Influenza dei flavonoidi e della supplementazione di caffeina sul metabolismo a riposo

Questo studio utilizzerà un disegno incrociato randomizzato, in doppio cieco, confrontando l'ingestione acuta del supplemento di flavonoidi misti (MF) rispetto al controllo con placebo (PC) in donne sane, non obese e in pre-menopausa. Lo studio consisterà in due periodi di studio di 24 ore trascorsi nel calorimetro indiretto della stanza recentemente rinnovato (cioè camera metabolica) presso l'Università della Carolina del Nord Chapel Hill Nutrition Research Institute (UNC NRI). I periodi di studio di 24 ore nella camera metabolica saranno separati da 4 settimane. Le misure di esito primarie saranno il dispendio energetico nelle 24 ore (EE), il tasso metabolico a riposo (RMR), il tasso metabolico durante il sonno (SMR), l'utilizzo del substrato dal quoziente respiratorio (RQ) e il dispendio energetico dell'attività fisica (AEE).

Dopo il reclutamento e la valutazione dell'idoneità, i partecipanti allo studio verranno assegnati in modo casuale a completare la giornata di studio con flavonoidi misti (MF) o controllo con placebo (PC). Dopo un washout di 4 settimane, i partecipanti allo studio passeranno e completeranno il trattamento alternativo. Verrà generato un metodo di blocchi permutati casualmente utilizzando un software di randomizzazione basato sul Web (www.randomization.com) risultando in 10 partecipanti allo studio che hanno ricevuto MF durante la prima settimana e 10 partecipanti allo studio che hanno ricevuto il PC durante la prima settimana. I partecipanti allo studio consumeranno 2 capsule MF o PC 30 minuti prima di colazione e 2 capsule MF o PC 30 minuti prima di pranzo. Durante entrambi i giorni di studio, i partecipanti allo studio saranno alimentati in bilancio energetico (ovvero, l'assunzione di energia sarà abbinata al dispendio energetico).

2. Partecipanti allo studio sperimentale: utilizzando i dati generati in precedenza nella camera metabolica UNC NRI, un calcolo della dimensione del campione con una potenza dell'80% ha rivelato che sarebbero necessari 15-20 partecipanti allo studio per rilevare una differenza di 50 kcal nell'EE di 24 ore. Per tenere conto del logoramento, 25 partecipanti allo studio saranno reclutati tramite pubblicità di massa in tutta l'area locale. Le donne in pre-menopausa saranno scelte perché questa è una popolazione target dello sponsor.

3. L'idoneità ai test di base pre-studio sarà determinata nella suite clinica ambulatoriale presso l'UNC NRI. La composizione corporea (massa grassa e massa magra (FFM)) sarà determinata mediante assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) (GE Lunar iDXA; Milwaukee, WI). L'indice di massa corporea (BMI, kg/m2) sarà calcolato per l'altezza e il peso misurati. Il tasso metabolico a riposo (RMR) sarà stimato utilizzando un'equazione basata su FFM [418 + (20.3 FFM)] (J Appl Physiol 1993;75:2514-2520). Questo RMR stimato verrà utilizzato per calcolare l'apporto energetico totale con la dieta mentre ci si trova nella camera metabolica: RMR x livello di attività fisica (PAL) di 1,3 e quindi aggiustato utilizzando i dati misurati (dettagli forniti di seguito). In questo momento verrà prelevato un piccolo campione di sangue e i livelli di T3, T4 e TSH saranno valutati attraverso il laboratorio clinico presso la Lab Corp (Burlington, NC). Verrà eseguito un test di gravidanza sulle urine.

4. Calorimetria indiretta: la camera metabolica presso il Nutrition Research Institute di Kannapolis, NC è un calorimetro indiretto a circuito aperto, a tutta stanza. Gli analizzatori di CO2 e O2 sono differenziali, con letture di fondo scala impostate per 0%-1%. Il consumo di O2, la produzione di CO2, EE e RQ vengono registrati ogni minuto. L'EE è calcolato utilizzando una formula abbreviata di Weir (VO2 X 3.941) + (VCO2 X 1.106), dove VO2 è il volume di ossigeno consumato in L/minuto e VCO2 è il volume di anidride carbonica rilasciata in L/minuto. RQ è calcolato come VCO2/VO2. L'area sotto la curva (AUC) sarà calcolata utilizzando i dati RQ per le quattro ore successive a colazione, pranzo e cena, nonché le ore di sonno tra mezzanotte e le 6:00. L'attività fisica spontanea sarà misurata ogni minuto utilizzando un sensore totale della stanza. Per calcolare il tasso metabolico a riposo (RMR), EE verrà tracciato rispetto all'output del sensore di movimento dell'attività (ciascuno mediato su 30 minuti) e l'intercetta y della regressione lineare presa come EE nello stato inattivo. L'RMR verrà moltiplicato per 1440 minuti per estrapolare a 24 ore. Il tasso metabolico del sonno nelle 24 ore (SMR) sarà determinato come l'EE medio più basso (kJ/minuto) misurato su 3 ore consecutive tra mezzanotte e le 6:30 e moltiplicato per 1440 minuti. La termogenesi indotta dalla dieta (DIT) sarà calcolata sottraendo l'SMR dall'RMR. L'EE indotta dall'attività (AEE) sarà calcolata come la differenza tra l'EE nelle 24 ore e l'RMR.

