Effetto della cena tardiva sul metabolismo notturno

L'obesità è un'epidemia che contribuisce a una significativa morbilità e mortalità globale. Più che essere semplicemente una manifestazione di un'alimentazione eccessiva, l'obesità e la sindrome metabolica possono anche essere la conseguenza di un momento inappropriato dell'assunzione di cibo. In particolare, mangiare più calorie nel corso della giornata contribuisce a un maggiore aumento di peso e alla sindrome metabolica. Il meccanismo con cui mangiare in seguito danneggia il metabolismo non è completamente compreso. La digestione, l'assorbimento e l'ossidazione dei pasti possono essere influenzati dal ritmo circadiano e dallo stato di sonno/veglia. Il sonno induce una diminuzione regolata del tasso metabolico, che dovrebbe compromettere l'ossidazione del grasso ingerito.

Gli investigatori ipotizzano che cenare alle 22:00, vicino all'ora del sonno (23:00), rispetto al solito orario (18:00) porterà a un profilo metabolico notturno compromesso e a una ridotta ossidazione degli acidi grassi del grasso ingerito. Gli investigatori verificheranno questa ipotesi in uno studio incrociato randomizzato che confronta la cena di routine (RD) con la cena tardiva (LD) sul profilo metabolico notturno e valuterà l'ossidazione del grasso ingerito utilizzando un tracciante isotopico stabile. Se i ricercatori possono dimostrare che il profilo metabolico notturno e l'ossidazione del grasso esogeno sono influenzati dall'orario della cena, i ricercatori possono indirizzare questi percorsi per combattere l'obesità e le relative conseguenze metaboliche.

Procedure di studio:

Gli investigatori eseguiranno uno studio incrociato randomizzato di RD rispetto a LD sulla funzione metabolica durante la notte in volontari sani. I soggetti riferiranno al centro per l'asma e l'allergia di Bayview per lo screening e il consenso. Se i partecipanti forniscono il consenso informato scritto, i partecipanti saranno sottoposti a una storia e un esame fisico. Ogni partecipante verrà all'Unità di ricerca clinica (CRU) per 2 visite (RD o LD), ciascuna composta da 2 notti consecutive (notte di acclimatazione, poi notte di studio). La visita RD e LD sarà distanziata di circa 3-4 settimane l'una dall'altra e avverrà in ordine casuale per consentire l'eliminazione degli effetti e del tracciante. Per tenere conto dei potenziali effetti metabolici dei cicli mestruali, le donne saranno studiate nella stessa fase del loro ciclo mestruale (le visite saranno distanti circa 4 settimane). I partecipanti non avranno alcuna cura di routine o terapia in corso interrotta per iscriversi allo studio.

Orario generale delle visite:

Ciascuna delle due visite (a distanza di 3-4 settimane) è composta da due notti consecutive come segue:

• Giorno 1: Ingresso serale al CRU.
• Notte 1: dormire nella CRU senza monitoraggio (notte di acclimatazione)
• Giorno 2: pasti standardizzati e ingestione di isotopi stabili con RD o LD, campionamento IV (ogni 60 min)
• Notte 2: Dormire nella CRU con Polysonnograph (PSG) e campionamento IV (ogni 60 min)
• Giorno 3: colazione standardizzata, campionamento IV (ogni 60 min), dimissione

Procedure dettagliate:

Prima dell'arrivo alla CRU: per 3 giorni prima di ogni ammissione alla CRU, ai partecipanti verrà chiesto di mantenere un normale ciclo sonno-veglia, alzandosi alle 07:00 e dormendo alle 23:00 e consumando 3 pasti al giorno con cena non oltre rispetto alle 19:00.

Giorno 1 + Notte 1: i soggetti saranno sottoposti a una breve storia ed esame fisico. (Ciò può verificarsi in un giorno lontano dall'ammissione alla CRU o nello stesso pomeriggio dell'ammissione alla CRU.) Alle 20:00 i soggetti si riferiranno all'unità di ricerca clinica e saranno sottoposti a valutazione antropometrica comprendente peso, altezza, circonferenza del collo e della vita. I partecipanti dovranno aver terminato la cena entro l'orario di arrivo.

Notte 1: ai soggetti verrà fornita una stanza privata nel sonno CRU. Le luci verranno spente alle 23:00 e riaccese alle 07:00 del mattino successivo. Questa è una notte di acclimatazione; non verrà eseguito alcun monitoraggio polisonnografico.

