Sitzungen angewendet wird. Es werden Körpergröße und Gewicht erfasst. Anschließend erhalten die Teilnehmer einen Beschleunigungsmesser (Actical-Mini Mitter Co. Inc.), um ihr Aktivitätsniveau eine Woche lang zu messen.

EXPERIMENTELLE SITZUNGEN 7h15 – Anthropometrie und DEXA. Die Teilnehmer werden gebeten, nach einer 12-stündigen Fastennacht und nach 48-stündigem Verzicht auf anstrengende Aktivitäten einzutreffen. Körpergewicht und Körpergröße (HR-100 Height Rod und BWB-800AS Digital Scale, Tanita Corporation of America, Inc. Arlington Heights, Illinois, USA) werden gemessen. Ein Dual Energy X-Ray Absorptiometry (DEXA) (Lunar Prodigy, GE Medical Systems).Scan werden zur Messung von Knochendichte, Fettmasse und fettfreier Körpermasse verwendet. Die Teilnehmer müssen vollständig bekleidet auf einem Untersuchungstisch liegen, während eine Röntgenaufnahme geringer Intensität den gesamten Körper scannt. Die Messungen dauern 15 Minuten.

7h30 – Einführen des Katheters. Eine qualifizierte Krankenschwester führt einen intravenösen Katheter in die Vena antecubitalis distal des Ellenbogens ein, um an verschiedenen, unten beschriebenen Stellen Blut zu entnehmen. Es werden insgesamt X Sammlungen durchgeführt, wobei jede Sammlung 10 ml, also insgesamt 80 ml, umfasst. Der erste wird unmittelbar nach dem Einsetzen entnommen. Anschließend folgt eine kurze Ruhephase. Blutproben werden nach der Veröffentlichung 10 Jahre lang aufbewahrt und anschließend im Rahmen des Entsorgungsprozesses für biologisch gefährliche Abfälle der Universität vernichtet. Die Blutabnahmen finden zu folgenden zusätzlichen Zeitpunkten statt: 9 Uhr, 9.40 Uhr, 10.20 Uhr, 11 Uhr, 11.40 Uhr, 12.20 Uhr, 1 Uhr.

8.00 Uhr – Energieverbrauch im Ruhezustand. Die Teilnehmer werden gebeten, sich einer verkürzten Version der oben beschriebenen Messung des Ruheenergieverbrauchs zu unterziehen, die etwa 30 Minuten dauert.

8.30 Uhr – Appetitmessung. Die Teilnehmer werden gebeten, an dieser Stelle und an verschiedenen anderen Stellen während der Sitzung visuelle Analogskalen (VAS) auszufüllen. Kurz gesagt werden Essenslust, Hunger, Sättigung und voraussichtlicher Nahrungskonsum bewertet. Folgende Fragen werden gestellt: 1) „Wie stark ist Ihr Verlangen zu essen?“ (Sehr schwach – Sehr stark); 2) „Wie hungrig fühlst du dich?“ (Überhaupt nicht hungrig – so hungrig wie nie zuvor); 3) „Wie satt fühlst du dich?“ (Überhaupt nicht satt – sehr satt) und 4) „Wie viel Essen könnten Sie Ihrer Meinung nach essen?“ (Überhaupt nichts – eine große Menge). VAS wird zu folgenden zusätzlichen Zeitpunkten abgeschlossen: 9 Uhr, 9 Uhr 40, 10 Uhr 20, 11 Uhr, 11 Uhr 40, 12 Uhr 20, 1 Uhr.

8:35 Uhr – Den Teilnehmern wird ein Standardfrühstück mit zwei Toaststücken, Marmelade, Erdnussbutter und Orangensaft serviert. Ihnen wird für jede Sitzung das gleiche Frühstück serviert. Sie müssen den gesamten Inhalt innerhalb von 20 Minuten verzehren.

