Effekten av mycket lågkaloridiet med och utan träning på muskelsyntes hos medelålders överviktiga män. (VLCDex)

Nyligen har intresset vuxit fram för rollen av hypoenergetiska dieter med mycket låga kalorier (VLCD) för att hantera överviktiga och feta personer med eller utan typ 2-diabetes. VLCD resulterar dock i att 20-30 % av massan förloras som mager kroppsmassa (LBM) förutom fettvävnad. Eftersom LBM i form av skelettmuskulatur spelar en viktig roll för att upprätthålla hela kroppens metabola hälsa och representerar ett stort proteinlager, är bättre förståelse för mekanismerna för VLCD-inducerad viktminskning mycket viktig. I en nyligen genomförd systematisk översikt observerade utredarna att information om ämnet är knapphändig. Tidiga studier med VLCD, med användning av proteintillskott av dålig kvalitet, visade att VLCD var associerad med en ökad risk för negativ dödlighet, främst på grund av hjärtmuskelatrofi. Även om nuvarande VLCD:er är säkrare, kvarstår oron för bevarande av LBM. Detta beror på att hos medelålders (och äldre) personer som redan lider av de tidiga stadierna av sarkopeni med cirka 0,5-1 %/år från ~40 års ålder, kan VLCD resultera i ytterligare betydande muskelmassaförlust. Låg muskelmassa, särskilt hos äldre individer, är associerad med ökad dödlighet, dynapeni (nedsatt muskelfunktion) och många metabola tillstånd. Träning är fortfarande det mest effektiva sättet att bibehålla och öka muskelmassan genom stimulering av muskelproteinsyntesen (MPS). Även om studier har visat att förluster av LBM under en VLCD kan dämpas med införandet av styrketräning (RET) [5], är mekanismen genom vilken VLCD (med och utan träning) påverkar MPS dåligt definierad. Utredarna vet också nu att högintensiv intervallträning (HIIT) förbättrar LBM, hjärt- och metabolisk funktion, men ingen studie har klargjort resultatet av HIIT med VLCD på MPS och LBM. Utredarna kommer att undersöka de olika effekterna av VLCD med RET, VLCD med HIIT och VLCD enbart på MPS och övergripande metabolisk funktion hos överviktiga medelålders män.

Detta projekt syftar till att undersöka effekten av VLCD på MPS, insulinkänslighet, muskelstruktur och funktion (styrka), kardiopulmonell kondition hos överviktiga och feta medelålders vuxna med eller utan RET eller HIIT. Utredarna antog att VLCD kommer att försämra MPS och något minska muskeltjocklek och funktion, och kardiopulmonell kondition, medan övningar kommer att förbättra MPS och muskelstruktur och funktion. Alla grupper kommer att visa en generell förbättring av insulinkänsligheten.

Denna studie kommer att involvera 36 överviktiga (och feta) manliga (BMI 27-50 kg/m2) försökspersoner i åldern 30-60 år. Försökspersonerna kommer att randomiseras till en av tre grupper (12 vardera) efter baslinjeundersökningar och innan interventioner påbörjas: 1) VLCD; 2) VLCD + RET; 3) VLCD + HIIT.

Ämnen kommer att exkluderas om de har bevis på:

• Deltagande i en formell träningsordning
• Aktiv hjärt-kärlsjukdom: okontrollerad hypertoni (BP > 180/110), angina, hjärtsvikt (klass III/IV), arytmi, höger till vänster hjärtshunt, nyligen inträffad hjärthändelse
• Cerebrovaskulär sjukdom: tidigare stroke, aneurysm (stort kärl eller intrakraniell), epilepsi
• Luftvägssjukdom inklusive: pulmonell hypertoni, kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL), svår okontrollerad astma,
• Diabetes mellitus.
• Aktiv inflammatorisk tarm- eller njursjukdom
• Malignitet
• Koagulationsdysfunktion
• Muskuloskeletala eller neurologiska störningar
• Familjehistoria av tidiga (
• Känd känslighet/allergi mot kontrast Sonovue
• Alla andra pågående akuta eller betydande kroniska medicinska tillstånd som inte nämns ovan.
• Vikt >120 kg - viktgräns för dubbelenergi röntgenabsorptiometri (DXA) skanning Alla försökspersoner kommer att genomgå en fullständig medicinsk screening innan de registreras i studien. Denna screening kommer att involvera mått på längd och vikt, medicinsk historia och fysisk undersökning, blodprov (för fastande FBC, U&E, LFT, TFT, glukos, HbA1C, lipidprofiler och koagulation) och EKG. Onormala screeningresultat kommer att diskuteras med försökspersonen och deras allmänläkare (GP) kommer att informeras på lämpligt sätt.