Giorno 2 + Notte 2: i soggetti verranno svegliati alle 7:00. I soggetti possono impegnarsi in attività sedentarie nella CRU, ma ai partecipanti non sarà permesso dormire o impegnarsi in esercizi aggressivi. Ai partecipanti verranno dati quattro pasti standard alle 08:00, 13:00, 18:00 e 22:00. Il contenuto di chilocalorie di ogni pasto, come percentuale dell'assunzione giornaliera totale, è mostrato nella tabella sottostante e dipende dal fatto che i partecipanti siano in condizioni RD o LD

Ogni pasto avrà una composizione di macronutrienti di circa il 50% di carboidrati, il 30% di grassi e il 20% di proteine, ma la dieta finale sarà formulata con i servizi dell'Institute for Clinical and Translational Research (ICTR) per riflettere i tipici modelli dietetici occidentali. Verranno posizionate due flebo periferiche per il prelievo di sangue durante il sonno, con una come riserva in caso di fallimento di una flebo. Il tubo IV verrà esteso a una sala di controllo adiacente in modo che i campioni di sangue possano essere ottenuti senza disturbare il soggetto.

Ingestione di isotopi stabili: gli investigatori utilizzano una tecnica convalidata per quantificare le differenze nell'ossidazione degli acidi grassi (FAO) fornendo una dose liquida orale di 15 mg/kg di massa corporea di [2H31] palmitato assunta con la cena (18:00 della notte RD, o 22 :00 nella notte LD). L'isotopo viene sciolto in un frullato liquido caldo (60 °C) (latte o altri emulsionanti) che viene fornito come bevanda a cena. La FAO sarà successivamente quantificata mediante valutazione oraria dell'incorporazione di deuterio nel plasma 2H2O utilizzando un rapporto isotopico MS (IR/MS), eliminando la necessità di raccogliere l'anidride carbonica (CO2) espirata, la valutazione della variabilità del consumo di anidride carbonica (VCO2) o la correzione dell'acetato richiesta con traccianti di acidi grassi marcati con carbonio. I soggetti ingeriranno anche 0,4 g/kg di massa corporea di H218O in modo che il volume totale di acqua corporea possa essere calcolato secondo il metodo di Schoeller e van Santen. Il tasso FAO sarà determinato dall'eccesso di plasma 2H moltiplicato per l'acqua corporea totale, mentre la percentuale di recupero di deuterio sarà determinata dividendo per la dose di 2H somministrata.

Notte 2: In ogni notte di studio dalle 23:00 alle 07:00, verrà eseguito un PSG. Lo studio del sonno includerà elettroencefalografia, elettrooculografia, ossigenazione e sforzo respiratorio. Lo sforzo respiratorio sarà misurato dal movimento toraco-addominale valutato mediante estensimetri al mercurio. Gli elettrodi di superficie saranno posizionati su C3A2 e C3O1, un elettrodo sottomentoniero e l'elettrooculogramma sinistro e destro verrà utilizzato per mettere in scena il sonno. I tracciati dell'elettrocardiografo (ECG) verranno registrati da tre elettrodi toracici. La misurazione continua della saturazione di ossigeno verrà registrata utilizzando un ossimetro auricolare (modello n. 472-1A, Hewlett Packard, Waltham, Mass). I segnali dell'elettroencefalografo, dell'ECG, dell'elettromiogramma, dell'elettrooculogramma, dell'estensimetro respiratorio, dell'ossimetro auricolare e dei termistori verranno registrati su un computer con il software RemLogic.

Analisi del sangue:

I campioni di sangue verranno prelevati a intervalli di 60 minuti a partire dalle 17:00 e proseguendo fino al giorno successivo, come mostrato nella figura 1, coprendo 20 punti temporali. Ogni campione di sangue avrà un volume di 4 cc e verrà posto in provette di lavanda (EDTA) per la centrifugazione per ottenere il plasma. Le cellule vengono rimosse dal plasma mediante centrifugazione per 10 minuti a 1500 x utilizzando una centrifuga refrigerata. Dopo la centrifugazione, il plasma sarà trasferito in crioviali per la conservazione. Il campione mattutino al momento del risveglio finale (7:00 AM) sarà di 12 cc (3 provette) poiché gli investigatori pianificano ulteriori analisi con questo campione (pannello lipidico, marcatori infiammatori) e 4 cc saranno conservati come sangue intero per future potenziali analisi . I campioni saranno congelati a -80°C per la ricerca relativa agli effetti metabolici dell'ora di cena, con il consenso dei partecipanti. In totale, il sangue raccolto sarà di circa 88 cc, molto meno che durante una donazione di sangue.

Giorno 3: Ai partecipanti verrà fornita una colazione di composizione simile a quella del giorno 2, alle 08:00. La risposta metabolica al pasto sarà valutata con 4 prelievi di sangue aggiuntivi ogni ora.

Assorbimetria a raggi X a doppia energia (DEXA):

Una scansione DEXA verrà utilizzata per stimare la massa grassa, che sarà una delle variabili analizzate come predittore delle risposte metaboliche all'orario del pasto alterato. È richiesta solo 1 scansione DEXA per partecipante e può avvenire durante uno qualsiasi dei giorni di visita.