Påvirkning av flavonoider og koffeintilskudd på hvilemetabolisme

Denne studien vil bruke en randomisert, dobbeltblind, cross-over-design, som sammenligner akutt inntak av det blandede flavonoidtilskuddet (MF) sammenlignet med placebokontroll (PC) hos friske, ikke-overvektige, premenopausale kvinner. Studien vil bestå av to 24-timers studieperioder brukt i det nylig renoverte indirekte romkalorimeteret (dvs. metabolsk kammer) ved University of North Carolina Chapel Hill Nutrition Research Institute (UNC NRI). De 24-timers studieperiodene i metabolsk kammer vil være 4 uker fra hverandre. Primære utfallsmål vil være 24-timers energiforbruk (EE), hvilemetabolsk rate (RMR), sovende metabolic rate (SMR), substratutnyttelse fra respirasjonskvotienten (RQ), og fysisk aktivitet energiforbruk (AEE).

Etter rekruttering og kvalifiseringsvurdering, vil studiedeltakerne bli tilfeldig tildelt for å fullføre studiedagen for enten blandet flavonoid (MF) eller placebokontroll (PC). Etter en 4-ukers utvasking vil studiedeltakerne krysse over og fullføre den alternative behandlingen. En metode for tilfeldig permuterte blokker vil bli generert ved hjelp av nettbasert randomiseringsprogramvare (www.randomization.com) noe som resulterte i at 10 studiedeltakere fikk MF i løpet av den første uken, og 10 studiedeltakere fikk PC i løpet av den første uken. Studiedeltakere vil innta 2 MF- eller PC-kapsler 30 minutter før frokost, og 2 MF- eller PC-kapsler 30 minutter før lunsj. I løpet av begge studiedagene vil studiedeltakerne bli matet i energibalanse (dvs. energiinntaket vil bli tilpasset energiforbruket).

2. Eksperimentell studiedeltakere: Ved å bruke data generert tidligere i UNC NRI metabolske kammer, viste en prøvestørrelsesberegning med 80 % kraft at 15-20 studiedeltakere ville være nødvendig for å oppdage en forskjell på 50 kcal i 24-timers EE. For å ta høyde for avgang vil 25 studiedeltakere rekrutteres via masseannonsering i hele lokalområdet. Pre-menopausale kvinner vil bli valgt fordi dette er en målpopulasjon av sponsoren.

3. Pre-Study Baseline Testing Kvalifisering vil bli bestemt i den polikliniske avdelingen ved UNC NRI. Kroppssammensetning (fettmasse og fettfri masse (FFM)) vil bli bestemt via dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DXA) (GE Lunar iDXA; Milwaukee, WI). Kroppsmasseindeks (BMI, kg/m2) vil bli beregnet for målt høyde og vekt. Resting metabolic rate (RMR) vil bli estimert ved å bruke en FFM-basert ligning [418 + (20,3 FFM)] (J Appl Physiol 1993;75:2514-2520). Denne estimerte RMR vil bli brukt til å beregne totalt energiinntak i kosten mens du er i metabolsk kammer: RMR x fysisk aktivitetsnivå (PAL) på 1,3, og deretter justert ved hjelp av målte data (detaljer gitt nedenfor). En liten blodprøve vil bli tatt på dette tidspunktet og T3-, T4- og TSH-nivåer vurderes gjennom det kliniske laboratoriet ved Lab Corp (Burlington, NC). En uringraviditetstest vil bli utført.

4. Indirekte kalorimetri: Det metabolske kammeret ved Nutrition Research Institute i Kannapolis, NC er et indirekte kalorimeter i hele rommet med åpen krets. CO2- og O2-analysatorene er differensielle, med fullskala-avlesninger satt til 0%-1%. O2-forbruk, CO2-produksjon, EE og RQ registreres hvert minutt. EE beregnes ved å bruke en forkortet Weirs formel (VO2 X 3.941) + (VCO2 X 1.106), der VO2 er volumet av oksygen som forbrukes i L/minutt og VCO2 er volumet av karbondioksid som frigjøres i L/minutt. RQ beregnes som VCO2/VO2. Arealet under kurven (AUC) vil bli beregnet ved hjelp av RQ-data for de fire timene etter frokost, lunsj og middag, samt sovetimer mellom midnatt og 06:00. Spontan fysisk aktivitet vil bli målt hvert minutt ved hjelp av en total romsensor. For å beregne hvilemetabolsk hastighet (RMR), vil EE plottes mot aktivitetsbevegelsessensorens utgang (hver gjennomsnittlig over 30 minutter), og y-skjæringspunktet for den lineære regresjonen tatt som EE i inaktiv tilstand. RMR vil multipliseres med 1440 minutter for å ekstrapolere til 24 timer. Tjuefire timers søvnmetabolsk rate (SMR) vil bli bestemt som den laveste gjennomsnittlige EE (kJ/minutt) målt over 3 påfølgende timer mellom midnatt og 06:30 og multiplisert med 1440 minutter. Diett-indusert termogenese (DIT) vil bli beregnet ved subtraksjon av SMR fra RMR. Aktivitetsindusert EE (AEE) vil bli beregnet som differansen mellom 24 timers EE og RMR.