9.00 Uhr – Basismessungen. Den Teilnehmern werden 4 Oberflächenelektroden (Delsys, Boston, MA, 02215, USA) an Sternocleidomastoideus, Trapezius, Pectoralis Major und Rectus abdominis zur Messung der Muskelaktivität während des Zitterns angebracht. Sie führen für jeden Muskel 3 maximale Kontraktionen von 5 Sekunden aus, um eine Basismessung zum Vergleich zu erstellen. Anschließend werden sie mit 12 Thermoelementen (Concept Engineering, Old Saybrook, CT) an den folgenden Stellen ausgestattet: Stirn, oberer Rücken, unterer Rücken, Bauchbereich, Quadrizeps, hintere Oberschenkelmuskulatur, vordere Wade, hintere Wade, Brust, Bizeps, Unterarm usw Hand. Diese Thermoelemente messen die Hauttemperatur und ermitteln die mittlere Gesamthauttemperatur (Tskin). Anschließend werden sie mit einem dreiteiligen, flüssigkeitskonditionierten Anzug (LCS: Three Piece, Allen Vangard, Ottawa, ON, Kanada) ausgestattet, der entweder mit kaltem Wasser oder Wasser mit Umgebungstemperatur infundiert werden kann, um die Hauttemperatur zu manipulieren. Tskin wird in Ruhe gemessen, während sich die Teilnehmer auf ein Bett legen, um den Umgebungs-Tskin zu bestimmen. Während dieser Zeit wird ihnen die Plexiglashaube über den Kopf gesetzt, um den Energieverbrauch zu messen. Während dieser Messung liegen die Teilnehmer still auf dem Rücken mit einer Plexiglashaube über dem Kopf in einem ruhigen Raum und verwenden einen Durchflussregler und einen Gasanalysator (FlowKit-500, FMS, Sable System International, Las Vegas, NV, USA). Der ausgeatmeten Luft werden Proben entnommen, um den Sauerstoffverbrauch zu bestimmen und den Energieverbrauch im Ruhezustand abzuleiten. Für diesen Test müssen die Teilnehmer etwa 60 Minuten lang ruhig und entspannt liegen. Sie werden außerdem gebeten, während der Exposition sowohl den Wärmekomfort als auch das Wärmeempfinden auf einer Skala von - bis +5 zu bewerten.

10.00 Uhr – Belichtung. Die Teilnehmer durchlaufen dann entweder CE oder AC. Für CE wird der Anzug 2 Stunden lang mit kaltem Wasser (bei 10 °C) durchströmt. Bei Wechselstrom wird der Anzug mit thermoneutralem (33 °C) Wasser durchströmt, um Tskin aufrechtzuerhalten. Dabei wird Tskin kontinuierlich überwacht, der thermische Komfort (d. h. wie angenehm oder unwohl Sie sich fühlen) und das thermische Gefühl (d. h. wie warm oder kalt Sie sich fühlen) wird alle 5 Minuten gemessen. Wir haben zuvor gezeigt, dass schlanke Personen im Anzug mit 5 °C warmem Wasser keine Veränderung der Kerntemperatur (d. h. kompensierbares CE), was bedeutet, dass den Teilnehmern zwar kalt war und sie sich unwohl fühlten, aber kein Risiko für Erfrierungs- oder Nicht-Erfrierungsverletzungen bestand. Diese treten im Allgemeinen bei einer Hauttemperatur unter 15 °C auf, wohingegen eine von uns durchgeführte Studie mit 5 °C warmem Wasser im Anzug eine niedrigste Hauttemperatur von 24 °C ergab. Die verwendeten Kältereize verursachen bei den Teilnehmern ein leichtes Unbehagen, stellen jedoch ein minimales Risiko unerwünschter Ereignisse dar, obwohl extreme Temperaturen, die unter 15 °C Tskin auftreten, aus Gründen der Transparenz aufgeführt wurden. Den Teilnehmern steht es frei, die Sitzung bei Bedarf zu beenden. Bei Bedarf stehen Decken und Warmwasserduschen zur Verfügung. Sobald die Belichtung abgeschlossen ist, werden Anzug, Elektroden und Thermoelemente entfernt.

13.00 Uhr – Geruchs- und Essensbelohnung. Die Teilnehmer müssen drei verschiedene Geruchstests mit Sniffin' Sticks (Burghart Instruments, Wedel, Deutschland) absolvieren. Dabei werden Geruchserkennung, Erkennungsschwelle und Unterscheidung getestet. Es hat sich gezeigt, dass diese Tests mit Veränderungen der Nahrungsaufnahme während der Gewichtsabnahme korrelieren und Veränderungen in der Attraktivität von Nahrungsmitteln zeigen. Für die Essensbelohnungsaufgabe füllen die Teilnehmer den Leeds Food Preference Questionnaire aus. Hierbei handelt es sich um eine computergestützte Aufgabe, bei der 16 Lebensmittel in vier verschiedenen Kategorien verwendet werden: fettreiche Süßigkeiten, fettarme Süßigkeiten, fettreiche, nicht süße, fettarme, nicht süße Lebensmittel. Explizite Werte werden mithilfe einer visuellen Analogskala von 0 bis 100 ermittelt, während implizite Werte ermittelt werden, indem der Teilnehmer bei der Wiederholung eine von zwei bevorzugten Optionen auswählt, bis alle 16 Lebensmittel mit den anderen Lebensmitteln abgeglichen wurden. Dies ermöglicht den Vergleich des bevorzugten Fett- und Süßgehalts von Lebensmitteln.

