Kan reversere slanking forhindre vektnedgang etter vekttap

Begrunnelse:

Omtrent 66 % av de voksne i USA er overvektige eller overvektige [Ogden 2006]. Flere faktorer er sannsynligvis involvert i utviklingen av denne epidemien, inkludert økt fett- og kaloriinntak i kosten, samt reduserte nivåer av fysisk aktivitet. Folkehelsearbeid har lagt vekt på å forebygge vektøkning som et middel til å forhindre komplikasjoner av fedme som en rekke uønskede medisinske tilstander [Allison 1999], lavere livskvalitet [Kolotkin 2001] og redusert forventet levealder [Allison 1999]. Fedme er et resultat av en langsiktig tilstand med positiv energibalanse. Energiforbruk er på utgangssiden av ligningen mens matinntak eller kaloriinntak er på inputsiden av ligningen.

Total Daily Energy Expenditure (TDEE) består av tre komponenter, Resting Energy Expenditure (REE), den minste mengden energi som brukes for å opprettholde kroppsfunksjoner, som i gjennomsnitt er ansvarlig for 60-70 % av TDEE, Thermic Effect of Food (TEF) ), energien som er nødvendig for absorpsjon og fordøyelse av maten vi spiser, som tar opp omtrent 10 %, og fysisk aktivitetsrelatert energiforbruk, som varierer mye fra dag til dag avhengig av mengden aktivitet som utføres [de Jonge 1997]. Dette inkluderer Non-Exercise Activity Thermogenesis (NEAT), energiforbruket ved å fikle eller bevege seg (Levine, 2004). En lav REE har vist seg å være en prediktor for vektøkning over tid [Ravussin 1993]. Det er velkjent at vekttap resulterer i en reduksjon av REE, delvis på grunn av en reduksjon i mager kroppsmasse, den sterkeste prediktoren for REE [Tataranni 1995], men også på grunn av en metabolsk tilpasning til kalorirestriksjonen, noe som resulterer i en høyere energieffektivitet som tjener til å forhindre ytterligere vekttap og spare energi. Imidlertid er denne energibesparelsen også ansvarlig for vektreduksjonen etter vekttap [Martin 2007]. Mange fedmebehandlinger er derfor fokusert på å begrense reduksjonen i REE så mye som mulig, enten det er ved diett, trening, medisiner eller en kombinasjon av de tre for å bremse prosessen med å gå opp i vekt. Søkerens forskningsprogram har fokusert på forebygging av vektreduksjon og metabolsk tilpasning til endringer i kosthold og energibalanse de siste 20 årene.

Fysikk- og styrkeløftutøvere underkaster seg ofte perioder med kaloribegrensninger i ukene før en konkurranse eller et stevne for å nå ønsket slankhet eller vektkategori. I perioden kort tid etter opphør av den restriktive dietten vil kroppsmasse raskt gå tilbake til verdier før diett med en uforholdsmessig økning av fettmasse. For å unngå denne raske fettøkningen har "omvendt slanking" blitt populært blant idrettsutøvere. Dette innebærer sakte å øke kaloriinntaket på en sakte, trinnvis måte. Teorien bak dette er at den lille økningen i kaloriinntaket kan bidra til å gjenopprette energiforbruket mot nivåer før slanking og redusere sjansen for å øke fettmassen. Mens anekdotiske rapporter om vellykket omvendt slanking har ført til en økning i popularitet, er forskning nødvendig for å evaluere dens sanne effekt. I tillegg er det kun rapporter fra trente idrettsutøvere som er tilgjengelige for øyeblikket, mens, hvis metoden ville fungere hos ikke-idrettsutøvere, kan dette være en viktig endring i risikoen for å gå opp i vekt etter en vekttap diett. Men siden denne metoden har blitt brukt i vekttreningspopulasjonen, vil den foreslåtte studien bruke denne populasjonen til å teste gjennomførbarheten og finjustere måleplanen.

