Het ACT-OUT-onderzoek: ACTiviteitsresultaten op basis van een koolhydraatrijk of vetrijk dieet bij het metabool syndroom

1. ACHTERGROND EN RATIONALE:

   De huidige preventie van zwaarlijvigheid legt de nadruk op meer lichaamsbeweging en een vetarm, caloriearm dieet om een ​​negatieve calorische balans te bereiken. Calorische beperking wordt in verband gebracht met een afname van het energieverbruik. De andere steunpilaar van de preventie van obesitas, toenemende niveaus van fysieke activiteit, wordt geassocieerd met een grotere calorie-inname. Het mislukken van de eet-minder-oefen-meer-strategie is duidelijk met de epidemie van obesitas, metabool syndroom (MetS) en diabetes type II. Bovendien heeft de verdringing van voedingsvet in de voeding geleid tot compenserende verhogingen van de inname van koolhydraten, wat gepaard gaat met ongewenste metabole effecten.

   Koolhydraatbeperkte diëten zijn controversieel ondanks de voordelen van deze aanpak. De controverse komt voort uit een compenserende toename van de vetinname via de voeding in verband met koolhydraatbeperking en de vrees dat een grotere vetinname het risico op hart- en vaatziekten verhoogt. Koolhydraatbeperking vermindert de insulineresistentie en verbetert MetS. Dit protocol heeft tot doel een grotere bewijsbasis vast te stellen voor koolhydraatbeperkte diëten als een therapeutische optie voor MetS. De onderzoekers zullen de huidige kennis beoordelen met betrekking tot: (i) obesitas en insulineresistentie in Canada, (ii) posities van grote medische organisaties (iii) tekortkomingen van het huidige paradigma voor de preventie van obesitas (iv) waarom koolhydraatbeperkte diëten werken.

   1.1) Obesitas en insulineresistentie in Canada In de jaren tachtig werden vetarme, caloriearme diëten de hoeksteen van voedingsadviezen om obesitas te verminderen. Deze aanpak heeft met succes het percentage calorieën uit vet verminderd met als gevolg een toename van de koolhydraatconsumptie. In de daaropvolgende jaren wordt obesitas een epidemie. In Canada steeg de prevalentie van obesitas (BMI ≥ 30 kg/m2) van 10% in de jaren 70 tot 23% in 2004, met nog eens 36% als overgewicht (BMI 25-29,9). Omdat obesitas een risicofactor is voor MetS en diabetes type II, heeft de prevalentie van deze aandoeningen ook epidemische proporties aangenomen. In 2007 leefden ongeveer 2 miljoen Canadezen met diabetes en in 2012 zullen naar schatting 2,8 miljoen Canadezen diabetes hebben. First Nations-gemeenschappen zijn bijzonder zwaar getroffen, met een prevalentie die 3-4 keer hoger is en een jongere aanvangsleeftijd dan niet-First Nations-individuen. Er zijn nieuwe strategieën voor de preventie van chronische ziekten nodig om deze crisis aan te pakken.

   Insulineresistentie ligt ten grondslag aan de pathofysiologie van obesitas. Insulineresistentie is een aandoening waarbij normale hoeveelheden insuline ontoereikend zijn om een ​​normale insulinerespons van vet-, spier- en levercellen op te wekken. Dientengevolge hebben insulineresistente personen zowel verhoogde bloedglucose, nuchtere insuline als grotere hoeveelheden insuline afscheiden als reactie op koolhydraten in de voeding. Deze compenserende hyperinsulinemie gaat gepaard met nadelige effecten in weefsels die hun gevoeligheid voor insuline behouden. Verhoogde bloedglucosespiegels worden in verband gebracht met geavanceerde glycatie-eindproducten, reactieve zuurstofverbindingen en lichte ontstekingen. Deze blootstellingen worden in verband gebracht met een verhoogd risico op hart- en vaatziekten en diabetes. Ondanks het bewijs dat verhoogde insulinespiegels in verband wordt gebracht met atherogene veranderingen in het vaatstelsel, blijft het een kwestie van controverse over de vraag of aanhoudend verhoogde insulinespiegels pathogeen zijn.

   De diagnose MetS vormt een startpunt voor inspanningen op het gebied van ziektepreventie bij personen met diabetes en hart- en vaatziekten. MetS wordt gedefinieerd als een hoge tailleomtrek naast twee van de volgende: hoge triglyceriden, lage HDL en verhoogde bloeddruk. Er worden ook andere pathofysiologische veranderingen waargenomen, waaronder lichte ontsteking, verhoogd urinezuur, protrombotische toestand, verhoogde ApoB, klein dicht atherogeen LDL en endotheliale disfunctie.

