Ernæringsstimulering av muskelproteinsyntese og stoffskiftehastighet etter fedmekirurgi

1. Mål

   Fedmekirurgi har blitt en vanlig behandling for alvorlig overvekt, og resulterer i tap av fettmasse. Imidlertid går muskelmasse også tapt etter fedmekirurgi. Det er etterforskernes overordnede premiss at inntak av den essensielle aminosyrebaserte ernæringsformuleringen etter fedmekirurgi vil bevare muskelmassen ved å stimulere muskelproteinsyntesen. Som et resultat vil energiutnyttelsen assosiert med kombinasjonen av opprettholdt muskelmasse og stimulert muskelproteinsyntese motvirke reduksjonen i metabolsk hastighet som normalt oppstår under hypokaloriske forhold. Vedlikehold av et høyere totalt energiforbruk ved forbruk av essensielle aminosyrer vil akselerere tap av kroppsfett, samt akselerere tap av kroppsvekt. Etterforskerne foreslår videre at inntak av en essensiell aminosyrebasert ernæringsformulering vil redusere muskel intracellulær lipidakkumulering, noe som vil føre til større forbedringer i glukosehomeostase og muskelproteinmetabolisme. Tap av muskelmasse hos de med fedme som gjennomgår raskt vekttap post-bariatrisk kirurgi, er ikke i seg selv en sykdom eller en medisinsk tilstand.

   Følgende mål vil teste spesifikke hypoteser knyttet til det vitenskapelige premisset:

   Mål 1. Supplering av det vanlige kostholdet etter fedmekirurgi med en proprietær essensiell aminosyrebasert ernæringsformulering to ganger daglig i 6 måneder vil opprettholde muskelmassen og redusere fettmassen mer enn tilskudd av dietten med en isonitrogen mengde myseprotein. Muskelmasse vil bli målt direkte ved hjelp av en ny sporfortynningsteknikk ved bruk av deuteriummerket kreatin. Fettmasse og mager kroppsmasse vil bli målt ved Dual-energy X-ray absorptiometri.

   Mål 2. Fraksjonert syntetisk rate av muskelprotein og total muskelproteinsyntese (muskelmasse x fraksjonert syntetisk rate) vil avta mindre fra verdiene før kirurgi hos deltakere som bruker den essensielle aminosyrebaserte ernæringsformuleringen sammenlignet med myseprotein. Fraksjonell syntesehastighet for muskelproteiner vil bli målt ved den nye "virtuell biopsi"-metoden, som gir en integrert verdi over tre uker.

   Mål 3. Den totale energiforbruket før operasjonen vil bli bedre opprettholdt hos deltakere som bruker den essensielle aminosyrebaserte ernæringsformuleringen i motsetning til myseprotein. Endring i det totale energiforbruket vil bli målt over 10-dagers intervaller ved bruk av den dobbeltmerkede vannteknikken, før til 6 måneder etter operasjonen.

   Mål 4. Seks måneder etter fedmekirurgi vil muskel intracellulær lipidakkumulering reduseres fra verdien før operasjonen i større grad hos deltakere som bruker den essensielle aminosyrebaserte ernæringsformuleringen enn myseprotein. Muskel intracellulær lipidakkumulering vil bli målt ved hjelp av magnetisk resonansspektroskopi og magnetisk resonansavbildning. Etterforskerne forventer at en større reduksjon i intracellulær lipidakkumulering vil være relatert til større forbedring i insulinfølsomhet når det gjelder glukosehomeostase og også når det gjelder muskelproteinsyntese.

   Positive resultater av denne studien vil støtte verdien av den essensielle aminosyrebaserte ernæringsformuleringen når det gjelder å øke hastigheten på fetttap og forbedre kroppssammensetningsendringer etter fedmekirurgi.

