Voedingsstimulatie van spiereiwitsynthese en metabolisme na bariatrische chirurgie

1. Doelstellingen

   Bariatrische chirurgie is een gebruikelijke behandeling geworden voor ernstige obesitas en leidt tot verlies van vetmassa. Na bariatrische chirurgie gaat echter ook spiermassa verloren. Het is de overkoepelende veronderstelling van de onderzoekers dat consumptie van de op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering na bariatrische chirurgie de spiermassa zal behouden door spiereiwitsynthese te stimuleren. Als gevolg hiervan zal het energieverbruik dat gepaard gaat met de combinatie van behouden spiermassa en gestimuleerde spiereiwitsynthese de afname van de stofwisseling tegengaan die normaal optreedt bij hypocalorische omstandigheden. Handhaving van een hoger totaal energieverbruik door consumptie van essentiële aminozuren zal zowel het verlies van lichaamsvet als het verlies van lichaamsgewicht versnellen. De onderzoekers stellen verder voor dat consumptie van een op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering de intracellulaire vetophoping in de spieren zal verminderen, wat zich zal vertalen in grotere verbeteringen in glucosehomeostase en spiereiwitmetabolisme. Het verlies van spiermassa bij mensen met obesitas die een snel gewichtsverlies ondergaan na een bariatrische operatie, is op zich geen ziekte of medische aandoening.

   De volgende doelen zullen specifieke hypothesen testen die verband houden met de wetenschappelijke premisse:

   Doel 1. Suppletie van het gebruikelijke dieet na bariatrische chirurgie met een gepatenteerde voedingsformule op basis van essentiële aminozuren, twee keer per dag gedurende 6 maanden, zal de spiermassa behouden en de vetmassa meer verminderen dan suppletie van het dieet met een isonitrogene hoeveelheid wei-eiwit. Spiermassa zal direct worden gemeten met behulp van een nieuwe tracer-verdunningstechniek met behulp van met deuterium gelabeld creatine. De vetmassa en de vetvrije massa worden gemeten door middel van dual-energy röntgenabsorptiometrie.

   Doel 2. De fractionele synthesesnelheid van spiereiwitten en de totale spiereiwitsynthese (spiermassa x fractionele synthesesnelheid) zullen minder afnemen ten opzichte van de waarden van voor de operatie bij deelnemers die de op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering consumeren in vergelijking met wei-eiwitten. De fractionele synthesesnelheid van spiereiwitten zal worden gemeten met de nieuwe "virtuele biopsie"-methode, die een geïntegreerde waarde geeft over drie weken.

   Doel 3. Het totale energieverbruik vóór de operatie zal beter worden gehandhaafd bij deelnemers die de op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering consumeren in tegenstelling tot wei-eiwit. Verandering in het totale energieverbruik zal worden gemeten over 10-daagse intervallen met behulp van de dubbel-gelabelde watertechniek, vóór tot 6 maanden na de operatie.

   Doel 4. Zes maanden na bariatrische chirurgie zal de intracellulaire vetophoping in de spieren in grotere mate worden verminderd ten opzichte van de waarde vóór de operatie bij deelnemers die de op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering consumeren dan wei-eiwit. De intracellulaire lipidenaccumulatie in de spieren zal worden gemeten door middel van magnetische resonantiespectroscopie en magnetische resonantiebeeldvorming. De onderzoekers verwachten dat een grotere vermindering van de intracellulaire vetophoping gerelateerd zal zijn aan een grotere verbetering van de insulinegevoeligheid in termen van glucosehomeostase en ook in termen van spiereiwitsynthese.

   Positieve resultaten van deze studie zullen de waarde van de op essentiële aminozuren gebaseerde voedingsformulering ondersteunen in termen van het verhogen van de snelheid van vetverlies en het verbeteren van veranderingen in de lichaamssamenstelling na bariatrische chirurgie.

