Lihasproteiinisynteesin ja aineenvaihdunnan nopeuden ravitsemusstimulaatio bariatrisen leikkauksen jälkeen

1. Tavoitteet

   Bariatrisesta leikkauksesta on tullut yleinen vaikean liikalihavuuden hoitomuoto, ja se johtaa rasvamassan vähenemiseen. Lihasmassaa kuitenkin menetetään myös bariatrisen leikkauksen jälkeen. Tutkijoiden yleisenä lähtökohtana on, että Essential Amino Acid -pohjaisen ravitsemuskoostumuksen nauttiminen bariatrisen leikkauksen jälkeen säilyttää lihasmassaa stimuloimalla lihasproteiinisynteesiä. Tämän seurauksena ylläpidetyn lihasmassan ja stimuloidun lihasproteiinisynteesin yhdistelmään liittyvä energiankäyttö vastustaa aineenvaihdunnan laskua, jota normaalisti esiintyy vähäkalorisissa olosuhteissa. Suuremman kokonaisenergiankulutuksen ylläpitäminen välttämättömien aminohappojen kulutuksen avulla nopeuttaa kehon rasvan menetystä sekä nopeuttaa kehon painon menetystä. Tutkijat ehdottavat lisäksi, että välttämättömiin aminohappoihin perustuvan ravintokoostumuksen nauttiminen vähentää lihasten solunsisäistä lipidien kertymistä, mikä johtaa suurempiin parannuksiin glukoosin homeostaasissa ja lihasproteiinien aineenvaihdunnassa. Lihasmassan menetys lihavilla, joille tehdään nopea painonpudotus bariatrisen leikkauksen jälkeen, ei ole sinänsä sairaus tai lääketieteellinen tila.

   Seuraavat tavoitteet testaavat tiettyjä hypoteeseja, jotka liittyvät tieteelliseen lähtökohtaan:

   Tavoite 1. Bariatrisen leikkauksen jälkeisen tavanomaisen ruokavalion täydentäminen patentoidulla Essential Amino Acid -pohjaisella ravintokoostumuksella kahdesti päivässä 6 kuukauden ajan ylläpitää lihasmassaa ja vähentää rasvamassaa enemmän kuin ruokavalion täydentäminen isonitrogeenisella heraproteiinimäärällä. Lihasmassa mitataan suoraan käyttämällä uutta merkkiaine-laimennustekniikkaa käyttäen deuterium-leimattua kreatiinia. Rasvamassa ja laiha paino mitataan kaksoisenergiaröntgenabsorptiometrialla.

   Tavoite 2. Lihasproteiinin jakeellinen synteesinopeus ja kokonaislihasproteiinisynteesi (lihasmassa x synteettinen murtonopeus) laskevat vähemmän leikkausta edeltäneistä arvoista osallistujilla, jotka nauttivat Essential Amino Acid -pohjaista ravintokoostumusta heraproteiiniin verrattuna. Lihasproteiinin jakeellinen synteettinen nopeus mitataan uudella "virtuaalibiopsia"-menetelmällä, joka tarjoaa integroidun arvon kolmen viikon aikana.

   Tavoite 3. Leikkausta edeltävä kokonaisenergiankulutus pysyy paremmin yllä osallistujilla, jotka käyttävät Essential Amino Acid -pohjaista ravintokoostumusta heraproteiinin sijaan. Kokonaisenergiankulutuksen muutos mitataan 10 päivän välein käyttämällä kaksinkertaisesti merkittyä vesitekniikkaa ennen 6 kuukautta leikkauksen jälkeen.

   Tavoite 4. Kuusi kuukautta bariatrisen leikkauksen jälkeen lihasten solunsisäinen lipidien kertymä vähenee leikkausta edeltävästä arvosta enemmän osallistujilla, jotka nauttivat Essential Amino Acid -pohjaista ravintokoostumusta kuin heraproteiinia. Lihasten solunsisäistä lipidien kertymistä mitataan magneettiresonanssispektroskopialla ja magneettikuvauksella. Tutkijat odottavat, että solunsisäisen lipidien kertymisen suurempi väheneminen liittyy insuliiniherkkyyden parantumiseen glukoosin homeostaasin ja myös lihasproteiinisynteesin kannalta.

   Tämän tutkimuksen positiiviset tulokset tukevat Essential Amino Acid -pohjaisen ravintokoostumuksen arvoa rasvan menetysnopeuden lisäämisessä ja kehon koostumuksen muutosten parantamisessa bariatrisen leikkauksen jälkeen.

