Effect van laat diner op nachtelijk metabolisme

Obesitas is een epidemie die bijdraagt ​​aan aanzienlijke wereldwijde morbiditeit en mortaliteit. Obesitas en metabool syndroom zijn niet alleen een uiting van overmatig eten, maar kunnen ook het gevolg zijn van een onjuiste timing van voedselinname. Met name het eten van meer calorieën later op de dag draagt ​​bij aan een grotere gewichtstoename en het metabool syndroom. Het mechanisme waardoor later eten de stofwisseling schaadt, wordt niet volledig begrepen. De vertering, opname en oxidatie van maaltijden kunnen worden beïnvloed door het circadiane ritme en de slaap/waakstatus. Slaap induceert een gereguleerde afname van de stofwisseling, die naar verwachting de oxidatie van ingenomen vet zou belemmeren.

Onderzoekers veronderstellen dat het eten van het avondeten om 22.00 uur, dicht bij slaaptijd (23.00 uur), vergeleken met de gebruikelijke tijd (18.00 uur), zal leiden tot een verminderd nachtelijk metabolisch profiel en verminderde vetzuuroxidatie van ingenomen vet. Onderzoekers zullen deze hypothese testen in een gerandomiseerde cross-over studie waarin het routinediner (RD) wordt vergeleken met het late diner (LD) op het nachtelijke metabole profiel, en de oxidatie van ingenomen vet wordt beoordeeld met behulp van een stabiele isotoop-tracer. Als onderzoekers kunnen aantonen dat het nachtelijke metabolische profiel en de oxidatie van exogeen vet worden beïnvloed door de timing van het diner, kunnen onderzoekers zich op deze routes richten om obesitas en gerelateerde metabole gevolgen te bestrijden.

Studieprocedures:

Onderzoekers zullen een gerandomiseerde cross-over studie uitvoeren van RD versus LD op de metabole functie van de ene op de andere dag bij gezonde vrijwilligers. Onderwerpen zullen zich melden bij het Bayview Astma- en Allergiecentrum voor screening en toestemming. Als deelnemers schriftelijke geïnformeerde toestemming geven, ondergaan deelnemers een anamnese en lichamelijk onderzoek. Elke deelnemer komt naar de Clinical Research Unit (CRU) voor 2 bezoeken (RD of LD), elk bestaande uit 2 opeenvolgende nachten (acclimatiseringsnacht, dan studienacht). Het RD- en LD-bezoek zal ongeveer 3-4 weken uit elkaar liggen en in willekeurige volgorde plaatsvinden om uitwassen van effecten en tracer mogelijk te maken. Om rekening te houden met mogelijke metabole effecten van menstruatiecycli, zullen vrouwen in dezelfde fase van hun menstruatiecyclus worden onderzocht (bezoeken zullen ongeveer 4 weken uit elkaar liggen). Van deelnemers wordt geen routinematige zorg of huidige therapie stopgezet om zich in te schrijven voor het onderzoek.

Algemeen bezoekschema:

Elk van de twee bezoeken (met een tussenpoos van 3-4 weken) bestaat als volgt uit twee opeenvolgende nachten:

• Dag 1: Avondtoegang tot de CRU.
• Nacht 1: Slapen in de CRU zonder monitoring (acclimatiseringsnacht)
• Dag 2: Gestandaardiseerde maaltijden en inname van stabiele isotopen met RD of LD, IV bemonstering (elke 60 min)
• Nacht 2: Slaap in de CRU met Polysomnograph (PSG) en IV-sampling (elke 60 min)
• Dag 3: Gestandaardiseerd ontbijt, IV-monstername (elke 60 min), ontslag

Gedetailleerde procedures:

Voorafgaand aan CRU-aankomst: Gedurende 3 dagen voorafgaand aan elke CRU-opname wordt deelnemers gevraagd om zich aan een normale slaap-waakcyclus te houden, om 07:00 uur op te staan ​​en om 23:00 uur te slapen en niet later 3 maaltijden per dag te eten met diner dan 19.00 uur.

Dag 1 + Nacht 1: Onderwerpen ondergaan een korte anamnese en lichamelijk onderzoek. (Dit kan gebeuren op een dag die ver verwijderd is van de toelating tot de CRU, of op dezelfde middag als de CRU-opname.) Om 20.00 uur zullen proefpersonen zich melden bij de klinische onderzoekseenheid en een antropometrische beoordeling ondergaan, inclusief gewicht, lengte, nek en middelomtrek. Van de deelnemers wordt verwacht dat ze klaar zijn met eten op het moment van aankomst.

Nacht 1: Proefpersonen krijgen een privékamer in de CRU-slaap. De lichten gaan om 23.00 uur uit en de volgende ochtend om 7.00 uur weer aan. Dit is een acclimatiseringsavond; er zal geen polysomnografische monitoring worden uitgevoerd.

