Impatti del digiuno intermittente sul bilancio energetico e sui risultati di salute associati

Reclutamento

La pubblicità locale sotto forma di poster sarà distribuita in tutto l'istituto di ricerca, nelle organizzazioni vicine e nella città di Bath. I poster incoraggeranno le persone interessate a contattare il ricercatore capo per ricevere maggiori informazioni su cosa comporterà lo studio. Il team di ricerca cercherà di reclutare 72 individui (36 magri, 36 in sovrappeso/obesi) che soddisfino i criteri di ammissione (discussi in seguito).

Iscrizione

I potenziali volontari utilizzeranno i dettagli di contatto forniti nei materiali pubblicitari per esprimere il loro interesse al gruppo di ricerca che fornirà loro una copia della scheda informativa del partecipante da leggere a loro piacimento. Coloro che sono interessati a partecipare saranno quindi invitati a una consultazione di preiscrizione in cui verrà data loro l'opportunità di porre eventuali domande sullo studio prima di essere selezionati per i criteri di inclusione ed esclusione. Ciò comporterà misurazioni di peso e altezza, nonché il completamento di un questionario sui criteri di ammissione, il questionario sull'esame dei disturbi alimentari e il questionario sulla preparazione all'attività fisica. A condizione che soddisfino i criteri pertinenti, verranno discussi durante lo studio e prima che gli venga chiesto di compilare un modulo di consenso informato. Come parte di questo, la procedura per una biopsia del tessuto adiposo verrà discussa con il partecipante e verrà chiesto loro di decidere se desiderano o meno includerlo poiché si tratta di un test facoltativo.

Protocollo di laboratorio di riferimento (LAB 1)

Dopo essersi iscritti formalmente allo studio, i partecipanti saranno invitati a iniziare il loro coinvolgimento nello studio con una visita di 60 minuti all'Università di Bath dopo un digiuno di 12 ore. Durante questa visita, il ricercatore otterrà un campione di urina per controllare i livelli di idratazione utilizzando un osmometro, prima di prendere le misure di altezza, peso e circonferenza della vita. Verrà inoltre ottenuto un campione di sangue a digiuno utilizzando il prelievo venoso per misurare i livelli a riposo di ormoni e metaboliti chiave. Per concludere questa visita, ai partecipanti verrà chiesto di eseguire un test da sforzo submassimale per calibrare il monitor "Actiheart" utilizzato durante lo studio per misurare il dispendio energetico dell'attività fisica. Per questo, ai partecipanti verrà chiesto di rimanere su un tapis roulant mentre l'intensità aumenta nelle seguenti quattro fasi:

• Fase 1 - marcia pianeggiante a 3,2 km/h
• Fase 2 - camminata veloce a 5,2 km/h
• Fase 3 - camminata veloce a 5,8 km/h con una forte pendenza del +10,2%
• Fase 4 - corsa in piano a 12,5 km/h

La fase 4 sarà inclusa solo per coloro che si allenano formalmente, poiché è improbabile che i non atleti svolgano questo tipo di attività nella loro normale routine, rendendo superflua una calibrazione a questa intensità. Gli atleti formali saranno identificati utilizzando il questionario sui criteri di ingresso. Inoltre, il protocollo del tapis roulant verrà interrotto prima se il partecipante chiede di fermarsi o se la sua frequenza cardiaca supera l'85% del massimo previsto dall'età.

Fase di monitoraggio

Prima di lasciare il laboratorio, ai partecipanti verrà fornito un monitor Actiheart, un piccolo dispositivo applicato al torace che misura l'attività fisica registrando la frequenza cardiaca e il movimento ogni minuto. Verranno inoltre forniti un set di bilance da cucina e un diario di bordo per creare un registro pesato del cibo e dell'assunzione di liquidi e un set di bilance per il peso corporeo per tenere traccia del proprio peso e aiutarlo a mantenerlo stabile.

Durante la fase di monitoraggio di quattro settimane, ai partecipanti verrà chiesto di completare quattro periodi di monitoraggio di 3 giorni, ciascuno comprendente due giorni feriali e un giorno del fine settimana mentre continuano le loro normali abitudini alimentari e di esercizio. I ricercatori organizzeranno la raccolta e la consegna delle apparecchiature di monitoraggio ove necessario. Lo scopo di questo è in primo luogo garantire la stabilità del peso per ridurre al minimo qualsiasi influenza confondente, in secondo luogo fornire valori di base accurati per variabili chiave come l'attività fisica e infine garantire che le registrazioni dietetiche fornite riflettano validamente l'assunzione abituale.