   Eerstelijnsbehandeling voor MetS is gewichtsverlies dat leidt tot vermindering van de insulineresistentie. Intensieve leefstijlinterventies verminderen diabetes bij personen met een hoog risico. De meeste leefstijlinterventies voor MetS zijn gebaseerd op de hypothese dat individuen gewichtsverlies kunnen initiëren en behouden door calorieën te beperken en fysieke activiteit te vergroten. Het Diabetes Preventieprogramma toonde aan dat intensieve interventie, waaronder een caloriearm dieet met weinig vet en toename van fysieke activiteit, gepaard ging met een afname van de BMI van 1,5 kg/m2 en een afname van de incidentie van diabetes met 58% bij personen met een hoog risico op diabetes. Minder intensieve interventies gaan gepaard met meer bescheiden veranderingen. Een onderzoek naar voedingsadvisering ging gepaard met een afname van de BMI met 0,4 kg/m2. Leefstijlinterventies die de nadruk leggen op 'minder eten of meer bewegen' hebben dus een beperkte waarde. Het optimale dieet voor proefpersonen met MetS is niet onderzocht met harde eindpunten. Kleine onderzoeken hebben koolhydraatbeperkte diëten en vetarme diëten vergeleken met behulp van surrogaatmarkers. Een proef met ernstig zwaarlijvige proefpersonen vond een groter gewichtsverlies en grotere verbeteringen in lipideniveaus en hemoglobine A1c bij een koolhydraatbeperkt dieet dan bij een vetarm/caloriebeperkt dieet. In een onderzoek onder volwassenen met MetS hadden degenen die gerandomiseerd waren naar de koolhydraatbeperking meer gewichtsverlies, lagere triglyceriden en lagere insulinespiegels dan personen op een caloriebeperkt, vetarm dieet. Deze resultaten komen overeen met een meta-analyse waarin koolhydraatbeperkte diëten werden geassocieerd met verbeteringen in atherogene dyslipidemie, groter gewichtsverlies en betere therapietrouw dan vetarme, caloriebeperkte diëten. Deze onderzoeken benadrukken de voordelen van koolhydraatbeperking.

   1.2) Vet, suiker en posities van grote medische organisaties Een van de belangrijkste belemmeringen voor de wijdverbreide implementatie van koolhydraatbeperkte diëten is de angst dat een toename van de consumptie van verzadigd vet, in combinatie met een toename van LDL-chol, zal resulteren in een groter risico op cardiovasculaire aandoeningen. ziekte (HVZ). Deze voeding-harthypothese heeft de hoeksteen gevormd van voedingsadviezen ter preventie van chronische ziekten. Het vermijden van verzadigd vet heeft geleid tot het algemeen vermijden van voedingsvet. Er is zwak en tegenstrijdig bewijs dat zowel verzadigd vet als vetbeperking in de voeding verband houden met gezondheidsvoordelen. De grootste test van de dieet-harthypothese was het Women's Health Initiative (WHI). Deze studie randomiseerde vrouwen naar een dieet met een laag verzadigd vetgehalte of een normaal dieet. Na 8 jaar hadden de vrouwen die gerandomiseerd waren naar het vetarme dieet een lager LDL-cholgehalte, maar geen afname in CVD-mortaliteit, incidentie van borst- of darmkanker. In overeenstemming met de resultaten van de WHI vond een meta-analyse met 347.747 proefpersonen geen verband tussen de inname van verzadigd vet en hart- en vaatziekten.

   Hoewel de meeste experts het erover eens zijn dat het nog te vroeg is om verzadigd vet te rechtvaardigen als het belangrijkste voedingskwaad, stapelt het bewijs zich op dat de zwaarlijvige en atherogene aard van geraffineerde koolhydraten benadrukt. Uit een proef om de consumptie van gezoete dranken te verminderen, bleek dat de interventiegroep 7,7% minder kinderen met overgewicht en obesitas had dan de controlegroep. In NHANES (2006) werd de consumptie van toegevoegde suiker geassocieerd met hogere triglyceriden en lagere HDL. Uit een prospectief onderzoek onder Nederlandse volwassenen bleek dat het vervangen van 5% van de calorieën uit verzadigd vet door koolhydraten met een hoge glycemische waarde in verband werd gebracht met een 33% hoger risico op een hartinfarct.

   De huidige wetenschappelijke verwarring over de gezondheidseffecten van (geraffineerde) koolhydraten komt tot uiting in de diversiteit aan voedingsadviezen. De voedingsrichtlijnen van de American Diabetes Association (ADA) hebben gesuggereerd dat koolhydraatbeperkte diëten een optie zijn voor gewichtsverlies gedurende maximaal 1 jaar. Daarentegen beveelt de Canadian Diabetes Association een dieet aan met 45% -60% calorieën uit koolhydraten met een inname van sucrose tot 10% van de dagelijkse inname. De tegenstrijdige aard van deze standpunten benadrukt de behoefte aan meer onderzoek naar de gezondheidseffecten van koolhydraatbeperkte diëten. De goedkeuring van koolhydraatbeperking door ADA suggereert dat deze diëten geldige therapeutische opties zijn.

