Effekt av sen middag på nattlig metabolism

Fetma är en epidemi som bidrar till betydande global sjuklighet och dödlighet. Mer än att bara vara en manifestation av överdriven ätning, fetma och metabolt syndrom kan också vara konsekvensen av olämplig tidpunkt för matintag. Specifikt, att äta mer kalorier senare på dagen bidrar till större viktökning och metabolt syndrom. Mekanismen genom vilken senare ätande skadar ämnesomsättningen är inte helt klarlagd. Matsmältning, absorption och oxidation kan påverkas av dygnsrytm och sömn/vaken status. Sömn inducerar en reglerad minskning av ämnesomsättningen, vilket skulle förväntas försämra oxidationen av intaget fett.

Utredare antar att att äta middag klockan 22.00, nära sömntid (23.00), jämfört med vanlig tid (18.00) kommer att leda till försämrad nattlig metabolisk profil och minskad fettsyraoxidation av intaget fett. Utredarna kommer att testa denna hypotes i en randomiserad crossover-studie som jämför rutinmiddag (RD) med sen middag (LD) på den nattliga metaboliska profilen och bedömer oxidation av intaget fett med hjälp av en stabil isotopspårare. Om utredarna kan visa att den nattliga metaboliska profilen och oxidationen av exogent fett påverkas av tidpunkten för middagen, kan utredarna rikta in sig på dessa vägar för att bekämpa fetma och relaterade metaboliska konsekvenser.

Studieprocedurer:

Utredarna kommer att utföra en randomiserad cross-over-studie av RD kontra LD på metabolisk funktion över natten hos friska frivilliga. Försökspersoner kommer att rapportera till Bayviews astma- och allergicenter för screening och samtycke. Om deltagarna lämnar skriftligt informerat samtycke kommer deltagarna att genomgå en anamnes och en fysisk undersökning. Varje deltagare kommer till Clinical Research Unit (CRU) för 2 besök (RD eller LD), vart och ett bestående av 2 på varandra följande nätter (acklimatiseringsnatt, sedan studienatt). RD- och LD-besöken kommer att ske med cirka 3-4 veckors mellanrum och sker i slumpmässig ordning för att tillåta utspolning av effekter och spårämnen. För att ta hänsyn till potentiella metaboliska effekter av menstruationscykler kommer kvinnor att studera i samma fas av sin menstruationscykel (besök kommer att vara ~4 veckors mellanrum). Deltagarna kommer inte att få någon rutinvård eller pågående behandling avbruten för att delta i studien.

Allmänt besöksschema:

Vart och ett av de två besöken (3-4 veckors mellanrum) består av två nätter i följd enligt följande:

• Dag 1: Kvällsinträde till CRU.
• Natt 1: Sov i CRU utan övervakning (acklimatiseringsnatt)
• Dag 2: Standardiserade måltider och stabilt isotopintag med antingen RD eller LD, IV-provtagning (var 60:e min)
• Natt 2: Sov i CRU med polysomnograf (PSG) och IV-provtagning (var 60:e min)
• Dag 3: Standardiserad frukost, IV-provtagning (var 60:e min), utskrivning

Detaljerade rutiner:

Före CRU-ankomst: Under 3 dagar före varje CRU-inträde kommer deltagarna att uppmanas att hålla sig till en vanlig sömn-vaken-cykel, gå upp kl 07:00 och sova kl 23:00 och äta 3 måltider om dagen med middag senast än 19:00.

Dag 1 + natt 1: Försökspersonerna kommer att genomgå en kort historia och fysisk undersökning. (Detta kan inträffa en dag som ligger på avstånd från tillträde till CRU, eller samma eftermiddag som CRU-inträde.) Klockan 20:00 kommer försökspersonerna att rapportera till den kliniska forskningsenheten och genomgå antropometrisk bedömning inklusive vikt, längd, nacke och midjeomkrets. Deltagarna förväntas ha avslutat middagen vid ankomst.

Natt 1: Försökspersonerna kommer att förses med ett privat rum i CRU-sömnen. Belysningen släcks klockan 23:00 och tänds klockan 07:00 nästa morgon. Detta är en acklimatiseringsnatt; ingen polysomnografisk övervakning kommer att utföras.