5. Protokoll for studiedag for metabolske kammer. Fagene vil ankomme Nutrition Research Institute Building (500 Laureate Way) kl. 07.00. En uringraviditetstest vil bli utført. Kl. 07.30 vil studiedeltakerne rapportere til stoffskiftekammeret etter en faste over natten (ingen mat eller drikke som inneholder kalorier, alkohol eller koffein fra kl. 23.00). Studiedeltakere vil bli instruert om forventninger til oppholdet og veid i skrubber uten sko. Kl. 8.00 vil studiedeltakerne bli forseglet i kammeret. Med unntak av et intervall på 2 minutter hver time der studiedeltakerne vil bli bedt om å stå og strekke seg, vil studiedeltakerne forbli sittende eller tilbakelente, men våkne hele dagen. Studiedeltakere vil bli bedt om å utføre nødvendige daglige aktiviteter i løpet av disse 2-minutters intervallene. Frokost (09:00), lunsj (13:30) og middag (19:00) vil bli servert gjennom en luftslusepassasje. Måltider vil bli ferdigstilt innen 30 minutter etter servering. To MF-kapsler eller placebo vil bli konsumert 30 minutter før frokost, og deretter igjen 30 minutter før lunsj. Klokken 22.30 vil studiedeltakerne bli bedt om å legge seg ned for å sove. Studiedeltakere vil bli vekket kl. 06.30 og lov til å bevege seg rundt i kammeret for å samle eiendelene sine. Kl. 07.15 vil studiedeltakerne forlate kammeret og bli veid.

6. Design av metabolske dietter: Eukaloriske dietter vil bli utformet for å gi omtrent 35 % fett, 49 % karbohydrater og 16 % protein, noe som reflekterer gjeldende anbefalinger for denne befolkningsgruppen. Menyer vil bli utformet ved hjelp av næringsberegning og programvare for mathåndtering, og består av bagel, peanøttsmør, eplejuice, grovbrød, kalkun, ost, majones, smørpålegg (10 % kcal som fett), potetgull, lasagne, gulrøtter, brokkoli, rundstykker og muffins. Det vil ikke bli servert drikke eller mat som inneholder koffein. Det vil bli servert samme mat ved begge kammerbesøkene. En grunnlinjemeny for hvert emne vil bli utarbeidet basert på beregnet RMR X 1.3, som gjenspeiler den stillesittende naturen til studiedagen. For å sikre energibalanseforhold, vil grunnmenyen for det første besøket bli modifisert i henhold til målte EE-data etter 3 timer (inkluderer frokost) og 7 timer (inkluderer frokost og lunsj). Etterfølgende måltider vil bli justert deretter med 100 kcal ferskenmuffins som inneholder samme andel fett, karbohydrater og proteiner som måltidene. Studiedeltakere vil få en identisk mengde av det samme måltidet ved sitt andre besøk.

7. Statistisk analyse: Data vil bli analysert ved hjelp av SAS (Cary, NC). For å sikre seg mot eventuell overføringseffekt fra besøk 1 til besøk 2, vil det kjøres en gjentatt tiltaksregresjon med en ustrukturert korrelasjonsmatrise innen fag med behandling (MF og PC) og besøk (1 og 2) i modellen sammen med et interaksjonsledd. Hvis interaksjonsbegrepet er ikke-signifikant, vil det bli fjernet og modellen kjøres på nytt. To energiforbrukskurver, en for MF-dagen og en for PC-dagen, vil bli generert for hvert emne med x-aksen som representerer tid (min), og y-aksen representerer energiforbruk (kcal). Arealet under energiforbrukskurven for definerte tidsblokker vil bli beregnet ved å bruke trapesregelen i EXPAND-prosedyren i SAS (SAS Institute, Inc., Cary, NC). En paret t-test på det logg-transformerte området vil bli utført for å sammenligne energiforbruket for hver periode i MF-dagen med tilsvarende periode i PC-dagen. Shapiro-Wilk-testen i UNIVARIATE-prosedyren i SAS vil bli brukt til normalitetssjekk. Benjamini-Hochberg-metoden for korreksjon av falsk oppdagelsesrate i MULTTEST-prosedyren i SAS vil bli brukt for flere testkorrigeringer.

TILLEGG:

Det blandede flavonoidtilskuddet og placebokapslene vil se identiske ut og leveres av Reoxcyn Discoveries Group LLC (Salt Lake City, UT). Aktive ingredienser i flavonoidkapslene inkluderer vitamin C, vill blåbærfruktekstrakt, grønn tebladekstrakt, quercetin, koffein og omega 3-fettsyrer (se vedlegg B). Ingredienser for kapselfyll inkluderer Nu-Flow 70R (fra pulveriserte risskaller), tapioka fra kassavarot, naturlig bambussilika og marshmallowrot. Placebo-kapsler vil kun inneholde fyllingrediensene (uten de aktive ingrediensene). To MF- og PC-kapsler vil bli konsumert 30 minutter før frokost, og deretter igjen før lunsj. MF-kapslene vil gi 658 mg flavonoider og 214 mg koffein.