   1.3) Tekortkomingen van het traditionele paradigma voor de preventie van obesitas Het huidige paradigma voor de preventie van obesitas legt de nadruk op calorievermindering en/of verhoogde fysieke activiteit om een ​​negatieve calorische balans te bereiken. Hoewel fysieke activiteit voordelen heeft opgeleverd, heeft het verhogen van fysieke activiteit als strategie voor gewichtsverlies teleurstellende resultaten opgeleverd. Observationele studies die een hoge mate van fysieke activiteit associëren met een lagere adipositas zijn moeilijk te interpreteren, aangezien personen met een hogere fysieke activiteit ook profiteren van ander (ongemeten) gezondheidsbevorderend gedrag. In gerandomiseerde onderzoeken hebben interventies voor lichaamsbeweging dubbelzinnige resultaten opgeleverd met betrekking tot gewichtsverlies. De fysiologische beperking van deze benadering is dat het moeilijk is om de fysieke activiteit te vergroten zonder een compenserende toename van de inname via de voeding. In onderzoeken waarbij fysieke activiteit direct wordt gecontroleerd en zonder een compenserende toename van de calorie-inname, is fysieke activiteit in verband gebracht met gewichtsverlies < 3% van het aanvankelijke lichaamsgewicht. Bij bewegingsinterventies met een lagere intensiteit zijn de resultaten minder veelbelovend. Een meta-analyse van fysieke-activiteitsinterventies op school bij jongeren vond geen effect op de BMI. De ineffectiviteit van fysieke activiteit als middel om gewicht te verliezen wordt weerspiegeld in de standpuntbepalingen van de American Heart Association en het American College of Sports of Sports Medicine, waarin ze 60-90 minuten matige intensiteitsactiviteit per dag aanbevelen om gewicht te verliezen of te behouden. Het is niet verrassend dat er een zeer lage prevalentie is van personen die 60-90 minuten per dag matig actief zijn in de algemene bevolking. Ironisch genoeg kunnen insulineresistente personen die de grootste gezondheidsvoordelen halen uit fysieke activiteit er een verminderde fysiologische tolerantie voor hebben, aangezien insulineresistentie in verband is gebracht met verminderde inspanningstolerantie door omkeerbare veranderingen in spiermitochondriën, verminderde VO2 max en mogelijk andere mechanismen.

   Het falen van vetarme, caloriearme diëten om de prevalentie van zwaarlijvigheid te beteugelen wordt geïllustreerd door de WHI. Na 7,5 jaar follow-up verminderden de vrouwen die gerandomiseerd waren naar de vetarme groep hun gewicht met 0,8 kg, maar hadden ze een toename van 1 cm in tailleomtrek ondanks een gerapporteerde afname van de calorie-inname van 360 calorieën. Gewichtsverlies in de vetarme groep was niet anders dan bij vrouwen in de controlegroep, die een typisch Amerikaans dieet volgden. Caloriebeperkte diëten benadrukken het vermijden van energierijke voedingsmiddelen met een hoog vetgehalte in de voeding. Hoewel het vermijden van voedingsvet een intuïtieve aantrekkingskracht heeft, wordt caloriebeperking geassocieerd met een overeenkomstige afname van het energieverbruik, wat in feite een uithongeringsreactie stimuleert. De compenserende daling van het energieverbruik wordt geassocieerd met een plateau van gewichtsverlies, een toegenomen verlangen om te eten en gewichtstoename.

   Vetarme/koolhydraatrijke diëten vereisen gewichtsverlies om positieve metabole effecten te produceren. Deze afhankelijkheid van gewichtsverlies voor gezondheidsvoordelen in combinatie met de onvermijdelijke gewichtstoename die gepaard gaat met deze voedingsstrategie heeft het potentieel om metabolische markers op de lange termijn te verslechteren. De ongewenste metabolische veranderingen die gepaard gaan met een hoge koolhydraatinname zijn bijzonder schadelijk bij personen met MetS. Dit staat in contrast met de fysiologische effecten van koolhydraatontwenning bij insulineresistente proefpersonen die de omkering van MetS weerspiegelen. Naast verbeteringen van MetS, worden koolhydraatbeperkte diëten geassocieerd met minder dichte en daardoor minder atherogene LDL-deeltjes en afname van ontstekingsmarkers.