A condizione che i dati ottenuti nella fase di controllo soddisfino i criteri di affidabilità pertinenti, i partecipanti saranno invitati a tornare al laboratorio di fisiologia almeno quattro settimane dopo la loro prima visita. In preparazione a questo, ai partecipanti verrà chiesto di evitare un intenso esercizio fisico, alcol e caffeina, prima di digiunare durante la notte fino al loro arrivo in laboratorio la mattina seguente.

Protocollo di laboratorio pre-intervento (LAB 2)

Prima di iniziare il loro intervento, ai partecipanti verrà chiesto di partecipare a un protocollo di laboratorio pre-intervento, come descritto di seguito. Alle partecipanti di sesso femminile verrà chiesto di programmare questo in modo che coincida con la fase follicolare del loro ciclo mestruale (3-10 giorni dopo l'inizio delle mestruazioni) poiché questo è il momento in cui i loro profili ormonali sono più stabili.

Il giorno della loro visita ai partecipanti verrà chiesto di consumare mezzo litro d'acqua alle 06:30 prima di prepararsi per arrivare al laboratorio entro le 07:30, indossando abiti leggeri (es. pantaloncini, t-shirt) senza componenti metallici o gioielli. Dovranno quindi fornire un piccolo campione di urina per controllare i livelli di idratazione prima che vengano effettuate misurazioni di altezza, peso e circonferenza della vita (NOTA: se il peso varia di oltre 1,0 chilogrammi rispetto alla misurazione di base, potrebbe essere richiesto loro di ripetere la fase di monitoraggio ).

Alle 07:45 ai partecipanti verrà chiesto di sdraiarsi in posizione semi-sdraiata e riposare per 30 minuti. Questo è in preparazione per la misurazione del tasso metabolico a riposo e dell'ossidazione del substrato che sarà completata alle 08:15 in tre periodi di 5 minuti utilizzando la calorimetria indiretta mentre il partecipante rimane a riposo. Successivamente verrà inserita una cannula endovenosa nella vena antecubitale del gomito per il prelievo di sangue durante la visita. A questo punto verrà anche prelevato un campione di sangue a digiuno da 12 ml per misurare i livelli a riposo dei metaboliti chiave (ad es. glucosio, insulina, colesterolo, leptina, grelina, ecc.).

Alle 08:45, i partecipanti che hanno scelto di includere la biopsia del tessuto adiposo saranno sottoposti a questa procedura. Se inclusa, un'area sul lato dell'addome appena sopra la cintura verrà sterilizzata e iniettata con un anestetico (lidocaina cloridrato) per intorpidire l'area. Utilizzando un ago più grande, verrà quindi prelevato un campione di 0,5 grammi di tessuto adiposo appena sotto la pelle. Ci saranno dei lividi, ma se lasciati guarire non dovrebbero esserci cicatrici. Coloro che scelgono di non includere questa biopsia continueranno semplicemente a riposare.

Alle 09:00 ai partecipanti verrà chiesto di completare scale analogiche visive (VAS) che forniranno misure soggettive di appetito, pienezza e desiderio di mangiare. Subito dopo, ai partecipanti verrà fornita una colazione di prova a base di porridge istantaneo a base di latte intero e zucchero che dovranno consumare entro 10 minuti. Le misure chiave saranno quindi prese ai seguenti intervalli:

• Campione di sangue da 12 ml - 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180
• Scale visive analogiche - 30, 60, 90, 120, 150, 180
• Tasso metabolico (calorimetria indiretta) - 60. 120, 180

(Nota: la produzione totale di urina sarà anche quantificata durante il periodo postprandiale per regolare i valori di ossidazione del substrato per l'ossidazione delle proteine)

Alle 12:05 ai partecipanti verrà chiesto di mettere la mano del loro braccio cannulato in una scatola di perspex imbottita che verrà riscaldata a 55 gradi. Questo per consentire l'arterializzazione del sangue venoso che fornirà una migliore indicazione del metabolismo del glucosio nel corpo intero nel test che segue. Alle 12:15 verrà prelevato un campione di sangue da 7 ml dopodiché al partecipante verrà chiesto di consumare un frappè che fornisce il 33% del proprio fabbisogno energetico. Verranno quindi prelevati campioni di sangue (7 ml) ogni 15 minuti per le successive due ore per testare la presenza di un secondo effetto del pasto. Alle 14:15 verrà prelevato l'ultimo campione di sangue per questa visita e rimossa la cannula.