2. Achtergrond

   Ondanks succesvol gewichtsverlies en verbetering van comorbiditeit na bariatrische chirurgie, blijven de meeste patiënten met ernstige obesitas overgewicht. Patiënten ervaren ook variatie in de respons op de behandeling. Tot 30% van de patiënten ervaart suboptimaal gewichtsverlies of significante gewichtstoename. De hoeveelheid verloren gewicht en het behoud ervan zijn belangrijk omdat ze leiden tot verbetering/remissie van comorbiditeiten (diabetes, hartaandoeningen, enz.) en tot verminderde sterfte aan hart- en vaatziekten of kanker. Een van de sleutels tot optimaal gewichtsverlies van een caloriebeperkt dieet en daaropvolgend onderhoud van het gewichtsverlies, is het verliezen van vet zonder spiermassa te verliezen (ook wel vetvrije massa genoemd). Het is een lager energieverbruik door verminderde spiermassa na gewichtsverlies, wat aanzienlijk bijdraagt ​​aan gewichtstoename. Spiermassa is de belangrijkste motor van het energiemetabolisme en bevordert de verbranding van voedsel als brandstof in plaats van de opslag ervan als vet. Aangezien spieren een reservoir van aminozuren vormen om de eiwitsynthese in stand te houden die essentieel is om te overleven, loopt de massa ervan altijd gevaar onder omstandigheden van onvoldoende inname via de voeding. Skeletspier, onder de caloriebeperking van diëten voor gewichtsverlies, kataboliseert om te voorzien in de onvervulde eiwitbehoeften van het lichaam. Het wordt een uitdaging om spieren te behouden in omstandigheden van ernstige caloriebeperking, zoals na bariatrische chirurgie.

   Het is aangetoond dat eiwitsuppletie beschermt tegen spierverlies bij gewichtsverlies, maar alleen als suppletie voldoende is. De standaardbehandeling om de spiermassa te behouden tijdens snel, aanzienlijk gewichtsverlies na bariatrische chirurgie is voedingssupplementen met wei-eiwitten. Na bariatrische chirurgie wordt eiwitsuppletie beperkt door het onvermogen van patiënten om voldoende calorieën binnen te krijgen. Dit kan verder worden belemmerd door typische peri-operatieve complicaties die de inname beperken, zoals misselijkheid, braken en vroege verzadiging. Daarom is er, ondanks standaardzorgsuppletie met wei-eiwit na bariatrische chirurgie, slechts marginale winst geboekt bij het voorkomen van spierverlies. Essential Amino Acid, het interventiesupplement in deze studie, is een gepatenteerde formule waarvan wetenschappelijk is aangetoond dat deze veel anaboler is dan wei-eiwit bij vrijlevende ouderen en jonge gezonde volwassenen die bedrust ondergaan. Het Essential Amino Acid-supplement stimuleert de eiwitsynthese 3-5 keer zo effectief als wei-eiwit, met verwaarloosbare niet-eiwitcalorieën.

   Het belang van de rol van spieren bij gewichtsverlies en het onderhoud ervan kan niet genoeg worden benadrukt. Spieren, cruciaal voor het energiemetabolisme, zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van het totale energieverbruik (gelijk aan het energieverbruik tijdens fysieke activiteit, het energieverbruik in rust en door voeding veroorzaakte thermogenese - calorieën die nodig zijn om voedsel te verteren). Zowel fysieke activiteit als spiereiwitsynthese vormen een aanzienlijk deel van het energieverbruik. Door zijn functie in fysieke activiteit en eiwitsynthese, bepalen spieren grotendeels de calorische uitgaven die ten grondslag liggen aan het vermogen om gegeten voedsel te 'gebruiken' in plaats van het op te slaan als vet.

   Obesitas is niet alleen meer lichaamsvet, maar ook meer intramusculair vet. Het intramusculaire vet geassocieerd met obesitas schaadt de spierfunctie van het leveren van normale glucosehomeostase. Gelukkig, wanneer vet opgeslagen in spieren afneemt, verbetert de insulinegevoeligheid. Ook verminderd onder omstandigheden van verhoogd intramusculair vet, is de functie van het leveren van aminozuren om de essentiële eiwitsynthese te behouden. Verminderde door mitochondriën gestimuleerde eiwitsynthese in de spieren verlaagt mogelijk het energieverbruik in rust en door voeding geïnduceerde thermogenese. Adequate eiwitsuppletie kan stoornissen in de mitochondriale eiwitsynthese in de spieren tegengaan en in theorie leiden tot een verminderd intramusculair vet, waardoor zowel het energieverbruik als de insulinegevoeligheid verbeteren.

3. Ontwerp ontwerpen

Dit is een dubbelblinde, gerandomiseerde klinische studie waarin de reacties op consumptie van één van twee verschillende voedingssupplementen na bariatrische chirurgie zullen worden bepaald. Een verscheidenheid aan factoren gerelateerd aan lichaamssamenstelling en spiermetabolisme zal worden gekwantificeerd bij deelnemers met obesitas voor en ongeveer 6 maanden na bariatrische chirurgie. Dit tijdsinterval is gekozen omdat extra veranderingen in lichaamsgewicht over het algemeen relatief klein zijn 6 maanden na de operatie; het grootste deel van het gewichtsverlies vindt plaats in de eerste 6 maanden. Deelnemers worden willekeurig per computer toegewezen om ofwel een voedingssupplement op basis van essentiële aminozuren (interventie) of een in de handel verkrijgbaar wei-eiwitsupplement (Beneprotein®) te ontvangen.