Inverkan av flavonoider och koffeintillskott på vilometabolism

Denna studie kommer att använda en randomiserad, dubbelblind, cross-over-design, som jämför akut intag av det blandade flavonoidtillskottet (MF) jämfört med placebokontroll (PC) hos friska, icke-överviktiga, premenopausala kvinnor. Studien kommer att bestå av två 24-timmars studieperioder tillbringade i den nyligen renoverade indirekta rumskalorimetern (dvs. metabolisk kammare) vid University of North Carolina Chapel Hill Nutrition Research Institute (UNC NRI). 24-timmarsstudieperioderna i den metaboliska kammaren kommer att vara 4 veckors mellanrum. Primära utfallsmått kommer att vara 24-timmars energiförbrukning (EE), vilometabolisk hastighet (RMR), sömnmetabolisk hastighet (SMR), substratutnyttjande från andningskvoten (RQ) och fysisk aktivitetsenergiförbrukning (AEE).

Efter rekrytering och bedömning av behörighet kommer studiedeltagarna att slumpmässigt tilldelas studiedagen för antingen blandad flavonoid (MF) eller placebokontroll (PC). Efter en 4-veckors tvättning kommer studiedeltagarna att gå över och slutföra den alternativa behandlingen. En metod för slumpmässigt permuterade block kommer att genereras med hjälp av webbaserad randomiseringsprogramvara (www.randomization.com) vilket resulterade i att 10 studiedeltagare fick MF under den första veckan och 10 studiedeltagare fick PC:n under den första veckan. Studiedeltagarna kommer att konsumera 2 MF- eller PC-kapslar 30 minuter före frukost och 2 MF- eller PC-kapslar 30 minuter före lunch. Under båda studiedagarna kommer studiedeltagarna att matas i energibalans (dvs energiintaget kommer att matchas med energiförbrukningen).

2. Experimentell studiedeltagare: Med hjälp av data som genererats tidigare i UNC NRIs metaboliska kammare, visade en provstorleksberäkning med 80 % effekt att 15-20 studiedeltagare skulle behövas för att upptäcka en skillnad på 50 kcal i 24-timmars EE. För att ta hänsyn till avgången kommer 25 studiedeltagare att rekryteras via massannonsering i hela närområdet. Pre-menopausala kvinnor kommer att väljas eftersom detta är en målgrupp för sponsorn.

3. Pre-Study Baseline Testing Behörighet kommer att fastställas i den polikliniska avdelningen vid UNC NRI. Kroppssammansättning (fettmassa och fettfri massa (FFM)) kommer att bestämmas via dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DXA) (GE Lunar iDXA; Milwaukee, WI). Body mass index (BMI, kg/m2) kommer att beräknas för uppmätt längd och vikt. Vilometabolisk hastighet (RMR) kommer att uppskattas med hjälp av en FFM-baserad ekvation [418 + (20,3 FFM)] (J Appl Physiol 1993;75:2514-2520). Denna uppskattade RMR kommer att användas för att beräkna det totala energiintaget från kosten i den metaboliska kammaren: RMR x fysisk aktivitetsnivå (PAL) på 1,3, och sedan justeras med hjälp av uppmätta data (detaljerna nedan). Ett litet blodprov kommer att erhållas vid denna tidpunkt och T3-, T4- och TSH-nivåer bedöms genom det kliniska labbet vid Lab Corp (Burlington, NC). Ett uringraviditetstest kommer att utföras.

4. Indirekt kalorimetri: Den metaboliska kammaren vid Nutrition Research Institute i Kannapolis, NC är en öppen krets, indirekt kalorimeter för hela rummet. CO2- och O2-analysatorerna är differentiella, med fullskaleavläsningar inställda på 0%-1%. O2-förbrukning, CO2-produktion, EE och RQ registreras varje minut. EE beräknas med hjälp av en förkortad Weirs formel (VO2 X 3,941) + (VCO2 X 1,106), där VO2 är volymen syre som förbrukas i L/minut och VCO2 är volymen koldioxid som frigörs i L/minut. RQ beräknas som VCO2/VO2. Area under the curve (AUC) kommer att beräknas med RQ-data för de fyra timmarna efter frukost, lunch och middag samt sovtimmar mellan midnatt och 06:00. Spontan fysisk aktivitet kommer att mätas varje minut med hjälp av en total rumssensor. För att beräkna vilometabolisk hastighet (RMR), kommer EE att plottas mot aktivitetsrörelsesensorns utsignal (var och en i genomsnitt över 30 minuter), och y-avsnittet för den linjära regressionen tas som EE i det inaktiva tillståndet. RMR kommer att multipliceras med 1440 minuter för att extrapolera till 24 timmar. Tjugofyra timmars sömnmetabolisk hastighet (SMR) kommer att bestämmas som det lägsta genomsnittliga EE (kJ/minut) mätt under 3 timmar i följd mellan midnatt och 06:30 och multiplicerat med 1440 minuter. Dietinducerad termogenes (DIT) kommer att beräknas genom subtraktion av SMR från RMR. Aktivitetsinducerad EE (AEE) kommer att beräknas som skillnaden mellan 24 timmars EE och RMR.