Dag 2 + natt 2: Ämnen väcks kl. 07.00. Försökspersoner kan delta i stillasittande aktiviteter i CRU, men deltagare kommer inte att tillåtas att sova eller delta i aggressiv träning. Deltagarna kommer att få fyra standardmåltider kl. 08.00, 13.00, 18.00 och 22.00. Kilokaloriinnehållet i varje måltid, i procent av det totala dagliga intaget, visas i tabellen nedan och beror på om deltagarna är under RD- eller LD-tillstånd

Varje måltid kommer att ha en sammansättning av makronäringsämnen på cirka 50 % kolhydrater, 30 % fett och 20 % protein, men den slutliga kosten kommer att formuleras med Institutet för klinisk och translationell forskning (ICTR) för att återspegla typiska västerländska kostmönster. Två perifera IV kommer att placeras för blodprovstagning under sömnen, med en som backup vid fel på en IV. IV-slangen kommer att förlängas till ett intilliggande kontrollrum så att blodprover kan tas utan att patienten störs.

Stabil isotopintag: Utredarna använder en validerad teknik för att kvantifiera skillnader i fettsyraoxidation (FAO) genom att tillhandahålla en oral vätskedos på 15 mg/kg kroppsmassa av [2H31]palmitat taget med middag (18:00 på RD-natten, eller 22 :00 på LD-natten). Isotopen löses i en varm (60 °C) flytande shake (mjölk eller andra emulgeringsmedel) som tillhandahålls som dryck till middagen. FAO kommer därefter att kvantifieras genom en timvis bedömning av deuteriuminkorporering i plasma 2H2O med användning av ett isotopförhållande MS (IR/MS), vilket eliminerar behovet av insamling av utandad koldioxid (CO2), bedömning av variationen i koldioxidförbrukning (VCO2) eller acetatkorrigering som krävs med kolmärkta fettsyraspårämnen. Försökspersonerna kommer också att få i sig 0,4 g/kg kroppsvikt av H218O så att den totala kroppsvattenvolymen kan beräknas enligt Schoellers och van Santens metod. FAO-hastigheten kommer att bestämmas av överskott av plasma 2H gånger totalt kroppsvatten, medan procent återvinning av deuterium kommer att bestämmas genom att dividera med dosen av 2H som administreras.

Natt 2: Varje studiekväll från 23:00 till 07:00 kommer en PSG att utföras. Sömnstudien kommer att omfatta elektroencefalografi, elektrookulografi, syresättning och andningsansträngning. Andningsansträngning kommer att mätas med thoracoabdominal rörelse bedömd med kvicksilver töjningsmätare. Ytelektroder kommer att placeras vid C3A2 och C3O1, en submental elektrod, och vänster och höger elektrookulogram kommer att användas för att iscensätta sömnen. Elektrokardiograf (EKG) spårning kommer att registreras från tre bröstelektroder. Kontinuerlig mätning av syremättnad kommer att registreras med en öronoximeter (modell nr 472-1A, Hewlett Packard, Waltham, Mass). Signaler från elektroencefalograf, EKG, elektromyogram, elektrookulogram, andningstöjningsmätare, öronoximeter och termistorer kommer att spelas in på en dator med programvaran RemLogic.

Blodarbete:

Blodprover kommer att tas med 60 minuters intervall med början kl 17:00 och fortsätter till nästa dag som visas i fig 1, och spänner över 20 tidpunkter. Varje blodprov kommer att vara 4 cc i volym och placeras i lavendelrör (EDTA) för centrifugering för att erhålla plasma. Celler avlägsnas från plasma genom centrifugering under 10 minuter vid 1500 x med användning av en kyld centrifug. Efter centrifugering kommer plasma att överföras till kryovialer för lagring. Morgonprovet vid tidpunkten för det slutliga uppvaknandet (07:00) kommer att vara 12 cc (3 rör) eftersom utredarna planerar ytterligare analyser med detta prov (lipidpanel, inflammatoriska markörer) och 4 cc kommer att behållas som helblod för framtida potentiell analys . Prover kommer att frysas vid -80°C för forskning som hänför sig till metaboliska effekter av middagstid, med deltagarnas samtycke. Totalt kommer det insamlade blodet att vara cirka 88 cc, vilket är mycket mindre än vid en blodgivning.

Dag 3: Deltagarna kommer att få frukost av liknande sammansättning som på dag 2, kl. 08:00. Metaboliskt svar på måltiden kommer att bedömas med 4 extra blodprover per timme.

Dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DEXA):

En DEXA-skanning kommer att användas för att uppskatta fettmassan, vilket kommer att vara en av variablerna som analyseras som en prediktor för metaboliska svar på ändrad måltidstid. Endast 1 DEXA-skanning krävs per deltagare och kan ske under vilken som helst av besöksdagarna.