Risposte termogeniche al digiuno e alla sovralimentazione nelle donne

Questo studio trasversale confronterà gli effetti del digiuno e della sovralimentazione sull’EE 24 ore su 24 e sui suoi componenti nelle donne in pre e postmenopausa. I ricercatori studieranno i partecipanti in tre condizioni nel calorimetro ambientale: 1) alimentazione eucalorica (apporto energetico = EE); 2) digiuno acuto, 24 ore su 24; e 3) sovralimentazione acuta, 24 ore su 24, con una dieta a basso contenuto proteico (cioè il 200% del fabbisogno energetico). I partecipanti completeranno lo studio eucalorico e quindi completeranno gli studi sulla sovralimentazione e sul digiuno in ordine casuale. Per 3 giorni prima di ciascuna condizione, i ricercatori forniranno ai partecipanti una dieta ambulatoriale progettata per soddisfare i fabbisogni energetici di vita libera (apporto energetico = 1,5 x REE) e stabilizzare l'assunzione di macronutrienti (15% proteine, 30% grassi, 55% carboidrati). Ci sarà un periodo di washout di 1-4 settimane tra le condizioni. Gli studi nelle donne in premenopausa saranno condotti durante la fase medio-luteale (cioè giorni 16-24) quando sia l'E2 che il progesterone sono elevati e, quindi, quando i potenziali effetti ormonali sono massimi.

Valutazioni pre-studio: una volta iscritti, i partecipanti completeranno una visita di valutazione pre-studio presso l'ambulatorio del Centro di ricerca clinica e traslazionale (CTRC) e verranno eseguite le seguenti valutazioni:

1. Il dispendio energetico a riposo (REE) - sarà misurato mediante calorimetria indiretta utilizzando un carrello metabolico accoppiato con un sistema a baldacchino (Parvo Medics TrueOne) e utilizzato per stimare il fabbisogno energetico durante la condizione eucalorica. La REE nelle donne in premenopausa sarà misurata nella fase luteale. I partecipanti arriveranno dopo un digiuno notturno (>10 ore) tra le 7:00 e le 9:00. Riposeranno rimanendo svegli per 30 minuti in una stanza a temperatura controllata (~70⁰ F). Il consumo di ossigeno (VO2) e la produzione di anidride carbonica (VCO2) verranno misurati per 20 minuti e verrà calcolata la media negli ultimi 15 minuti.
2. Composizione corporea - La composizione corporea sarà misurata utilizzando l'assorbimetria a doppio raggio X (DXA, Hologic Discovery, Waltham, MA).
3. Volume del tessuto adiposo viscerale (VAT): il volume del VAT e l'area di grasso sottocutaneo (SFA) saranno misurati utilizzando la tomografia computerizzata (CT). Per tutte le scansioni verrà utilizzato uno strumento dedicato all'attività di ricerca (Philips Gemini 64TF). Le immagini TC assiali saranno ottenute attraverso il centro degli spazi discali intervertebrali L2-L3 e L4-L5.

Procedure di studio: una volta completate le valutazioni di pre-screening, i partecipanti verranno studiati in tre condizioni nel calorimetro della stanza.

Calorimetro ambientale: l'EE 24 ore su 24 e l'ossidazione del substrato verranno misurati utilizzando la calorimetria indiretta dell'intera stanza. Per tre giorni prima di ogni studio sul calorimetro, ai partecipanti verrà chiesto di astenersi dall'esercizio fisico e verrà fornito loro tutto il cibo per stabilizzare l'energia e l'assunzione di macronutrienti. Il contenuto energetico della dieta sarà REE x 1,5 (30% grassi, 55% carboidrati, 15% proteine). I partecipanti arriveranno alle 07:00 dopo un digiuno notturno nel giorno di studio. Un catetere IV verrà inserito in una vena antecubitale. Verranno prelevati campioni di sangue a digiuno prima di colazione e alla fine dello studio delle 24 ore e analizzati per leptina, FGF21 e ormoni tiroidei (TSH, T3 totale, T4 libero). I ricercatori misureranno anche gli steroidi sessuali (E2, progesterone) nelle donne in premenopausa per confermare che i partecipanti sono studiati nella fase luteale.

I partecipanti entreranno nel calorimetro alle 08:00, usciranno alle 07:00 del giorno successivo e verranno istruiti a impegnarsi in comportamenti sedentari primari (ad esempio leggere, guardare la TV, utilizzare il computer). Durante gli studi sull'eucalorica e sulla sovralimentazione, i pasti verranno forniti alle 09:00, alle 13:00 e alle 18:00 e uno spuntino leggero alle 20:00. Ai partecipanti verrà chiesto di spegnere le luci e prepararsi per andare a letto entro e non oltre le 23:00. I partecipanti registreranno il tempo trascorso a letto durante la prima visita e verranno istruiti a prepararsi per andare a letto durante le due visite successive. Il personale infermieristico del CTRC confermerà l'orario di andare a dormire. I partecipanti verranno svegliati alle 06:00 e verrà ottenuta una misurazione di 30 minuti di REE.

I partecipanti saranno monitorati durante questo periodo per garantire che rimangano svegli e immobili.

Il contenuto energetico della dieta durante lo studio del calorimetro varierà a seconda delle condizioni di studio:

Durante la visita di studio eucalorica, il contenuto energetico della dieta sarà 1,3 x REE (~ 30% di grassi, 55% di carboidrati e 15% di proteine ​​ad ogni pasto). La colazione rappresenterà circa il 25% mentre pranzo e cena circa il 30-35% del fabbisogno energetico totale. Durante lo studio sulla sovralimentazione, l'assunzione di macronutrienti sarà pari al 3% di proteine, al 51% di carboidrati e al 46% di grassi. Durante la visita di studio a digiuno, ai partecipanti sarà consentito consumare bevande non caloriche (ad esempio acqua, bevande analcoliche non caloriche e non contenenti caffeina, tè decaffeinato o caffè decaffeinato) ma astenersi dal consumare cibi o bevande caloriche. All'uscita dal calorimetro, ai partecipanti verrà fornito un pasto dalla cucina dei pazienti dell'ospedale dell'Università del Colorado.

Verranno inoltre prelevati campioni di sangue 30 minuti dopo ogni pasto e spuntino durante le condizioni eucaloriche e di sovralimentazione; i campioni di sangue verranno prelevati contemporaneamente durante lo studio a digiuno. I campioni di sangue durante gli studi sul calorimetro vengono ottenuti chiedendo ai partecipanti di estendere un braccio attraverso una camera di equilibrio sul lato del calorimetro. I ricercatori conserveranno questi campioni per potenziali analisi future (ad esempio, proteomica, metabolomica e ormoni della fame e della sazietà; vedere Direzioni future). Durante ciascuna condizione, verrà raccolto un campione di urina delle 24 ore e analizzato per l'azoto urinario e l'azoto ureico, necessari per eseguire calcoli sull'ossidazione del substrato, nonché per le catecolamine urinarie delle 24 ore.