Wpływ późnej kolacji na nocny metabolizm

Otyłość jest epidemią, która przyczynia się do znacznej zachorowalności i śmiertelności na świecie. Nie tylko przejawem nadmiernego jedzenia, otyłość i zespół metaboliczny mogą być również konsekwencją niewłaściwego czasu przyjmowania pokarmu. W szczególności spożywanie większej ilości kalorii później w ciągu dnia przyczynia się do większego przyrostu masy ciała i zespołu metabolicznego. Mechanizm, dzięki któremu późniejsze jedzenie szkodzi metabolizmowi, nie jest w pełni zrozumiały. Na trawienie, wchłanianie i utlenianie posiłków może mieć wpływ rytm dobowy oraz stan snu/czuwania. Sen indukuje regulowane obniżenie tempa przemiany materii, co powinno zaburzać utlenianie spożytego tłuszczu.

Badacze wysuwają hipotezę, że jedzenie kolacji o godzinie 22:00, blisko pory snu (23:00), w porównaniu do zwykłej pory (18:00), doprowadzi do upośledzenia nocnego profilu metabolicznego i zmniejszonego utleniania kwasów tłuszczowych w spożytym tłuszczu. Badacze przetestują tę hipotezę w randomizowanym badaniu krzyżowym porównującym rutynową kolację (RD) z późną kolacją (LD) na nocnym profilu metabolicznym i ocenią utlenianie spożytego tłuszczu za pomocą znacznika stabilnego izotopu. Jeśli badacze mogą wykazać, że pora obiadu wpływa na nocny profil metaboliczny i utlenianie egzogennych tłuszczów, badacze mogą ukierunkować te szlaki w celu zwalczania otyłości i związanych z nią konsekwencji metabolicznych.

Procedury badania:

Badacze przeprowadzą randomizowane badanie krzyżowe RD w porównaniu z LD w zakresie nocnej funkcji metabolicznej u zdrowych ochotników. Pacjenci zgłoszą się do ośrodka astmy i alergii w Bayview w celu przeprowadzenia badań przesiewowych i uzyskania zgody. Jeśli uczestnicy wyrażą pisemną świadomą zgodę, przejdą wywiad i badanie fizykalne. Każdy uczestnik przyjedzie do Clinical Research Unit (CRU) na 2 wizyty (RD lub LD), każda składająca się z 2 kolejnych noclegów (noc aklimatyzacyjna, potem noc naukowa). Wizyty RD i LD będą odbywać się w odstępie około 3-4 tygodni i będą odbywać się w losowej kolejności, aby umożliwić wymycie efektów i znacznika. Aby uwzględnić potencjalne skutki metaboliczne cykli menstruacyjnych, kobiety będą badane w tej samej fazie ich cyklu miesiączkowego (wizyty będą odbywać się w odstępie ~4 tygodni). Uczestnikom nie zostanie przerwana żadna rutynowa opieka ani bieżąca terapia, aby zapisać się do badania.

Ogólny harmonogram zwiedzania:

Każda z dwóch wizyt (w odstępie 3-4 tygodni) składa się z dwóch następujących po sobie nocy:

• Dzień 1: Wieczorny wstęp do CRU.
• Noc 1: Spanie w CRU bez monitorowania (noc aklimatyzacyjna)
• Dzień 2: Standaryzowane posiłki i przyjmowanie stabilnych izotopów z RD lub LD, pobieranie próbek dożylnie (co 60 min)
• Noc 2: Spanie w CRU z polisomnografem (PSG) i pobraniem IV (co 60 min)
• Dzień 3: Standaryzowane śniadanie, pobieranie dożylne (co 60 min), wypis

Szczegółowe procedury:

Przed przybyciem CRU: Przez 3 dni przed każdym przyjęciem CRU uczestnicy będą proszeni o przestrzeganie regularnego cyklu snu i czuwania, wstawanie o 07:00 i spanie o 23:00 oraz spożywanie 3 posiłków dziennie z kolacją nie później niż 19:00.

Dzień 1 + Noc 1: Pacjenci przejdą krótką historię i badanie fizykalne. (Może to nastąpić w dniu odległym od przyjęcia do CRU lub tego samego popołudnia, co przyjęcie CRU.) O godzinie 20:00 uczestnicy zgłoszą się do jednostki badań klinicznych i przejdą ocenę antropometryczną obejmującą wagę, wzrost, obwód szyi i talii. Oczekuje się, że uczestnicy będą mieć gotowy obiad przed przyjazdem.

Noc 1: Badani otrzymają prywatny pokój do spania w CRU. Światła zostaną wyłączone o godzinie 23:00 i włączone o godzinie 07:00 następnego ranka. To jest noc aklimatyzacyjna; nie będzie wykonywane monitorowanie polisomnograficzne.