   Een laatste beperking van het huidige paradigma voor de preventie van obesitas is dat wordt aangenomen dat macronutriënten (vet, eiwit en koolhydraten) gelijkwaardige metabole effecten hebben. De onderzoekers zullen de metabole effecten van macronutriënten met betrekking tot de insulinerespons en energiebalans beoordelen. Koolhydraten zijn krachtige afscheiders van insuline, dat de primaire regulator is van het metabolisme van vetweefsel en die energie in de voeding verdeelt in opslag (hogere insuline) of oxidatie (lagere insuline). Muizen die genetisch zijn gemanipuleerd om de insulinereceptor op vetcellen te missen, verbruiken meer calorieën per gram lichaamsgewicht, maar zijn resistent tegen obesitas. Bij diabetes type II worden toedieningen van exogene insuline of geneesmiddelen die de afgifte van insuline uit de alvleesklier stimuleren in verband gebracht met gewichtstoename. Voedingsvet heeft geen effect op de insulinesecretie, maar vertraagt ​​de maaglediging. Eiwitten in de voeding verlagen de glucoserespons op insuline 2-3 keer effectiever dan vet in de voeding en spelen een belangrijke rol bij het onderdrukken van de eetlust en mogelijk bij het reguleren van het gewicht. De toevoeging van voedingsvet, -eiwitten en -vezels om de ongewenste effecten van koolhydraten in een maaltijd te dempen, is het concept achter de glycemische index. Een dieet met een lage glycemische index kan echter minder relevant zijn voor type II diabetici, aangezien het effect van vet en eiwit in de voeding op het afzwakken van glucoseresponsen verzwakt of afwezig is. Als obesitaspreventie inderdaad een bewijsbasis is, dan zijn er nog maar twee instrumenten over in het arsenaal van de volksgezondheid, bariatrische chirurgie of koolhydraatbeperking.

   1.4) Waarom werken koolhydraatbeperkte diëten? Er zijn ten minste twee fysiologische kenmerken van koolhydraatbeperkte diëten die bijdragen aan gewichtsverlies. Ten eerste zijn ad lib koolhydraatbeperkte diëten in verband gebracht met spontane verminderingen van de calorie-inname. Ten tweede gaan deze diëten gepaard met een groter gewichtsverlies per calorie dan vetarme diëten met een onverklaarbaar calorietekort van ongeveer 200 kcal/dag. Het preferentiële gewichtsverlies van koolhydraatbeperkte diëten werd 'het metabolische voordeel' genoemd. Het concept van een metabolisch voordeel geassocieerd met koolhydraatbeperkte diëten is controversieel onder experts. Hoewel er bewijs is dat het bestaan ​​​​ervan in diermodellen en bij mensen ondersteunt, blijft dit fenomeen slecht begrepen.

   Ad lib koolhydraatbeperkte diëten gaan vaak gepaard met spontane dalingen van de calorie-inname. Dit wordt veroorzaakt door de insulineverlagende effecten van koolhydraatbeperkte diëten, aangezien hoge insulinespiegels in verband zijn gebracht met verdeling van metabole brandstoffen in vetweefsel en een grotere voedselinname. Uit een onderzoek met zwaarlijvige proefpersonen bleek dat degenen die een koolhydraatbeperkt dieet volgden, bijna 30% minder nuchtere insulinespiegels hadden en een afname van 570 kcal in energie-inname. Dus lagere insulineniveaus zijn een belangrijke bemiddelaar tussen lagere koolhydraatconsumptie en gewichtsverlies. Uit een onderzoek bij mannen bleek dat 70% van de variabiliteit in gewichtsverlies door een koolhydraatbeperkt dieet werd verklaard door veranderingen in nuchtere insuline.

   Een aantal onderzoeken hebben een metabolisch voordeel aangetoond van koolhydraatbeperkte diëten in vergelijking met vetarme diëten. Er zijn drie mogelijke verklaringen. Ten eerste kunnen er hogere energiekosten verbonden zijn aan metabole interconversies van voedingsstoffen op koolhydraatbeperkte diëten. Ten tweede kunnen personen met een koolhydraatarm dieet een hoger energieverbruik hebben als gevolg van een hoger metabolisme in rust en/of hogere niveaus van fysieke activiteit. Een laatste mogelijkheid is dat een lager gewichtsverlies te wijten is aan de selectieve onderrapportage van de inname via de voeding bij personen die gerandomiseerd zijn naar vetarme diëten. Deze laatste verklaring is niet waarschijnlijk, aangezien deze bevinding is waargenomen in talrijke gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken.