Per concludere il protocollo pre-intervento i partecipanti saranno portati in un laboratorio separato per una scansione di assorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA). Questa è una forma specializzata di scansione di tutto il corpo che misura come il peso di una persona è distribuito tra grasso e tessuto muscolare. Ci vogliono circa otto minuti e richiede al partecipante di rimanere fermo per tutto il tempo. Somministra una piccola dose di radiazioni ionizzanti, ma questa è equivalente a 7 microSievert che è accompagnata da un rischio di effetti nocivi delle radiazioni nella regione di 1 su 10 milioni. L'applicazione di questo metodo è stata approvata in questo studio da un esperto di fisica medica indipendente e da un esperto di radiazioni cliniche.

Fase di intervento

Prima di uscire dal laboratorio i partecipanti verranno randomizzati a una delle tre condizioni di trattamento descritte di seguito. Tutti e tre i gruppi di dieta dureranno per 20 giorni in totale, con transizioni tra ogni ciclo di 24 ore che si verificano ogni giorno alle 15:00, con l'idea che consentirà loro di consumare almeno un pasto principale al giorno in tutti i casi. Per i gruppi di digiuno intermittente (IMF), si prega di notare che durante i cicli di digiuno ai partecipanti verrà chiesto di consumare solo acqua e tè nero/caffè senza latte o zucchero. Durante i cicli di alimentazione e durante la dieta a restrizione calorica giornaliera, ai partecipanti verrà chiesto di ricreare il registro della dieta della fase di controllo con quantità opportunamente modificate per fornire il 75%, 150% o 200% del loro normale apporto calorico in base al gruppo assegnato A. Laddove la ricreazione non è possibile, ai partecipanti verrà chiesto di annotare l'elemento che è stato rimosso e/o l'elemento che è stato aggiunto in un nuovo registro dietetico che verrà fornito prima di lasciare il laboratorio. L'attività fisica sarà monitorata anche per la prima e l'ultima settimana dell'intervento utilizzando un monitor Actiheart per esaminare gli adattamenti comportamentali alle diete.

1. Restrizione calorica giornaliera - Riduci l'apporto energetico del 25% su base giornaliera
2. IMF con perdita di peso - Alternare tra cicli di digiuno di 24 ore e alimentazione con il 150% dell'assunzione normale durante l'alimentazione
3. IMF senza perdita di peso - Alternare tra cicli di digiuno di 24 ore e alimentazione con il 200% dell'assunzione normale durante l'alimentazione

Alle 15:00 del giorno della loro prima visita di laboratorio, i partecipanti di sesso maschile inizieranno la loro dieta assegnata, anche se questa può essere posticipata fino a una settimana se necessario. Alle partecipanti di sesso femminile verrà chiesto di ritardare questo di sei giorni in tutti i casi al fine di garantire che la loro visita di laboratorio post-intervento rientri nella stessa fase del loro ciclo mestruale per ridurre al minimo l'impatto delle fluttuazioni ormonali mensili.

Protocollo di laboratorio post-intervento (LAB 3)

Dopo il completamento di 20 cicli dietetici consecutivi di 24 ore, i partecipanti torneranno alla loro dieta normale per un giorno (prescritta) evitando un intenso esercizio fisico, fumo, alcol e caffeina, prima di digiunare fino al loro arrivo in laboratorio la mattina seguente per il loro post- visita di laboratorio di intervento. Dopo aver consumato mezzo litro d'acqua alle 06:30 ed essere arrivati ​​alle 07:30 con abiti leggeri, i partecipanti saranno sottoposti allo stesso protocollo di laboratorio descritto in precedenza per la loro visita pre-intervento. Tuttavia, invece di essere randomizzati in un gruppo dietetico, verrà loro chiesto di compilare un questionario di feedback sulla loro esperienza nello studio.

Seguito

Quattro settimane dopo la visita di laboratorio post-intervento, i partecipanti saranno invitati a una sessione di feedback per discutere tutti i risultati disponibili. I risultati del test del pasto e dello studio nel suo insieme seguiranno in un secondo momento a causa della logistica e dell'efficacia in termini di costi. Laddove opportuno, ai partecipanti verrà anche chiesto di includere una misurazione del peso per fornire un'indicazione della sostenibilità della perdita di peso.

Scopo

Una volta ottenuti i set di dati per tutti i 72 partecipanti, il gruppo di restrizione calorica giornaliera verrà confrontato con l'IMF con il gruppo di perdita di peso. Ciò consentirà il confronto degli effetti di una dieta IMF con gli effetti di un approccio più convenzionale quando confrontati con il deficit energetico. Il gruppo finale, IMF senza perdita di peso, evidenzierà quindi i contributi relativi della perdita di peso e dei meccanismi dipendenti dal digiuno nel produrre gli effetti osservati.