Dzień 2 + Noc 2: Badani zostaną obudzeni o 7:00 rano. Uczestnicy mogą wykonywać siedzące czynności w CRU, ale uczestnikom nie wolno spać ani wykonywać agresywnych ćwiczeń. Uczestnicy otrzymają cztery standardowe posiłki o godzinie 08:00, 13:00, 18:00 i 22:00. Zawartość kilokalorii w każdym posiłku, jako procent całkowitego dziennego spożycia, jest przedstawiona w poniższej tabeli i zależy od tego, czy uczestnicy są w warunkach RD czy LD

Każdy posiłek będzie zawierał makroskładniki w przybliżeniu w 50% z węglowodanów, w 30% z tłuszczu i w 20% z białka, ale ostateczna dieta zostanie opracowana we współpracy z Instytutem Badań Klinicznych i Translacyjnych (ICTR) w celu odzwierciedlenia typowych zachodnich wzorców żywieniowych. Dwie obwodowe IV zostaną umieszczone do pobierania krwi podczas snu, z jedną jako zapasową w przypadku awarii jednej IV. Przewód IV zostanie przedłużony do sąsiedniego pokoju kontrolnego, tak aby można było pobrać próbki krwi bez przeszkadzania pacjentowi.

Spożycie stabilnego izotopu: Badacze stosują zwalidowaną technikę do ilościowego określenia różnic w utlenianiu kwasów tłuszczowych (FAO), podając doustnie płynną dawkę 15 mg/kg masy ciała palmitynianu [2H31] przyjmowanego z kolacją (18:00 w nocy RD lub 22. :00 w nocy LD). Izotop rozpuszcza się w ciepłym (60°C) płynnym koktajlu (mleko lub inne emulgatory), który podaje się jako napój do kolacji. Następnie FAO będzie oznaczane ilościowo poprzez cogodzinną ocenę włączania deuteru do osocza 2H2O przy użyciu stosunku izotopów MS (IR/MS), eliminując potrzebę zbierania wydychanego dwutlenku węgla (CO2), oceny zmienności zużycia dwutlenku węgla (VCO2) lub wymaganej korekty octanu z znaczniki kwasów tłuszczowych znakowane węglem. Badani przyjmą również H218O w dawce 0,4 g/kg masy ciała, aby można było obliczyć całkowitą objętość wody w organizmie zgodnie z metodą Schoellera i van Santena. Współczynnik FAO zostanie określony jako nadmiar osocza razy 2H całkowitej wody w organizmie, podczas gdy procent odzysku deuteru zostanie określony przez podzielenie przez podaną dawkę 2H.

Noc 2: W każdą noc nauki od 23:00 do 07:00 zostanie przeprowadzona PSG. Badanie snu obejmie elektroencefalografię, elektrookulografię, natlenienie i wysiłek oddechowy. Wysiłek oddechowy będzie mierzony na podstawie ruchów klatki piersiowej i brzucha ocenianych za pomocą tensometrów rtęciowych. Elektrody powierzchniowe zostaną umieszczone w C3A2 i C3O1, elektroda podbródkowa, a lewy i prawy elektrookulogram zostaną użyte do zaplanowania snu. Zapisy elektrokardiografu (EKG) będą rejestrowane z trzech elektrod piersiowych. Ciągły pomiar nasycenia tlenem będzie rejestrowany przy użyciu pulsoksymetru dousznego (model nr 472-1A, Hewlett Packard, Waltham, Mass). Sygnały z elektroencefalografu, EKG, elektromiogramu, elektrookulogramu, tensometru oddechowego, pulsoksymetru ucha i termistorów będą rejestrowane na komputerze z oprogramowaniem RemLogic.

Morfologia krwi:

Próbki krwi będą pobierane w 60-minutowych odstępach, zaczynając od godziny 17:00 i kontynuując do następnego dnia, jak pokazano na fig. 1, w 20 punktach czasowych. Każda próbka krwi będzie miała objętość 4 cm3 i zostanie umieszczona w lawendowych górnych probówkach (EDTA) w celu odwirowania w celu uzyskania osocza. Komórki usuwa się z osocza przez wirowanie przez 10 minut przy 1500 x przy użyciu schłodzonej wirówki. Po odwirowaniu osocze zostanie przeniesione do kriofiolek w celu przechowywania. Poranna próbka w momencie ostatecznego przebudzenia (7:00 rano) będzie miała 12 cm3 (3 probówki), ponieważ badacze planują dodatkowe testy z tą próbką (panel lipidowy, markery stanu zapalnego), a 4 cm3 zostaną zachowane jako pełna krew do przyszłej potencjalnej analizy . Próbki zostaną zamrożone w temperaturze -80°C do badań dotyczących efektów metabolicznych pory obiadowej, za zgodą uczestników. Łącznie pobrana krew wyniesie około 88 cm3, czyli znacznie mniej niż podczas oddawania krwi.

Dzień 3: Uczestnicy otrzymają śniadanie o podobnym składzie jak w dniu 2, o godzinie 08:00. Odpowiedź metaboliczna na posiłek będzie oceniana za pomocą dodatkowych 4 godzinnych próbek krwi.

Absorpcjometria rentgenowska o podwójnej energii (DEXA):

Skan DEXA zostanie wykorzystany do oszacowania masy tkanki tłuszczowej, która będzie jedną ze zmiennych analizowanych jako predyktor odpowiedzi metabolicznych na zmianę pory posiłku. Wymagane jest tylko 1 badanie DEXA na uczestnika i może ono nastąpić w dowolnym dniu wizyty.