   Dieet-geïnduceerde thermogenese kan een kleine bijdrage leveren aan het metabole voordeel van koolhydraatbeperkte diëten. Het is goed voor 5-15% van het totale energieverbruik. De energetische kosten om macronutriënten te metaboliseren variëren van 2,5% met voedingsvet, 7-15% met koolhydraten en 28-35% met eiwitten. Een studie wees uit dat het energieverbruik 4% hoger was in een dieet met 30% in vergelijking met 10% calorieën uit eiwitten. Dus de bescheiden toename van het energieverbruik als gevolg van een hogere eiwitinname zou waarschijnlijk niet voldoende zijn om het metabole voordeel van koolhydraatbeperkte diëten te verklaren.

   Lichamelijke activiteit is de grootste beïnvloedbare bron van energieverbruik. De hypothese dat het metabolische voordeel van koolhydraatbeperkte diëten de lagere insulinespiegels zou kunnen verklaren die gepaard gaan met spontane toename van fysieke activiteit, heeft weinig aandacht gekregen. Deze hypothese is gebaseerd op een aantal gevestigde observaties. Ten eerste hebben type II-diabetici die exogene insuline gebruiken een lager energieverbruik en een lagere gewichtstoename. Wanneer de insulinespiegels worden verlaagd door koolhydraatbeperking of farmacotherapie, is er een bijkomend verlies van vetmassa en enig bewijs voor een bescheiden toename van het energieverbruik. Uit een kort onderzoek onder zwaarlijvige personen bleek dat een ketogeen, koolhydraatarm dieet met een afname van 30% van de insulineresistentie geassocieerd was met een toename van 20% van het energieverbruik in rust, hoewel fysieke activiteit in dit onderzoek niet werd beoordeeld. Evenzo hadden in een gerandomiseerde studie van 6 maanden bij vrouwen met obesitas, degenen die een koolhydraatbeperkt dieet volgden, een niet-significante toename van 5% in het energieverbruik in rust per kg lichaamsgewicht in vergelijking met de uitgangswaarde. Deze studie beoordeelde ook fysieke activiteit met behulp van stappentellers en vond geen verschil in aantal stappen per dag tussen de koolhydraatarme groep en de vetarme groep, ondanks een 3,7 kg groter gewichtsverlies in de eerste en geen verschil in gerapporteerde calorie-inname tussen de groepen. Het meten van fysieke activiteit bij vrijlevende individuen is complex. Stappentellers zijn een objectieve beoordeling van fysieke activiteit, maar kunnen de intensiteit, frequentie en duur van activiteit niet beoordelen. Ze zijn ook niet geschikt voor het schatten van het energieverbruik.

   Samengevat, intensieve leefstijlinterventies verminderen de incidentie van diabetes type II bij personen met het metabool syndroom. Centraal in het therapeutische effect van deze interventies staat gewichtsverlies. Er is een gebrek aan consensus over wat 'best practices' zijn voor leefstijlinterventies. Lichamelijke activiteit wordt in verband gebracht met tal van gezondheidsvoordelen, maar is geen effectief recept voor gewichtsverlies of gewichtsbehoud. Bovendien is het optimale voedingsvoorschrift controversieel; sommige experts suggereren dat personen met MetS hun inname van vet via de voeding moeten beperken, terwijl andere experts suggereren dat koolhydraten in de voeding moeten worden beperkt. Deze controverse over het voorschrijven van voeding wordt weerspiegeld in de standpunten van grote medische organisaties. De American Diabetes Association heeft sinds 2008 koolhydraatbeperking voor gewichtsverlies onderschreven. De Canadian Diabetes Association is echter voorstander van voedingsmiddelen met een lagere glycemische index en de beperking van vet in de voeding. Ondanks het dubbelzinnige bewijs, worden een vetarm, caloriebeperkt dieet in combinatie met verhoogde fysieke activiteit beschouwd als de standaard levensstijlinterventies voor MetS.

2. DOELSTELLINGEN Dit protocol heeft drie doelstellingen. Ten eerste veronderstellen de onderzoekers dat het volgen van een koolhydraatarm dieet bij personen met MetS resulteert in een lagere insulineresistentie; zal een verhoging van niveaus van spontane fysieke activiteit veroorzaken, onafhankelijk van gewichtsveranderingen. Ten tweede zullen de onderzoekers veranderingen in cardiometabolische risicofactoren (ApoB, TG, HDL, bloeddruk, CRP) onderzoeken wanneer individuen worden gerandomiseerd naar een koolhydraatbeperkt dieet of een vetarm/hoog koolhydraatdieet. Ten slotte zullen de onderzoekers een deelsteekproef van deelnemers uit beide onderzoeksarmen (5 in elke arm) interviewen om open interviews te houden om de kwaliteit van leven met betrekking tot de dieetopdracht of leefstijlinterventie beter te begrijpen.
3. ONDERZOEKSPLAN Onze groep heeft cross-sectionele gegevens gegenereerd die een klinisch betekenisvol verband laten zien tussen hogere koolhydraatinname en lagere fysieke activiteit, beoordeeld met behulp van een versnellingsmeter bij personen met glucose-intolerantie. De beperking van deze bevindingen houdt verband met het onvermogen om causaliteit te beoordelen; dat wil zeggen, als koolhydraatbeperking een toename van fysieke activiteit veroorzaakt. De kracht van de ACTout-studie is het vermogen om causale richting af te bakenen met behulp van een prospectief ontwerp en randomisatie om te controleren op bekende en onbekende confounders.