5. Protocollo della giornata di studio della camera metabolica. I soggetti arriveranno al Nutrition Research Institute Building (500 Laureate Way) alle 7:00. Verrà eseguito un test di gravidanza sulle urine. Alle 7:30, i partecipanti allo studio si riferiranno alla camera metabolica dopo un digiuno notturno (niente cibo o bevande contenenti calorie, alcol o caffeina dalle 23:00). I partecipanti allo studio saranno istruiti sulle aspettative del loro soggiorno e pesati in camice senza scarpe. Alle 8:00 i partecipanti allo studio saranno sigillati nella camera. Fatta eccezione per un intervallo di 2 minuti ogni ora durante il quale ai partecipanti allo studio verrà richiesto di alzarsi e allungarsi, i partecipanti allo studio rimarranno seduti o reclinati, ma svegli per tutto il giorno. Ai partecipanti allo studio verrà chiesto di svolgere le attività quotidiane necessarie durante questi intervalli di 2 minuti. La colazione (9:00), il pranzo (13:30) e la cena (19:00) saranno serviti attraverso un passaggio a tenuta d'aria. I pasti saranno completati entro 30 minuti dal servizio. Due capsule MF o placebo verranno consumate 30 minuti prima di colazione e poi di nuovo 30 minuti prima di pranzo. Alle 22:30, ai partecipanti allo studio verrà chiesto di sdraiarsi per dormire. I partecipanti allo studio saranno svegliati alle 6:30 e autorizzati a muoversi nella camera per raccogliere i propri effetti personali. Alle 7:15 i partecipanti allo studio usciranno dalla camera e saranno pesati.

6. Progettazione di diete metaboliche: le diete eucaloriche saranno progettate per fornire circa il 35% di grassi, il 49% di carboidrati e il 16% di proteine, riflettendo le attuali raccomandazioni per questo gruppo di popolazione. I menu saranno progettati utilizzando un software per il calcolo dei nutrienti e la gestione degli alimenti e consistono in bagel, burro di arachidi, succo di mela, pane integrale, tacchino, formaggio, maionese, crema spalmabile (10% di kcal come grasso), patatine fritte, lasagne, carote, broccoli, panini e muffin. Non saranno servite bevande o cibi contenenti caffeina. Gli stessi cibi saranno serviti in entrambe le visite alla camera. Verrà preparato un menu di base per ogni soggetto basato su RMR X 1.3 calcolato, che riflette la natura sedentaria della giornata di studio. Per garantire condizioni di equilibrio energetico, il menu di riferimento della prima visita verrà modificato in base ai dati EE misurati a 3 ore (include colazione) e 7 ore (include colazione e pranzo). I pasti successivi saranno adeguati di conseguenza con muffin alla pesca da 100 kcal contenenti la stessa proporzione di grassi, carboidrati e proteine ​​dei pasti. I partecipanti allo studio riceveranno una quantità identica dello stesso pasto alla loro seconda visita.

7. Analisi statistica: i dati saranno analizzati utilizzando SAS (Cary, NC). Per proteggersi da qualsiasi effetto di riporto dalla visita 1 alla visita 2, verrà eseguita una regressione a misure ripetute con una matrice di correlazione non strutturata all'interno del soggetto con trattamento (MF e PC) e visita (1 e 2) nel modello insieme a un termine di interazione. Se il termine di interazione non è significativo, verrà rimosso e il modello verrà rieseguito. Per ogni soggetto verranno generate due curve di dispendio energetico, una per il giorno MF e una per il giorno PC, con l'asse x che rappresenta il tempo (min) e l'asse y che rappresenta il dispendio energetico (kcal). L'area sotto la curva del dispendio energetico per periodi di tempo definiti sarà calcolata utilizzando la regola del trapezio nella procedura EXPAND in SAS (SAS Institute, Inc., Cary, NC). Verrà eseguito un paired t-test sull'area log-trasformata per confrontare il dispendio energetico di ciascun periodo nel giorno MF con il corrispondente periodo nel giorno PC. Il test di Shapiro-Wilk nella procedura UNIVARIATE in SAS verrà utilizzato per il controllo di normalità. Il metodo Benjamini-Hochberg per la correzione del tasso di false scoperte nella procedura MULTTEST in SAS verrà utilizzato per correzioni di test multipli.

SUPPLEMENTO:

L'integratore misto di flavonoidi e le capsule placebo avranno un aspetto identico e saranno forniti da Reoxcyn Discoveries Group LLC (Salt Lake City, UT). Gli ingredienti attivi nelle capsule di flavonoidi includono vitamina C, estratto di frutti di mirtillo selvatico, estratto di foglie di tè verde, quercetina, caffeina e acidi grassi omega 3 (vedi Appendice B). Gli ingredienti per il riempimento della capsula includono Nu-Flow 70R (da scafi di riso in polvere), tapioca dalla radice di manioca, silice di bambù naturale e radice di marshmallow. Le capsule di placebo conterranno solo gli ingredienti di riempimento (senza i principi attivi). Due capsule MF e PC verranno consumate 30 minuti prima di colazione e poi di nuovo prima di pranzo. Le capsule MF forniranno 658 mg di flavonoidi e 214 mg di caffeina.