Wpływ diety bardzo niskokalorycznej z ćwiczeniami i bez ćwiczeń na syntezę mięśni u mężczyzn z nadwagą w średnim wieku. (VLCDex)

Ostatnio pojawiło się zainteresowanie rolą hipoenergetycznych diet bardzo niskokalorycznych (VLCD) w leczeniu osób z nadwagą i otyłością z cukrzycą typu 2 lub bez niej. Jednak VLCD skutkuje utratą 20-30% masy jako beztłuszczowej masy ciała (LBM) oprócz tkanki tłuszczowej. Ponieważ LBM w postaci mięśni szkieletowych odgrywa ważną rolę w utrzymaniu zdrowia metabolicznego całego ciała i stanowi ogromny magazyn białka, bardzo ważne jest lepsze zrozumienie mechanizmów utraty wagi wywołanej przez VLCD. W niedawnym przeglądzie systematycznym badacze zauważyli, że informacje na ten temat są skąpe. Wczesne badania nad VLCD, przy użyciu suplementów białkowych niskiej jakości, wykazały, że VLCD wiązało się ze zwiększonym ryzykiem niekorzystnego wyniku śmiertelności, głównie z powodu zaniku mięśnia sercowego. Chociaż obecne VLCD są bezpieczniejsze, nadal istnieją obawy dotyczące zachowania LBM. Dzieje się tak dlatego, że u osób w średnim wieku (i starszych), które już cierpią na wczesne stadia sarkopenii przy około 0,5-1% rocznie od około 40 roku życia, VLCD może powodować dodatkową znaczną utratę masy mięśniowej. Niska masa mięśniowa, zwłaszcza u osób starszych, wiąże się ze zwiększoną śmiertelnością, dynapenią (obniżona funkcja mięśni) i licznymi stanami metabolicznymi. Ćwiczenia pozostają najskuteczniejszym sposobem utrzymywania i zwiększania masy mięśniowej poprzez stymulację syntezy białek mięśniowych (MPS). Chociaż badania wykazały, że straty LBM podczas VLCD można złagodzić poprzez włączenie treningu ćwiczeń oporowych (RET) [5], mechanizm, dzięki któremu VLCD (z ćwiczeniami i bez ćwiczeń) wpływa na MPS, jest słabo zdefiniowany. Badacze wiedzą teraz również, że trening interwałowy o wysokiej intensywności (HIIT) poprawia LBM, funkcje serca i metabolizm, jednak żadne badanie nie wyjaśniło wpływu HIIT z VLCD na MPS i LBM. Badacze zbadają różne efekty VLCD z RET, VLCD z HIIT i samego VLCD na MPS i ogólną funkcję metaboliczną u mężczyzn w średnim wieku z nadwagą.

Ten projekt ma na celu zbadanie wpływu VLCD na MPS, wrażliwość na insulinę, strukturę i funkcję mięśni (siłę), wydolność krążeniowo-oddechową u dorosłych z nadwagą i otyłością w średnim wieku z lub bez RET lub HIIT. Badacze postawili hipotezę, że VLCD upośledzi MPS i nieznacznie zmniejszy grubość i funkcję mięśni oraz wydolność krążeniowo-oddechową, podczas gdy ćwiczenia poprawią MPS oraz strukturę i funkcję mięśni. Wszystkie grupy wykażą ogólną poprawę wrażliwości na insulinę.

Badanie to obejmie 36 mężczyzn z nadwagą (i otyłością) (BMI 27-50kg/m2) w wieku 30-60 lat. Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do jednej z 3 grup (po 12 w każdej) po badaniach wyjściowych i przed rozpoczęciem interwencji: 1) VLCD; 2) VLCD + RET; 3) VLCD + HIIT.

Badani zostaną wykluczeni, jeśli mają dowody na:

• Udział w formalnym reżimie ćwiczeń
• Czynna choroba sercowo-naczyniowa: niekontrolowane nadciśnienie tętnicze (BP > 180/110), dusznica bolesna, niewydolność serca (klasa III/IV), arytmia, przeciek prawo-lewy, niedawno przebyty incydent sercowy
• Choroba naczyniowo-mózgowa: przebyty udar, tętniak (duże naczynie lub wewnątrzczaszkowy), padaczka
• Choroby układu oddechowego, w tym: nadciśnienie płucne, przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), ciężka niekontrolowana astma,
• Cukrzyca.
• Aktywna choroba zapalna jelit lub nerek
• Złośliwość
• Zaburzenia krzepnięcia
• Zaburzenia mięśniowo-szkieletowe lub neurologiczne
• Historia rodzinna wczesnego (
• Znana wrażliwość/alergia na kontrast Sonovue
• Wszelkie inne trwające ostre lub istotne przewlekłe schorzenia, które nie zostały wymienione powyżej.
• Waga > 120 kg – granica wagi dla skanu absorpcjometrii rentgenowskiej z podwójną energią (DXA) Wszyscy uczestnicy przejdą pełne badania medyczne przed włączeniem do badania. To badanie przesiewowe będzie obejmować pomiary wzrostu i masy ciała, historię medyczną i badanie fizykalne, badania krwi (na czczo FBC, U&E, LFT, TFT, glukozę, HbA1C, profile lipidowe i krzepnięcie) oraz EKG. Nieprawidłowe wyniki badań przesiewowych zostaną omówione z pacjentem, a jego lekarz ogólny (GP) zostanie odpowiednio poinformowany.