Onderzoeksopzet en deelnemers: Studiedeelnemers worden gedurende 6 maanden gerandomiseerd naar een ad lib koolhydraatbeperkte groep of een vetarm, caloriearm dieet. De onderzoekers zullen personen met het metabool syndroom (MetS) rekruteren uit het St. Paul's Metabolic Syndrome Program. Inclusiecriteria omvatten een diagnose van MetS gedefinieerd als een vergrote tailleomtrek en twee of meer van de volgende: nuchtere bloedsuikerspiegel hoger dan 5,6 mmol/L, nuchtere triglyceriden hoger dan 1,7 mmol/L, lipoproteïne met hoge dichtheid (HDL) minder dan 1,0 mmol /L bij mannen en minder dan 1,3 mmol/L bij vrouwen en bloeddruk hoger dan 135/85 of op antihypertensiva. Potentiële deelnemers worden uitgesloten als ze een gewichtsverminderend dieet volgen, alcohol of andere psychoactieve stoffen misbruiken, psychiatrische medicatie gebruiken die verband houdt met gewichtstoename of plannen hebben om te reizen tijdens de studieperiode.

Berekening van de steekproefomvang: Om de steekproefomvang te berekenen, gebruikten de onderzoekers dwarsdoorsnedegegevens met met een versnellingsmeter gemeten fysieke activiteit en uitstekende kwantitatieve metingen van voeding. De onderzoekers gingen uit van een verschil van 15% in calorieën die als koolhydraten werden geconsumeerd tussen de dieetbehandelingen. Met een significantiewaarde van p < 0,05 (tweezijdige test) ontdekten de onderzoekers dat er in elke groep 27 deelnemers nodig zouden zijn om een ​​significant verschil in door de versnellingsmeter gemeten activiteitsintensiteit te detecteren. Om rekening te houden met mogelijk verloop zullen de onderzoekers de steekproefomvang in elke arm met 10 overschatten. De onderzoekers zullen 72 personen rekruteren met 36 in elke arm. Op basis van onze berekening van de steekproefomvang verwachten de onderzoekers naast een dieet*tijd-interactie ook verschillen op basis van tijd en voeding te detecteren.

Wervingsstrategie: De onderzoekers zullen personen met het metabool syndroom rekruteren uit het Metabool Syndroom-programma. In de wachtkamer en de examenzalen van de opleiding worden flyers opgehangen. Er zullen ook folders worden gegeven aan de administratieve assistenten die verantwoordelijk zijn voor de intake van deelnemers aan het programma, die ervoor kunnen kiezen om de deelnemers van het onderzoek op de hoogte te stellen. Als een potentiële deelnemer interesse toont, zal de coördinator het onderzoek voldoende gedetailleerd toelichten om geïnformeerde toestemming mogelijk te maken. Om het dieet te beoordelen voorafgaand aan opname in het onderzoek, zullen de onderzoekers potentiële deelnemers vragen om een ​​3-daagse dieetgeschiedenis in te vullen en de versnellingsmeter 7 dagen te dragen om er zeker van te zijn dat ze niet al een gewichtsverlagend dieet volgen en om de basislijn van fysieke activiteit te beoordelen. Individuen die voldoen aan zowel de dieetherinnering als de baseline-evaluatie van fysieke activiteit, worden gerandomiseerd in een van de twee dieettoewijzingen.

Randomisatie: De onderzoekers zullen blokrandomisatie gebruiken om vertekening van het randomisatieproces te voorkomen. Nadat elk blok met proefpersonen is ingeschreven, zullen de onderzoekers een geautomatiseerd randomisatieprogramma gebruiken om deelnemers willekeurig toe te wijzen aan een van de twee dieetopdrachten. Vanwege de moeilijkheid om de voedingsopdracht te verbergen, zal de gerandomiseerde studie niet geblindeerd zijn; omdat zowel onderzoekers als deelnemers op de hoogte zijn van hun voedingsopdracht. Om de besmetting van studiegroepen tot een minimum te beperken, zullen individuele en groepssessies op verschillende tijdstippen worden ingepland.