2. Tausta

   Huolimatta onnistuneesta painonpudotuksesta ja rinnakkaissairauksien paranemisesta bariatrisen leikkauksen jälkeen, useimmat vaikeaa lihavuutta sairastavat potilaat ovat edelleen ylipainoisia. Potilaat kokevat myös vaihtelua hoitovasteessa. Jopa 30 % potilaista kokee optimaalista painonpudotusta tai merkittävää painonnousua. Laihdutetun painon määrä ja sen ylläpitäminen ovat tärkeitä, koska ne johtavat rinnakkaisten sairauksien (diabetes, sydänsairaudet jne.) paranemiseen/remissioon sekä sydän- ja verisuonisairauksien tai syöpäkuolleisuuden vähenemiseen. Yksi avaimista optimaaliseen painonpudotukseen vähäkalorisesta ruokavaliosta ja sitä seuraavasta painonpudotuksen ylläpidosta on rasvan menettäminen menettämättä lihaksia (eli vähärasvaista kehon massaa). Se johtuu vähentyneestä lihasmassasta painonpudotuksen jälkeen, mikä edistää merkittävästi painon palautumista. Lihasmassa on energia-aineenvaihdunnan avaintekijä, joka suosii ruoan polttamista polttoaineena sen sijaan, että se varastoituu rasvaksi. Koska lihas tarjoaa aminohappovaraston, joka ylläpitää selviytymisen kannalta välttämätöntä proteiinisynteesiä, sen massamäärä on aina vaarassa riittämättömän ravinnon saannin olosuhteissa. Luustolihakset katabolisoituvat painonpudotusdieetin kalorirajoituksen alaisena ja täyttävät kehon tyydyttämättömät proteiinitarpeet. On haastavaa ylläpitää lihaksia ankarissa kalorirajoitteissa, kuten bariatrisen leikkauksen jälkeen.

   Proteiinilisän on osoitettu suojaavan painonpudotuksessa koetulta lihasten menetykseltä, mutta vain, jos lisäravinteet ovat riittävät. Normaali hoitomenetelmä lihasmassan ylläpitämiseksi nopean ja merkittävän painonpudotuksen aikana bariatrisen leikkauksen jälkeen on ollut ravinnon heraproteiinilisä. Bariatrisen leikkauksen jälkeen proteiinilisää rajoittaa potilaiden kyvyttömyys ottaa riittävästi kaloreita. Tätä voivat edelleen haitata tyypilliset perioperatiiviset komplikaatiot, jotka rajoittavat saantia, kuten pahoinvointi, oksentelu ja varhainen kylläisyyden tunne. Sen vuoksi, vaikka bariatrisen leikkauksen jälkeisestä tavanomaisesta heraproteiinin lisäyksestä huolimatta on saavutettu vain marginaalista hyötyä lihasten menettämisen estämisessä. Essential Amino Acid, tämän tutkimuksen interventiolisä, on patentoitu kaava, jonka on tieteellisesti osoitettu olevan paljon anabolisempi kuin heraproteiini vapaassa elävillä vanhuksilla ja nuorilla terveillä aikuisilla, jotka ovat nukkumassa. Essential Amino Acid -lisäaine stimuloi proteiinisynteesiä 3-5 kertaa tehokkaammin kuin heraproteiini, ja proteiinittomilla kaloreilla on mitätön.

   Lihaksen merkitystä painonpudotuksessa ja sen ylläpitämisessä ei voi liikaa korostaa. Lihas, joka on elintärkeä energian aineenvaihdunnalle, vastaa suurimmasta osasta energian kokonaiskulutuksesta (vastaa fyysisen toiminnan energiankulutusta, lepoenergian kulutusta ja ruokavalion aiheuttamaa lämpösyntymistä eli ruuan sulattamiseen tarvittavia kaloreita). Sekä fyysinen aktiivisuus että lihasproteiinisynteesi muodostavat merkittävän osan energiankulutuksesta. Fyysisen aktiivisuuden ja proteiinisynteesin tehtävänsä ansiosta lihakset määräävät suurelta osin kalorikulutuksen, jonka taustalla on kyky "käyttää" syöty ruoka sen sijaan, että se varastoisi sitä rasvana.

   Liikalihavuus ei ole vain lisääntynyttä kehon rasvaa, vaan myös lisääntynyttä lihaksensisäistä rasvaa. Lihavuuteen liittyvä lihaksensisäinen rasva heikentää normaalin glukoosin homeostaasin tarjoavaa lihastoimintaa. Onneksi kun lihakseen varastoitunut rasva vähenee, insuliiniherkkyys paranee. Myös lisääntynyt lihaksensisäinen rasva on heikentynyt, sillä sen tehtävänä on tarjota aminohappoja välttämättömien proteiinisynteesin ylläpitämiseksi. Lihasten mitokondrioiden stimuloima proteiinisynteesi heikentynyt mahdollisesti vähentää lepoenergian kulutusta ja ruokavalion aiheuttamaa termogeneesiä. Riittävä proteiinilisä voi torjua lihasten mitokondrioiden proteiinisynteesin heikkenemistä ja teoriassa johtaa lihaksensisäisen rasvan vähenemiseen, mikä parantaa sekä energiankulutusta että insuliiniherkkyyttä.

3. Opintojen suunnittelu

Tämä on kaksoissokkoutettu satunnaistettu kliininen tutkimus, jossa määritetään vasteet jommankumman ravintolisän nauttimiseen bariatrisen leikkauksen jälkeen. Useita kehon koostumukseen ja lihasten aineenvaihduntaan liittyviä tekijöitä kvantifioidaan osallistujilla, joilla on liikalihavuus ennen ja noin 6 kuukautta sen jälkeen. Tämä aikaväli valittiin, koska ruumiinpainon lisämuutokset ovat yleensä suhteellisen pieniä 6 kuukautta leikkauksen jälkeen; suurin osa laihtumisesta tapahtuu ensimmäisten 6 kuukauden aikana. Osallistujat jaetaan satunnaisesti tietokoneella saamaan joko Essential Amino Acid -pohjainen ravintolisä (interventio) tai kaupallisesti saatavilla oleva heraproteiinilisä (Beneprotein®).