Målet med det foreslåtte prosjektet er derfor todelt:

1. For å teste gjennomførbarheten av den omvendte diettprotokollen for å forhindre vektøkning og kroppsfettøkning etter en periode med kalorirestriksjon hos vekttreningsutøvere.
2. For å finjustere en måleplan for den omvendte diettprotokollen.

Metoder Studiepopulasjon: Et praktisk utvalg av 3 mannlige vekttreningsutøvere i alderen 20-25 år fra GMU-campus som muntlig har vist interesse for å delta i studien, vil bli brukt som vår populasjon i denne mulighetsstudien.

Studiedesign: Ved påmelding og signering av samtykkeskjemaet, vil vedlikeholdsenergiinntaket bli estimert ved hjelp av REE-verdier målt med metabolsk handlevogn multiplisert med en estimert aktivitetsfaktor vurdert av Baekes spørreskjema for fysisk aktivitet. Det estimerte energiinntaket vil bli verifisert og justert i løpet av én uke med daglig innveiing. Når vedlikeholdsenergiinntaket er etablert, vil baseline REE, kroppssammensetning og kroppsstyrke bli vurdert, og en 6 ukers periode med diettbegrensning vil starte ved å bruke protokollen beskrevet nedenfor. Kroppsvekten vil bli målt ukentlig, men spores daglig av deltakerne.

Etter 6 uker med kaloribegrensning av REE, som fører til et anslått vekttap på 4 kg, vil kroppssammensetning og styrke bli vurdert på nytt, og en periode på 8 uker med gjenfôring vil starte ved å bruke protokollen nedenfor. I denne perioden vil REE vurderes annenhver uke og kroppsvekt vil bli vurdert ukentlig. Kroppssammensetning vil bli vurdert etter 4 uker og 8 uker, og styrke vil bli revurdert etter 8 uker med gjenfôring

Diett resept:

Begrensningsperiode:

Resept for restriksjonsperiode vil bli bestemt av de evidensbaserte anbefalingene for forberedelse av naturlig kroppsbyggingskonkurranse av Eric Helms og Alan Aragon (Helms, Aragon, & Fitschen).

Startkaloriinntak vil bli beregnet som vedlikeholdsenergiinntak, vurdert ved å multiplisere REE med en aktivitetsfaktor, minus 750 kcal, noe som resulterer i et omtrentlig vekttap på 0,68 kg/uke. Kalorier vil bli manipulert ved å legge til eller trekke fra bare fett og CHO, proteininntaket vil forbli det samme gjennom hele intervensjonen. Fett og karbohydrater vil bli manipulert med et forhold på 1:5; betyr at for hver dråpe på 1 g fett vil det være en dråpe på 5 g i CHO.

• Proteininntak: Bestemmes av følgende ligning og vil forbli den samme gjennom hele intervensjonen: (Kroppsvekt i kg * 2) + 30.
• Startende fettinntak: 30 % av kaloriene kommer fra fett. Vil bli bestemt av følgende ligning: (kcal * 0,3) / 9.
• CHO-inntak: CHO vil utgjøre de resterende kaloriene. Vil bestemmes av følgende ligning:

[kcal - (Start fettinntak * 9) - (Proteininntak * 4)] / 4.

Protokoll for omvendt diett:

Sluttekalorier fra restriksjonsperioden er utgangspunktet for den omvendte dietten som vil bli utført som følger:

• Uke 1 til 4: Øk 100 kcal (+ 16g CHO, + 4g fett) / uke
• Uke 5 til 8: Øk 150 kcal (+ 25 g CHO, + 5 g fett) / uke

Spesifikke metoder:

Antropometri: Kroppsvekt vil bli vurdert ved baseline og på ukentlig basis deretter ved hjelp av en Healthometer 752KL skala (Perspective Enterprise, Portage MI). Kroppsvekten vil bli sporet av deltakerne på individuelt nivå med en hjemmevekt.