Koolhydraatbeperkt dieet: deelnemers krijgen de instructie om de koolhydraatconsumptie te beperken tot < 20 gram/dag zonder hun calorie-inname te beperken. Deelnemers worden aangemoedigd om elke dag groenten met een laag koolhydraatgehalte te consumeren, waaronder 2 kopjes groene salade en 1 kopje groenten 'die boven de grond groeien'. Een van de fysiologische veranderingen die samenhangen met een lage koolhydraatinname is verlies van zout via de urine. Als zout niet wordt vervangen, kunnen deelnemers hoofdpijn, misselijkheid, duizeligheid, lethargie en obstipatie ervaren. Deelnemers krijgen advies om hun zoutinname te verhogen. Er is aangetoond dat dit de natiurese corrigeert die gepaard gaat met koolhydraatbeperking, wat de bovengenoemde bijwerkingen kan veroorzaken. Deelnemers wordt geadviseerd om hun basisniveau van fysieke activiteit voort te zetten.

Controlegroep: De controlegroep wordt gerandomiseerd naar de intensieve leefstijlinterventie die momenteel wordt gebruikt door het Healthy Heart Program in het St. Paul's Hospital om de symptomen geassocieerd met het metabool syndroom te verminderen. Deelnemers zullen worden geïnstrueerd om vetrijke, energierijke voedingsmiddelen te vervangen door voedingsmiddelen die rijk zijn aan volle granen, fruit en groenten. De macronutriëntenverdeling van dit dieet zal ongeveer 55% koolhydraten, 15% eiwit en 30% vet zijn. Individuen zullen ook worden geïnstrueerd om de natriuminname te verminderen tot <2300 mg/dag en bij personen met hypertensie tot <1500 mg/dag. Aan het einde van de studie hebben deelnemers de mogelijkheid om door te gaan met een van de studiediëten.

Methoden om ervoor te zorgen dat de dieetopdracht wordt nageleefd: de studiecoördinator faciliteert activiteiten ter ondersteuning van de naleving van de dieetopdracht, hetzij een-op-een of in groepsverband. Groepsbijeenkomsten zullen de naleving versterken door kooktips, gedragsverandering en terugvalpreventiestrategieën te delen. In de één-op-één-sessies zal de studiecoördinator de driedaagse voedselrecords bekijken en strategieën bespreken om de naleving te verbeteren. Deelnemers uit beide groepen zullen na 3 maanden hun clinicus ontmoeten om de gezondheidsindicatoren te beoordelen en de deelnemers te verzekeren van de veiligheid van hun dieetopdracht.

Kwalitatieve interviews: De onderzoekers zullen urenlange open interviews houden met 8-10 deelnemers aan het onderzoek om inzicht te krijgen in de geleefde ervaring van een verstandig dieet en een koolhydraatbeperkt dieet. Interviews worden opgenomen en getranscribeerd. De onderzoekers zullen gefundeerde theorie gebruiken om te zoeken naar theorieën die uit de gegevens naar voren komen, in tegenstelling tot het interpreteren van de gegevens met een a priori-analyse. De onderzoekers zullen vervolgens beschrijvende categorieën toewijzen aan thema's die uit de gegevens naar voren komen, zoals: effect van hun dieet op diabetes, percepties van honger, stemming enz. Deze beschrijvende categorieën zullen vervolgens in thematische categorieën worden geplaatst en geanalyseerd in het licht van de bestaande literatuur.

Meting van de lichaamssamenstelling en schatting van het energieverbruik in rust:

De onderzoekers zullen bio-elektrische impedantie gebruiken om de lichaamssamenstelling bij baseline en na 6 maanden te beoordelen. Er is aangetoond dat bio-elektrische impedantie een redelijke beoordeling geeft van de lichaamssamenstelling in vergelijking met DXA, dat als een gouden standaard wordt beschouwd. De onderzoekers normaliseren vetmassa en vetvrije massa naar lengte door respectievelijk een vetmassa-index en een vetvrije massa-index (kg/m2) te gebruiken. De hoogte wordt gemeten met een stadiometer op de basislijn. De tailleomtrek wordt beoordeeld bij aanvang en na 6 maanden, na uitademing, met behulp van een flexibel meetlint halverwege tussen het heupbot en de onderste rib. De onderzoekers zullen het energieverbruik schatten met behulp van eerder gepubliceerde vergelijkingen die rekening houden met vetvrije massa, vetmassa, geslacht en leeftijd.

Vragenlijst: De onderzoekers gebruiken de Applied Health Indicators Questionnaire en de Patient Health Questionnaire om relevante gezondheidsinformatie van de patiënt te verzamelen. Deze zelf in te vullen vragenlijsten zullen worden ingevuld bij baseline, 3 en 6 maanden.