Dag 2 + Nacht 2: Onderwerpen worden om 07:00 uur gewekt. Onderwerpen kunnen sedentaire activiteiten ondernemen in de CRU, maar deelnemers mogen niet slapen of agressieve oefeningen doen. Deelnemers krijgen vier standaardmaaltijden om 08:00, 13:00, 18:00 en 22:00 uur. De kilocalorie-inhoud van elke maaltijd, als percentage van de totale dagelijkse inname, wordt weergegeven in de onderstaande tabel en is afhankelijk van of deelnemers onder RD- of LD-condities zijn

Elke maaltijd heeft een samenstelling van macronutriënten van ongeveer 50% koolhydraten, 30% vet en 20% eiwit, maar het uiteindelijke dieet zal worden samengesteld met de diensten van het Institute for Clinical and Translational Research (ICTR) om typisch westerse voedingspatronen te weerspiegelen. Er worden twee perifere infusen geplaatst voor bloedafname tijdens de slaap, met één als back-up in geval van falen van één infuus. Infuusslangen worden doorgetrokken naar een aangrenzende controlekamer, zodat bloedmonsters kunnen worden genomen zonder de proefpersoon te storen.

Inname van stabiele isotopen: Onderzoekers gebruiken een gevalideerde techniek om verschillen in vetzuuroxidatie (FAO) te kwantificeren door een orale vloeibare dosis van 15 mg/kg lichaamsgewicht van [2H31]palmitaat in te nemen bij het avondeten (18:00 op RD-avond, of 22 :00 op LD nacht). De isotoop wordt opgelost in een warme (60 °C) vloeibare shake (melk of andere emulgatoren) die als drank bij het avondeten wordt verstrekt. FAO zal daarna worden gekwantificeerd door uurlijkse beoordeling van de opname van deuterium in plasma 2H2O met behulp van een isotoopverhouding MS (IR/MS), waardoor het verzamelen van uitgeademde kooldioxide (CO2), variabiliteit van kooldioxideconsumptie (VCO2) of acetaatcorrectie niet meer nodig is met koolstofgelabelde vetzuurtracers. Proefpersonen krijgen ook 0,4 g/kg lichaamsgewicht H218O binnen, zodat het totale lichaamswatervolume kan worden berekend volgens de methode van Schoeller en van Santen. De FAO-snelheid wordt bepaald door een overmaat aan plasma 2H maal het totale lichaamsvocht, terwijl het percentage herstel van deuterium wordt bepaald door te delen door de toegediende dosis van 2H.

Nacht 2: Elke studienacht van 23.00 uur tot 07.00 uur wordt een PSG uitgevoerd. Het slaaponderzoek omvat elektro-encefalografie, elektro-oculografie, oxygenatie en ademhalingsinspanning. Ademhalingsinspanning wordt gemeten door middel van thoracoabdominale beweging, beoordeeld met kwikspanningsmeters. Op C3A2 en C3O1 worden oppervlakte-elektroden geplaatst, een submentale elektrode en linker en rechter elektro-oculogram worden gebruikt om de slaap in scène te zetten. Van drie borstelektroden worden elektrocardiografische (EKG)-tracings opgenomen. Continue meting van zuurstofverzadiging zal worden geregistreerd met behulp van een ooroximeter (model nr. 472-1A, Hewlett Packard, Waltham, Mass). Signalen van de elektro-encefalograaf, ECG, elektromyogram, elektro-oculogram, ademhalingsspanningsmeter, ooroximeter en thermistoren worden opgenomen op een computer met RemLogic-software.

Bloed werk:

Er zullen bloedmonsters worden genomen met tussenpozen van 60 minuten, beginnend om 17:00 uur en doorgaand tot de volgende dag, zoals weergegeven in figuur 1, verspreid over 20 tijdspunten. Elk bloedmonster heeft een volume van 4 cc en wordt in lavendelkleurige toptubes (EDTA) geplaatst voor centrifugatie om plasma te verkrijgen. Cellen worden uit het plasma verwijderd door gedurende 10 minuten bij 1500 x te centrifugeren met behulp van een gekoelde centrifuge. Na centrifugeren wordt het plasma overgebracht naar cryovials voor opslag. Het ochtendmonster op het moment van het laatste ontwaken (07:00 uur) zal 12 cc (3 buisjes) zijn, aangezien onderzoekers aanvullende assays plannen met dit monster (lipidenpanel, ontstekingsmarkers) en 4 cc zal worden bewaard als volbloed voor toekomstige potentiële analyse . Monsters worden ingevroren bij -80°C voor onderzoek met betrekking tot metabole effecten van etenstijd, met toestemming van de deelnemers. In totaal zal het verzamelde bloed ongeveer 88 cc zijn, wat veel minder is dan bij een bloeddonatie.

Dag 3: Deelnemers krijgen om 08:00 uur een ontbijt van vergelijkbare samenstelling als op dag 2. De metabole respons op de maaltijd wordt beoordeeld met 4 extra bloedmonsters per uur.

Dual-energy röntgenabsorptiometrie (DEXA):

Een DEXA-scan zal worden gebruikt om de vetmassa te schatten, wat een van de variabelen zal zijn die worden geanalyseerd als een voorspeller van metabolische reacties op gewijzigde maaltijden. Er is slechts 1 DEXA-scan per deelnemer nodig en kan tijdens een van de bezoekdagen plaatsvinden.