Kroppssammensetning: Hele kroppens bløtvevssammensetning (kroppsfett og mager masse) vil bli målt ved hjelp av dobbeltenergi røntgenabsorptiometri (DXA; Hologic). DXA regnes som kriteriemetoden for kroppssammensetning. Både totalt kroppsfett (uttrykt som kg og %) og kroppsfett (kg) er tilgjengelig fra DXA-programvaren. Dette tiltaket er raskt, tar totalt 3 minutter røntgentid og den lave strålingen (<10 µSV) vil ikke overskride grensene for røntgeneksponering. Til sammenligning blir individer eksponert for ~6 µSV av naturlig forekommende bakgrunnsstråling daglig i USA (epa.gov).

Energiforbruk og substratoksidasjon: Hvileenergiforbruk vil bli vurdert ved indirekte kalorimetri ved bruk av et ventilert hettesystem (Quark RMR, Cosmed Inc., Roma, Italia). Quark RMR måler oksygenforbruk og CO2-produksjon via pust-for-pust-teknikk ved bruk av en paramagnetisk oksygenanalysator og en infrarød CO2-analysator. Energiforbruk og substratoksidasjoner vil bli beregnet ut fra oksygenforbruk, CO2-produksjon og nitrogen i urinen ved å bruke likningene til Acheson et al [Acheson 1984].

Diettinntak: Diettinntaket vil bli vurdert ukentlig ved hjelp av den nettbaserte automatiske selvadministrerte 24-timers diettinnkallingen (ASA-24) (Subar 2012). Næringsstoff- og matgruppedata samlet inn fra 24-timers tilbakekallingene vil bli brukt til å vurdere deltakernes endringer i kostholdsmønstre. Deltakerne vil få tilsendt ukentlige e-postpåminnelser for å fullføre 24-timers tilbakekallingene.

I tillegg vil deltakerne følge kostholdet med Myfitnesspal hver dag. Dette vil bli overvåket av forskerteamet.

Makronærings- og kaloriinntak vil bli vurdert ukentlig ved hjelp av data fra myfitnesspal.

Fysisk aktivitet: Fysisk aktivitet vil bli vurdert ved hjelp av Baekes spørreskjema om fysisk aktivitet [Baeke 1982].

Styrkevurderinger: Styrke vil bli vurdert på 3 tidspunkter; begynnelsen av diettbegrensningen, slutten av diettbegrensningen og på slutten av studien ved å bruke følgende skjema:

• 3 forsøk på knebøy 1 rep maks
• 3 forsøk på benk 1 rep maks
• 3 forsøk på markløft 1 rep maks. De tre løftene vil deretter legges sammen for å bestemme deltakerne totalt. Denne rekkefølgen og mengden av forsøk etterligner direkte det til et styrkeløftstevne.

Etikk: Studien vil bli godkjent av GMU Human Subjects Institutional Review Board og informert samtykke vil bli innhentet før påmelding til studien.

Betydning og fremtidige retninger Dette arbeidet vil bidra til å etablere gjennomførbarheten av å utføre en gjenmatingsprotokoll og finjustere måleplanen. Det vil være den første studien som beskriver fysiologien bak refeeding-tilnærmingen for å forhindre vektøkning og vil støtte fremtidig forskningsinnsats og hjelpe til med etableringen av søkerens forskningsprogram ved GMU. Resultatene vil bli brukt til å utvikle en randomisert klinisk studie for å teste anvendeligheten av den omvendte slankemetoden for å forhindre vektøkning etter vekttap, i motsetning til de konvensjonelle metodene, i en ikke-styrketrenende populasjon. Resultatene vil bli brukt til å søke eksterne forskningsmidler for å utvikle denne kliniske studien som kan føre til en endring i tilnærmingen til vekttap og risikoen for vektreduksjon.