Beoordeling van fysieke activiteit: deelnemers dragen een versnellingsmeter om de fysieke activiteit te beoordelen bij aanvang en elke week van de maand gedurende 6 maanden. Een versnellingsmeter is een kleine elektronische monitor die om het middel wordt gedragen en die verticale versnellingen meet en dus wordt beschouwd als een objectieve maatstaf voor fysieke activiteit. Patiënten zullen worden geïnstrueerd om de versnellingsmeter gedurende 1 week van elke maand tijdens de wakkere uren te dragen, exclusief de tijd die wordt doorgebracht in bad of in het water. Gegevens worden gedownload in tijdvakken van één minuut en gecategoriseerd als lichte, matige of krachtige activiteit. Dagen worden uitgesloten wanneer de versnellingsmeter minder dan 80% van de gemiddelde draagtijd op de andere dagen wordt gedragen. De onderzoekers zullen het op activiteiten gebaseerde energieverbruik schatten met behulp van eerder gevalideerde vergelijkingen. Omdat versnellingsmeters geen activiteit registreren die verband houdt met fietsen, zwemmen of skiën, zullen de onderzoekers deelnemers vragen naar het aantal keren dat ze deze activiteiten hebben gedaan in de periode dat ze de versnellingsmeter droegen.

Cardiometabolische indices: Er worden bloedmonsters genomen en in individueel gelabelde buisjes met EDTA geplaatst, onmiddellijk gecentrifugeerd en bewaard bij -70°C. Aangezien veranderingen in de werking van insuline centraal staan ​​in onze hypothese, zullen de onderzoekers in deze studie twee verschillende aspecten van het insulinemetabolisme beoordelen, insulinesecretie en insulineresistentie. De onderzoekers zullen de insulineresistentie beoordelen met behulp van HOMA-beoordeling van insulineresistentie berekend op basis van nuchtere insuline en nuchtere glucose. De onderzoekers zullen de concentratie van C-peptide beoordelen, een splitsingsproduct gerelateerd aan insulinesynthese dat wordt gesynthetiseerd in equimolaire concentraties tot insuline. Omdat C-peptide een langere halfwaardetijd heeft dan insuline, kan het worden gebruikt als marker voor insulinesecretie door de pancreas. De bloeddruk zal worden beoordeeld bij baseline, 3 en 6 maanden met behulp van BP-TRU-monitoren. Lipiden-, lipoproteïne- en C-reactieve proteïneniveaus zullen worden gemeten bij aanvang, 3 en 6 maanden. Totaal cholesterol, triglyceride, lipoproteïne-cholesterol met hoge dichtheid en apolipoproteïne B zullen worden gemeten met behulp van eerder beschreven methoden. LDL-cholwaarden worden berekend met behulp van de Friedewald-formule voor patiënten bij wie de plasmatriglyceridenspiegel lager is dan 4 mmol/L. β-hydroxybutyraat zal ook in beide groepen worden beoordeeld op de bovengenoemde tijdstippen en zal worden gebruikt als een biomarker voor het volgen van een koolhydraatbeperkt dieet. De onderzoekers zullen ook serumleptine en urinezuur beoordelen bij baseline en 6 maanden.

Statistische analyses: De onderzoekers zullen twee verschillende benaderingen gebruiken om de gegevens te analyseren. Eerst zullen de onderzoekers een 'intent-to-treat'-analyse gebruiken met basiswaarden om ontbrekende gegevens toe te schrijven aan deelnemers die mogelijk uit het onderzoek stappen. De onderzoekers zullen ook het effect van de voedingsopdracht op de resultaten onderzoeken bij deelnemers die zich aan hun voedingsopdracht hielden. Basislijnkarakteristieken zullen worden vergeleken tussen de twee groepen met behulp van t-testen. De onderzoekers zullen drie onderling gerelateerde afhankelijke variabelen onderzoeken, die verschillende aspecten van fysieke activiteit vastleggen, in de analysestrategie. Eerst zullen de onderzoekers het verband onderzoeken tussen voedingstoewijzing en veranderingen in versnellingsmetervariabelen. De onderzoekers zullen ook de tijd onderzoeken die wordt besteed aan matige tot zware fysieke activiteit en het energieverbruik op basis van activiteiten. Aangezien op activiteit gebaseerde energie zal worden geschat op basis van een versnellingsmeter, zullen de onderzoekers het niet als een unieke vergelijking beschouwen. De onderzoekers zullen dus het niveau van statistische significantie instellen op p<0,025 om te corrigeren voor meerdere vergelijkingen. De onderzoekers zullen verschillen vinden in belangrijke variabelen zoals fysieke activiteit en verandering in insulineconcentratie. Om de effecten van de voedingstoewijzing op fysieke activiteit te beoordelen, zullen de onderzoekers drieweg ANOVA met herhaalde metingen gebruiken, inclusief verandering in lichaamsgewicht in het model met tijd als de herhaalde factor.