Pacjent, który spełnia kryteria włączenia, zostanie włączony i losowo przydzielony do jednej z 3 grup (opisanych powyżej) i zaproszony do udziału w podstawowych badaniach (przed interwencją). Badani zostaną poproszeni o poszczenie od północy (z wyjątkiem czystej wody) przed uczestnictwem w pierwszym dniu badań: DZIEŃ (-4). Tego dnia podstawowe badania będą obejmować skan DXA, pobranie próbek na czczo (glukoza we krwi, ślina, mięśnie i tłuszcz), ultrasonograficzne skany naczyń (rozszerzenie za pośrednictwem przepływu (FMD), przepływ krwi w nogach (LBF)) oraz doustne oznaczenie tolerancji glukozy test (OGTT) z infuzją znacznika 2-dezoksyglukozy (2DOG) w celu oceny wychwytu glukozy i wrażliwości na insulinę. Biopsja mięśnia zostanie powtórzona po infuzji 2DOG, a następnie wykonane zostanie badanie ultrasonograficzne nóg w celu oceny struktury mięśni. Po południu zapewniony zostanie standardowy lunch. Wykonane zostanie badanie echokardiograficzne serca (ECHO) w celu oceny czynności serca, następnie USG (USS) dominujących mięśni uda (kąt wbicia, grubość, długość pęczka) oraz próba wysiłkowa (CPET) w celu określenia maksymalnej wydolności tlenowej i ustalenia obciążenia do treningu HIIT (Watt Max, jeśli dotyczy). Następnie zostanie podana dawka nasycająca tlenku deuteru (D2O) i roztworów znacznika kreatyny D3. Przed wyjazdem badanym zostanie dostarczony roztwór znacznika 3-metylohistydyny (3MH), który należy przyjąć 2 dni później DZIEŃ (-2), plus codzienne „uzupełnienia” D2O (wszystkie ilości znacznika oparte na masie ciała). Butelki na ślinę do codziennego pobierania śliny (3 godziny po codziennym uzupełnianiu D2O, do przechowywania w lodówce) oraz pojemniki do pobierania moczu na oznaczenie kreatyny D3 (codzienne pobieranie moczu przez 3 dni do pojemników rozpoczyna się od dobowej zbiórki moczu, następnie Mocz punktowy po 30, 48 i 72 godzinach) w celu oceny masy mięśniowej. Po spożyciu 3MH w DZIEŃ(-2), badani będą uczestniczyć w naszym oddziale następnego dnia (DZIEŃ(-1)) rano, poszcząc od północy (z wyjątkiem czystej wody). Co godzinę pobierane będą próbki krwi przez 6 godzin w celu zmierzenia poziomów 3MH (pierwsza próbka zostanie pobrana 20-24 godziny po spożyciu 3MH) oraz USG ze wzmocnieniem kontrastowym (CEUS). Następnie zostanie oceniona wyjściowa siła/funkcja mięśni; 1 ocena maksymalnego powtórzenia (1-RM) w 6 ćwiczeniach (3 górne partie ciała, 3 dolne partie ciała) i maksymalne dobrowolne skurcze (MVC) wyprostu nogi. Po tej wizycie badani rozpoczną okres interwencji (DZIEŃ 1) zgodnie ze swoją grupą. Wszystkie grupy będą miały 6-tygodniowy okres interwencji żywieniowej w postaci diet zastępujących posiłki LighterLife VLCD: 4 posiłki dziennie dostarczające 600kcal/d ze 100% zalecanego dziennego spożycia (RDA) witamin i składników mineralnych. Dla grupy RET format ćwiczeń będzie obejmował 2 serie po 12 powtórzeń przy 70% 1-RM dla każdej grupy mięśniowej z 1-2 minutową przerwą między seriami po zalecanych 3 sesjach rozgrzewki na tydzień. Ćwiczenia będą obejmowały ćwiczenia górnych i dolnych partii ciała i będą miały charakter progresywny, a siła mięśni będzie oceniana co ~14 dni, aby zapewnić stałą intensywność treningu przez cały czas. W grupie HIIT będą to 3 sesje tygodniowo, obejmujące 60-sekundową jazdę na rowerze o wysokiej intensywności przy 95-125% Watt Max, z 90-sekundową regeneracją, przez 5 cykli, z 2-minutową rozgrzewką i schłodzeniem. Wszyscy uczestnicy będą mieli pobierane próbki krwi (w tym znacznik 3MH) i biopsje mięśni/tłuszczu co 3 tygodnie. Skan DXA, pomiary ultrasonograficzne (naczyniowe i mięśniowe), ocena kreatyny D3, infuzja 2DOG, OGTT (jak wyjaśniono powyżej), CPET, MVC, ocena siły mięśni zostaną przeprowadzone przed i po 6-tygodniowym okresie interwencji. Badani będą codziennie zbierać ślinę do butelek na ślinę. Zbiory będą przechowywane w lodówce i będą wysyłane do naszej jednostki 3 razy w tygodniu dla grupy ćwiczącej (podczas sesji ćwiczeń) i raz w tygodniu dla grupy tylko z VLCD. Monitorowany będzie również dzienniczek diety i aktywność fizyczna (Actiheart Monitor) (przez 4-5 dni) przed iw trakcie interwencji, co powinno obejmować pomiary weekendowe.