5. Protokoll för studiedag för metaboliska kammare. Ämnen kommer att anlända till Nutrition Research Institute Building (500 Laureate Way) kl. 07.00. Ett uringraviditetstest kommer att utföras. Klockan 7:30 kommer studiedeltagarna att rapportera till den metaboliska kammaren efter en fasta över natten (ingen mat eller dryck som innehåller kalorier, alkohol eller koffein från kl. 23.00). Studiedeltagare kommer att instrueras om förväntningar på sin vistelse och vägas i scrubs utan skor. Klockan 8:00 kommer studiedeltagarna att förseglas i kammaren. Förutom ett 2-minutersintervall varje timme under vilket studiedeltagarna kommer att uppmanas att stå och sträcka sig, kommer studiedeltagarna att förbli sittande eller tillbakalutade, men vakna hela dagen. Studiedeltagare kommer att uppmanas att utföra nödvändiga dagliga aktiviteter under dessa 2-minutersintervaller. Frukost (9:00), lunch (13:30) och middag (19:00) kommer att serveras genom en luftslusspassage. Måltiderna kommer att slutföras inom 30 minuter efter servering. Två MF-kapslar eller placebo kommer att konsumeras 30 minuter före frukost och sedan igen 30 minuter före lunch. Klockan 22:30 kommer studiedeltagarna att uppmanas att lägga sig ner för att sova. Studiedeltagare kommer att väckas klockan 6:30 och tillåtas röra sig i kammaren för att samla ihop sina tillhörigheter. Klockan 7:15 kommer studiedeltagarna att lämna kammaren och vägas.

6. Design av metaboliska dieter: Eukaloridieter kommer att utformas för att ge cirka 35 % fett, 49 % kolhydrater och 16 % protein, vilket återspeglar nuvarande rekommendationer för denna befolkningsgrupp. Menyerna kommer att utformas med hjälp av en näringsämnesberäkning och programvara för livsmedelshantering, och består av bagel, jordnötssmör, äppeljuice, fullkornsbröd, kalkon, ost, majonnäs, smörigt pålägg (10 % kcal som fett), potatischips, lasagne, morötter, broccoli, frallor och muffins. Inga drycker eller mat som innehåller koffein kommer att serveras. Samma mat kommer att serveras vid båda kammarbesöken. En baslinjemeny för varje ämne kommer att förberedas baserat på beräknad RMR X 1,3, vilket återspeglar studiedagens stillasittande karaktär. För att säkerställa energibalansförhållanden kommer grundmenyn för det första besöket att modifieras enligt uppmätta EE-data efter 3 timmar (inkluderar frukost) och 7 timmar (inkluderar frukost och lunch). Efterföljande måltider kommer att anpassas därefter med 100 kcal persikomuffins som innehåller samma andel fett, kolhydrater och protein som måltiderna. Studiedeltagare kommer att få en identisk mängd av samma måltid vid sitt andra besök.

7. Statistisk analys: Data kommer att analyseras med SAS (Cary, NC). För att skydda sig mot eventuell överföringseffekt från besök 1 till besök 2 kommer en upprepad mätregression med en ostrukturerad korrelationsmatris inom ämne att köras med behandling (MF och PC) och besök (1 och 2) i modellen tillsammans med en interaktionsterm. Om interaktionstermen är icke-signifikant kommer den att tas bort och modellen körs igen. Två energiförbrukningskurvor, en för MF-dagen och en för PC-dagen, kommer att genereras för varje ämne med x-axeln som representerar tid (min), och y-axeln representerar energiförbrukning (kcal). Arean under energiförbrukningskurvan för definierade tidsblock kommer att beräknas genom att använda trapetsregeln i EXPAND-proceduren i SAS (SAS Institute, Inc., Cary, NC). Ett parat t-test på det logtransformerade området kommer att utföras för att jämföra energiförbrukningen för varje period under MF-dagen med motsvarande period i PC-dagen. Shapiro-Wilk-testet i UNIVARIATE-proceduren i SAS kommer att användas för normalitetskontroll. Benjamini-Hochberg-metoden för korrigering av falsk upptäcktsfrekvens i MULTTEST-proceduren i SAS kommer att användas för flera testkorrigeringar.

TILLÄGG:

Det blandade flavonoidtillskottet och placebokapslarna kommer att se identiska ut och levereras av Reoxcyn Discoveries Group LLC (Salt Lake City, UT). Aktiva ingredienser i flavonoidkapslarna inkluderar vitamin C, vilda blåbärsfruktextrakt, grönt tebladsextrakt, quercetin, koffein och omega 3-fettsyror (se bilaga B). Kapselfyllningsingredienser inkluderar Nu-Flow 70R (från pulveriserade risskal), tapioka från kassavarot, naturlig bambukiseldioxid och marshmallowrot. Placebokapslar innehåller endast fyllningsingredienserna (utan de aktiva ingredienserna). Två MF- och PC-kapslar kommer att konsumeras 30 minuter före frukost och sedan igen före lunch. MF-kapslarna kommer att ge 658 mg flavonoider och 214 mg koffein.