Effekten av svært lavkaloridiett med og uten trening på muskelsyntese hos middelaldrende overvektige menn. (VLCDex)

Nylig interesse har dukket opp for rollen til hypoenergetiske dietter med svært lavt kaloriinnhold (VLCD) for å håndtere overvektige og overvektige mennesker med eller uten type 2 diabetes. Imidlertid resulterer VLCD i at 20-30 % av massen går tapt som mager kroppsmasse (LBM) i tillegg til fettvev. Siden LBM i form av skjelettmuskulatur spiller en viktig rolle for å opprettholde hele kroppens metabolske helse og representerer et stort proteinlager, er bedre forståelse av mekanismene til VLCD-indusert vekttap svært viktig. I en nylig systematisk oversikt observerte etterforskerne at informasjon om emnet er mangelvare. Tidlige studier med VLCD, ved bruk av proteintilskudd av dårlig kvalitet, viste at VLCD var assosiert med økt risiko for uønsket dødelighet hovedsakelig på grunn av hjertemuskelatrofi. Selv om nåværende VLCD-er er tryggere, vedvarer bekymringene angående bevaring av LBM. Dette er fordi, hos middelaldrende (og eldre) mennesker som allerede lider av de tidlige stadiene av sarkopeni ved omtrent 0,5-1 %/år fra en alder av ~40 år, kan VLCD resultere i ytterligere betydelig tap av muskelmasse. Lav muskelmasse, spesielt hos eldre individer, er assosiert med økt dødelighet, dynapeni (redusert muskelfunksjon) og en rekke metabolske tilstander. Øvelser er fortsatt det mest effektive middelet for å opprettholde og øke muskelmassen gjennom stimulering av muskelproteinsyntese (MPS). Selv om studier har vist at tap av LBM under en VLCD kan dempes med inkludering av motstandstrening (RET) [5], er mekanismen som VLCD (med og uten trening) påvirker MPS med dårlig definert. Etterforskerne vet også nå at intervalltrening med høy intensitet (HIIT) forbedrer LBM, hjerte- og metabolsk funksjon, men ingen studie har avklart utfallet av HIIT med VLCD på MPS og LBM. Etterforskerne vil undersøke de ulike effektene av VLCD med RET, VLCD med HIIT og VLCD alene på MPS og generell metabolsk funksjon hos overvektige middelaldrende menn.

Dette prosjektet har som mål å undersøke virkningen av VLCD på MPS, insulinfølsomhet, muskelstruktur og funksjon (styrke), kardiopulmonal kondisjon hos overvektige og overvektige middelaldrende voksne med eller uten RET eller HIIT. Etterforskerne antok at VLCD vil svekke MPS og noe redusere muskeltykkelse og funksjon, og kardiopulmonal kondisjon, mens øvelser vil forbedre MPS og muskelstruktur og funksjon. Alle gruppene vil vise generell forbedring i insulinfølsomhet.

Denne studien vil involvere 36 overvektige (og overvektige) menn (BMI 27-50 kg/m2) i alderen 30-60 år. Forsøkspersoner vil bli randomisert inn i en av 3 grupper (12 hver) etter baseline undersøkelser og før start av intervensjoner: 1) VLCD; 2) VLCD + RET; 3) VLCD + HIIT.

Emner vil bli ekskludert hvis de har bevis på:

• Deltakelse i et formelt treningsregime
• Aktiv kardiovaskulær sykdom: ukontrollert hypertensjon (BP > 180/110), angina, hjertesvikt (klasse III/IV), arytmi, høyre til venstre hjerteshunt, nylig hjertehendelse
• Cerebrovaskulær sykdom: tidligere slag, aneurisme (stort kar eller intrakranielt), epilepsi
• Luftveissykdom inkludert: pulmonal hypertensjon, kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS), alvorlig ukontrollert astma,
• Sukkersyke.
• Aktiv inflammatorisk tarm- eller nyresykdom
• Malignitet
• Koagulasjonsdysfunksjon
• Muskuloskeletale eller nevrologiske lidelser
• Familiehistorie med tidlig (
• Kjent følsomhet/allergi mot kontrast Sonovue
• Enhver annen pågående akutt eller betydelig kronisk medisinsk tilstand som ikke er nevnt ovenfor.
• Vekt >120 kg -vektgrense for dual energy x-ray absorptiometri (DXA) skanning Alle forsøkspersoner vil gjennomgå en fullstendig medisinsk screening før de blir registrert i studien. Denne screeningen vil omfatte mål på høyde og vekt, sykehistorie og fysisk undersøkelse, blodprøver (for fastende FBC, U&E, LFT, TFT, glukose, HbA1C, lipidprofiler og koagulasjon) og EKG. Unormale screeningsresultater vil bli diskutert med forsøkspersonen og deres allmennlege (fastlegen) vil bli informert på passende måte.