Försöksperson som uppfyller inklusionskriterierna kommer att registreras och randomiseras till en av de tre grupperna (som beskrivs ovan) och bjudas in att närvara för baslinjeundersökningar (före intervention). Försökspersonerna kommer att uppmanas att fasta från midnatt (förutom klart vatten) innan de deltar i sin första undersökningsdag: DAG(-4). Den här dagen kommer baslinjeundersökningar att inkludera en DXA-skanning, fasteprov (blodsocker, saliv, muskler och fett), vaskulära ultraljudsundersökningar (flödesmedierad dilatation (FMD), benblodflöde (LBF)) och en oral glukostolerans test (OGTT) med infusion av 2-deoxiglukos (2DOG) spårämne för att bedöma glukosupptag och insulinkänslighet. Muskelbiopsi kommer att upprepas efter 2DOG-infusionen, följt av ultraljudsundersökningar av benen för att bedöma muskelstrukturen. En standardlunch serveras på eftermiddagen. Ett hjärtekokardiogram (ECHO) kommer att utföras för att bedöma hjärtfunktionen följt av ultraljudsskanning (USS) av dominerande lårmuskler (för pennationsvinkel, tjocklek, fascikellängd) och kardiopulmonell träningstest (CPET) för att fastställa maximal aerob kapacitet och ställa in belastningen för HIIT-utbildningen (Watt Max, där tillämpligt). En laddningsdos av deuteriumoxid (D2O) och D3 kreatinspårlösningar kommer sedan att ges. Innan de lämnar, kommer försökspersonerna att förses med 3-Methylhistidine (3MH) spårämneslösning som ska tas 2 dagar senare DAG(-2), plus dagliga "påfyllningar" av D2O (alla spårämnesmängder baserat på kroppsvikt). Salivflaskor för daglig salivuppsamling (3 timmar efter daglig D2O-påfyllning, för att förvaras i kylen) och behållare för urinuppsamling för D3-kreatinbedömning (daglig urinprovtagning i 3 dagar i behållare börjar med 24-timmars urinsamling, sedan punkturin vid 30h, 48h och 72h) för muskelmassabedömning kommer också att tillhandahållas. Efter att ha konsumerat 3MH på DAG(-2), kommer försökspersonerna att gå till vår enhet nästa dag (DAG(-1)) på morgonen, fasta från midnatt (förutom klart vatten). Blodprover varje timme i 6 timmar för att mäta 3MH-nivåer (det första provet som tas 20-24 timmar efter 3MH-intag) och kontrastförstärkt ultraljud (CEUS) kommer att göras. Efter detta kommer baslinjens muskelstyrka/funktion att bedömas; 1 upprepning maximal (1-RM) bedömning på 6 (3 överkropp, 3 underkropp) övningar och maximal frivillig sammandragning (MVC) av benförlängning. Efter detta besök börjar försökspersonerna sin interventionsperiod (DAG 1) enligt sin grupp. Alla grupper kommer att ha en 6-veckors interventionsperiod av näringsintervention i form av LighterLife VLCD måltidsersättningsdieter: 4 måltider/dag som ger 600kcal/dag med 100 % rekommenderat dagligt intag (RDA) vitaminer och mineraler. För RET-grupp kommer träningsformatet att vara 2 set med 12 repetitioner vid 70% 1-RM för varje muskelgrupp med 1-2 minuters vila mellan seten efter en föreskriven uppvärmning 3 pass/vecka. Övningarna kommer att involvera över- och underkroppsövningar och kommer att vara progressiva till sin natur med muskelstyrka bedömd var ~14:e dag för att säkerställa att träningsintensiteten förblir konstant hela tiden. I HIIT-gruppen blir det 3 pass/vecka, med 60-tals högintensiv cykling på 95-125% Watt Max, med 90-tals återhämtning, i 5 cykler, med 2 minuters uppvärmning och nedkylning. Alla försökspersoner kommer att ha blodprover (inklusive 3MH spårämne) och muskel-/fettbiopsier var tredje vecka. DXA-skanning, ultraljudsmätningar (kärl och muskler), D3-kreatinbedömning, 2DOG-infusion, OGTT (enligt förklarat ovan), CPET, MVC, muskelstyrkebedömning kommer att utföras före och efter den 6-veckors interventionsperioden. Försökspersonerna kommer att samla saliv dagligen i salivflaskor. Samlingarna kommer att förvaras i kylen och skickas till vår enhet 3 gånger/vecka för träningsgrupp (under träningspass), och en gång i veckan för endast VLCD-grupp. Dietdagbok och fysisk aktivitet (Actiheart Monitor) kommer också att övervakas (under 4-5 dagar) före och under interventioner, vilket bör inkludera helgmätning.