13.30 Uhr – Mittagessen nach Belieben. Den Teilnehmern wird eine Speisenkarte ausgehändigt, aus der sie so viele Lebensmittel auswählen können, wie sie möchten. Sie werden alle in Mengen nach Belieben serviert, wobei sie von jedem Lebensmittel so viel oder so wenig verzehren können, wie sie im vorgegebenen Zeitraum möchten.

14:15 Uhr – Geruchs- und Essensbelohnung. Die oben aufgeführten Aufgaben werden erneut verwaltet.

14:45 Uhr – Fazit. Am Ende des Versuchs werden die Teilnehmer gebeten, aus der validierten Speisekarte Lebensmittel auszuwählen, die sie in den folgenden zwei Tagen verzehren möchten. Sie werden in beschriftete Lunchboxen (Kühlboxen) verpackt und in Mengen nach Belieben bereitgestellt, was bedeutet, dass sie von jedem Lebensmittel so viel oder so wenig verzehren können, wie sie möchten, wobei überschüssiges Essen, Essensreste und Verpackungen in der Kühlbox verbleiben. Am Ende jeder der 4 Versuchssitzungen wird Ad-libitum-Essen bereitgestellt. Während des Eingriffs wird keine Verpflegung angeboten.

DIÄT-Intervention Eine Ernährungseinschränkung von 30 % wird anhand des Ruheenergieverbrauchs (REE) des Teilnehmers, der Beschleunigungsmesserdaten (PA) und eines Koeffizienten von 1,10 für den thermischen Effekt der Fütterung ermittelt, um die Energie zu berechnen, die zur Aufrechterhaltung des aktuellen Körpergewichts erforderlich ist. Dies wird mit einem Koeffizienten von 0,70 multipliziert. Die Formel lautet: ((REE+PA)*1,10)*0,70. Die Diät wird von einem Ernährungsberater über das Canadian Food Exchange System verschrieben. Dies ermöglicht es den Teilnehmern, Lebensmittel auszuwählen, die sie während der Gewichtsabnahme genießen, allerdings in kleineren Mengen. Austauschlisten sind Gruppen von Lebensmitteln, die eine ähnliche Mischung aus Kohlenhydraten, Eiweiß, Fett und Kalorien enthalten. Im kanadischen Börsensystem gibt es sieben Börsengruppen: Grains & Starches; Früchte; Milch & Alternativen; Gemüse; Fleisch & Alternativen; Fette; Unbegrenzter Konsum. Innerhalb jeder Gruppe können Sie eine Essensportion gegen eine andere austauschen. Die Anzahl der Portionen jeder Gruppe wird basierend auf der in der Vorsitzung bewerteten Makronährstoffzusammensetzung empfohlen. Diese Sitzung dient auch der Klärung eventueller Fragen zum Projekt und zur Intervention. Es wird außerdem wöchentliche Sitzungen mit dem Ernährungsberater von etwa 30 Minuten Dauer im Labor geben, sowie einen Check-in zur Wochenmitte per SMS, E-Mail oder Telefonanruf, um die Einhaltung der Vorschriften sicherzustellen und den Ernährungsberater zu unterstützen.

Intervention bei Kälteexposition: Die Teilnehmer kommen während der 8-wöchigen Intervention jeden zweiten Tag für eine 90-minütige Sitzung im flüssigkeitskonditionierten Anzug ins Labor, wo der Anzug mit 10 °C warmem Wasser durchströmt wird. Auch hier handelt es sich um einen kompensierbaren Kältereiz, was bedeutet, dass sich die Kerntemperatur nicht ändert. Die Teilnehmer können sich während des Eingriffs frei bewegen und sprechen, da der EE nicht gemessen wird, obwohl sie während jeder Sitzung entweder sitzen oder liegen. Sie dürfen ihre eigene Unterhaltung mitbringen und Netflix wird bereitgestellt. Am Ende der Studie wird es eine Beratungssitzung mit dem Ernährungsberater geben, um das kanadische Lebensmittelaustauschsystem zu erläutern und Ernährungsfragen zu beantworten, um für ein Gleichgewicht zwischen den DIET-Gruppen zu sorgen.

Teilnehmer der DIÄT+CE-Intervention werden sowohl der Ernährungseinschränkung der Diätgruppe als auch der oben beschriebenen Kälteintervention der CE-Gruppe unterzogen.