2. Bakgrunn

   Til tross for vellykket vekttap og bedring av komorbiditeter etter fedmekirurgi, forblir de fleste pasienter med alvorlig fedme overvektige. Pasienter opplever også variasjon i behandlingsrespons. Opptil 30 % av pasientene opplever suboptimalt vekttap eller betydelig vektøkning. Mengden vektnedgang og vedlikehold av den er viktig fordi de er det som fører til bedring/remisjon av komorbiditeter (diabetes, hjertesykdom, etc.), og til redusert dødelighet av hjerte- og karsykdommer eller kreft. En av nøklene til optimalt vekttap fra en kaloribegrenset diett, og påfølgende vekttapvedlikehold, er å miste fett uten å miste muskler (også kalt mager kroppsmasse). Det er redusert energiforbruk fra redusert muskelmasse etter vekttap som bidrar betydelig til vektreduksjon. Muskelmasse er nøkkeldriveren for energimetabolisme og favoriserer forbrenning av mat som drivstoff i stedet for lagring som fett. Siden muskel gir et reservoar av aminosyrer for å opprettholde proteinsyntesen som er avgjørende for overlevelse, er dens massemengde alltid i fare under forhold med utilstrekkelig diettinntak. Skjelettmuskulaturen, under kaloribegrensningen av vekttapdietter, kataboliseres for å gi kroppens udekkede proteinbehov. Det blir utfordrende å opprettholde muskler under forhold med alvorlig kalorirestriksjon, for eksempel etter fedmekirurgi.

   Proteintilskudd har vist seg å beskytte mot muskeltap som oppleves ved vekttap, men bare hvis tilskudd er tilstrekkelig. Standarden på omsorgstilnærmingen for å opprettholde muskelmasse under raskt, betydelig vekttap etter fedmekirurgi har vært kosttilskudd av myseprotein. Etter fedmekirurgi er proteintilskudd begrenset av pasientens manglende evne til å få i seg nok kalorier. Dette kan hindres ytterligere av typiske perioperative komplikasjoner som begrenser inntaket, som kvalme, oppkast og tidlig metthetsfølelse. Til tross for standardbehandlingstilskudd med myseprotein etter fedmekirurgi, er det derfor kun oppnådd marginale gevinster i å forhindre muskeltap. Essential Amino Acid, intervensjonstilskuddet i denne studien, er en patentert formel som er vitenskapelig vist å være langt mer anabole enn myseprotein hos frittlevende eldre og unge friske voksne som gjennomgår sengeleie. Essential Amino Acid-tilskuddet stimulerer proteinsyntesen 3-5 ganger så effektivt som myseprotein, med ubetydelige ikke-proteinkalorier.

   Betydningen av muskelens rolle i vekttap og vedlikehold av den kan ikke overvekkes. Muskler, som er avgjørende for energimetabolismen, er ansvarlige for størstedelen av det totale energiforbruket (tilsvarer fysisk aktivitetsenergiforbruk, hvileenergiforbruk og diettindusert termogenese - kalorier som kreves for å fordøye mat). Både fysisk aktivitet og muskelproteinsyntese utgjør en betydelig del av energiforbruket. Gjennom sin funksjon i fysisk aktivitet og proteinsyntese, bestemmer muskler i stor grad kaloriforbruket som ligger til grunn for evnen til å "bruke opp" mat spist i stedet for å lagre den som fett.

   Fedme er ikke bare økt kroppsfett, men også økt intramuskulært fett. Det intramuskulære fettet assosiert med fedme svekker muskelfunksjonen for å gi normal glukosehomeostase. Heldigvis, når fett lagret i muskler reduseres, forbedres insulinfølsomheten. Også svekket under forhold med økt intramuskulært fett, er funksjonen til å gi aminosyrer for å opprettholde essensiell proteinsyntese. Nedsatt muskelmitokondrier-stimulert proteinsyntese reduserer potensielt hvileenergiforbruk, og diettindusert termogenese. Tilstrekkelig proteintilskudd kan motvirke svekkelse av muskel mitokondriell proteinsyntese, og i teorien føre til redusert intramuskulært fett som forbedrer både energiforbruk og insulinfølsomhet.

3. Studere design

Dette er en dobbeltblind randomisert klinisk studie der responsen på inntak av ett av to forskjellige kosttilskudd etter fedmekirurgi vil bli bestemt. En rekke faktorer relatert til kroppssammensetning og muskelmetabolisme vil bli kvantifisert hos deltakere med fedme før og ca. 6 måneder etter fedmekirurgi. Dette tidsintervallet ble valgt fordi ytterligere kroppsvektsendringer generelt er relativt små 6 måneder etter operasjonen; det meste av vekttapet skjer i løpet av de første 6 månedene. Deltakerne vil bli tildelt tilfeldig av datamaskinen for å motta enten et essensiell aminosyrebasert kosttilskudd (intervensjon) eller et kommersielt tilgjengelig myseproteintilskudd (Beneprotein®).