Personer som oppfyller inklusjonskriteriene vil bli registrert og randomisert til en av de 3 gruppene (skissert ovenfor) og invitert til å delta for baseline-undersøkelser (før intervensjon). Forsøkspersonene vil bli bedt om å faste fra midnatt (unntatt klart vann) før de deltar på sin første dag med undersøkelser: DAG(-4). På denne dagen vil baselineundersøkelser inkludere en DXA-skanning, fastende prøvetaking (blodglukose, spytt, muskler og fett), vaskulære ultralydskanninger (strømmediert dilatasjon (FMD), blodstrøm i beina (LBF)) og oral glukosetoleranse test (OGTT) med 2-deoksyglukose (2DOG) sporstoffinfusjon for å vurdere glukoseopptak og insulinfølsomhet. Muskelbiopsien vil bli gjentatt etter 2DOG-infusjonen, etterfulgt av ultralydsskanninger av ben for å vurdere muskelstrukturen. En standard lunsj vil bli servert på ettermiddagen. Et hjerteekkokardiogram (ECHO) vil bli utført for å vurdere hjertefunksjonen etterfulgt av ultralydskanning (USS) av dominerende lårmuskler (for pennasjonsvinkel, tykkelse, fascikellengde) og kardiopulmonal treningstest (CPET) for å bestemme maksimal aerob kapasitet og stille inn belastningen for HIIT-treningen (Watt Max, der det er aktuelt). En ladningsdose av deuteriumoksid (D2O) og D3 kreatinsporløsninger vil deretter bli gitt. Før avreise vil forsøkspersonene få tilført 3-metylhistidin (3MH) sporstoffløsning som skal tas 2 dager senere DAG(-2), pluss daglig "påfylling" av D2O (alle sporstoffmengder basert på kroppsvekt). Spyttflasker for daglig spyttoppsamling (3 timer etter daglig D2O-påfylling, oppbevares i kjøleskap) og beholdere for urinoppsamling for D3-kreatinvurdering (daglig urinprøvetaking i 3 dager i beholdere begynner med 24-timers urinsamling, deretter flekkurin kl. 30, 48 og 72) for muskelmassevurdering vil også bli gitt. Etter å ha konsumert 3MH på DAG(-2), vil forsøkspersonene deretter delta på enheten vår neste dag (DAG(-1)) om morgenen, fastet fra midnatt (unntatt klart vann). Blodprøver per time i 6 timer for å måle 3MH-nivåer (den første prøven som skal tas 20-24 timer etter 3MH-inntak) og kontrastforsterket ultralyd (CEUS) vil bli tatt. Etter dette vil baseline muskelstyrke/funksjon bli vurdert; 1 repetisjon maksimal (1-RM) vurdering på 6 (3 overkropp, 3 underkropp) øvelser og maksimal frivillig sammentrekning (MVC) av benforlengelse. Etter dette besøket vil forsøkspersonene starte intervensjonsperioden (DAG 1) i henhold til deres gruppe. Alle gruppene vil ha en 6-ukers intervensjonsperiode med ernæringsintervensjon i form av LighterLife VLCD måltidserstatningsdietter: 4 måltider/dag som gir 600 kcal/d med 100 % anbefalt daglig dose (RDA) vitaminer og mineraler. For RET-gruppen vil treningsformatet være 2 sett med 12 repetisjoner på 70 % 1-RM for hver muskelgruppe med 1-2 minutters hvile mellom settene etter en foreskrevet oppvarming 3 økter/uke. Øvelsene vil involvere over- og underkroppsøvelser og vil være progressive med muskelstyrke som vurderes hver ~14. dag for å sikre at intensiteten på treningen forblir konstant hele veien. I HIIT-gruppen vil det være 3 økter/uke, som involverer 60-talls sykling med høy intensitet ved 95-125% Watt Max, med 90-talls restitusjon, i 5 sykluser, med 2 minutter oppvarming og nedkjøling. Alle forsøkspersoner vil ha blodprøver (inkludert 3MH sporstoff) og muskel/fettbiopsier hver 3. uke. DXA-skanning, ultralydmålinger (vaskulær og muskel), D3 kreatinvurdering, 2DOG infusjon, OGTT (som forklart ovenfor), CPET, MVC, muskelstyrkevurdering vil bli utført før og etter den 6-ukers intervensjonsperioden. Forsøkspersonene vil samle spytt daglig i spyttflasker. Samlingene oppbevares i kjøleskapet og vil bli sendt til vår enhet 3 ganger i uken for treningsgruppe (under treningsøkter), og en gang i uken for gruppe med kun VLCD. Kostholdsdagbok og fysisk aktivitet (Actiheart Monitor) vil også bli overvåket (i 4-5 dager) før og under intervensjoner, som bør inkludere helgemålinger.