Näringsstimulering av muskelproteinsyntes och metabolisk hastighet efter bariatrisk kirurgi

1. Mål

   Bariatrisk kirurgi har blivit en vanlig behandling för svår fetma, och resulterar i en förlust av fettmassa. Men muskelmassa förloras också efter överviktskirurgi. Det är utredarnas övergripande utgångspunkt att konsumtion av den essentiella aminosyrabaserade näringsformuleringen efter bariatrisk kirurgi kommer att bevara muskelmassan genom att stimulera muskelproteinsyntesen. Som ett resultat kommer energiutnyttjandet i samband med kombinationen av bibehållen muskelmassa och stimulerad muskelproteinsyntes att motverka den minskning av ämnesomsättningen som normalt inträffar under hypokaloriska omständigheter. Att upprätthålla en högre total energiförbrukning genom konsumtion av essentiella aminosyror kommer att påskynda förlusten av kroppsfett och påskynda förlusten av kroppsvikt. Utredarna föreslår vidare att konsumtion av en essentiell aminosyrabaserad näringsformulering kommer att minska muskelintracellulär lipidackumulering, vilket kommer att översättas till större förbättringar i glukoshomeostas och muskelproteinmetabolism. Förlusten av muskelmassa hos personer med fetma som genomgår snabb viktminskning efter bariatrisk operation är inte i sig en sjukdom eller ett medicinskt tillstånd.

   Följande syften kommer att testa specifika hypoteser relaterade till den vetenskapliga premissen:

   Syfte 1. Komplettering av den vanliga kosten efter överviktskirurgi med en egenutvecklad essentiell aminosyrabaserad näringsformulering två gånger per dag i 6 månader kommer att bibehålla muskelmassan och minska fettmassan mer än tillskott av kosten med en isonitrogen mängd vassleprotein. Muskelmassan kommer att mätas direkt med en ny spårspädningsteknik med deuteriummärkt kreatin. Fettmassa och mager kroppsmassa kommer att mätas med Dual-energy X-ray absorptiometri.

   Syfte 2. Fraktionerad syntetisk hastighet av muskelprotein och total muskelproteinsyntes (muskelmassa x fraktionell synteshastighet) kommer att minska mindre från värdena före operationen hos deltagare som konsumerar den essentiella aminosyrabaserade näringsformuleringen jämfört med vassleprotein. Fraktionerad syntes av muskelproteiner kommer att mätas med den nya metoden "virtuell biopsi", som ger ett integrerat värde under tre veckor.

   Mål 3. Den totala energiförbrukningen före operationen kommer att upprätthållas bättre hos deltagare som konsumerar den essentiella aminosyrabaserade näringsformuleringen i motsats till vassleprotein. Förändringar i den totala energiförbrukningen kommer att mätas över 10-dagarsintervaller med den dubbelmärkta vattentekniken, före till 6 månader efter operationen.

   Syfte 4. Sex månader efter bariatrisk operation kommer muskelintracellulär lipidackumulering att minska från värdet före operationen i större utsträckning hos deltagare som konsumerar den Essential Amino Acid-baserade näringsformuleringen än vassleprotein. Muskelintracellulär lipidackumulering kommer att mätas med hjälp av magnetisk resonansspektroskopi och magnetisk resonanstomografi. Utredarna räknar med att en större minskning av intracellulär lipidackumulering kommer att vara relaterad till en större förbättring av insulinkänsligheten när det gäller glukoshomeostas och även när det gäller muskelproteinsyntes.

   Positiva resultat av denna studie kommer att stödja värdet av den essentiella aminosyrabaserade näringsformuleringen när det gäller att öka graden av fettförlust och förbättra kroppssammansättningsförändringar efter bariatrisk kirurgi.

2. Bakgrund

   Trots framgångsrik viktminskning och förbättring av komorbiditeter efter överviktskirurgi, förblir de flesta patienter med svår fetma överviktiga. Patienter upplever också variation i behandlingssvar. Upp till 30 % av patienterna upplever suboptimal viktminskning eller betydande viktåtergång. Mängden viktnedgång och dess underhåll är viktiga eftersom det är det som leder till förbättring/remission av samsjukligheter (diabetes, hjärtsjukdomar, etc.) och till minskad dödlighet i hjärt-kärlsjukdom eller cancer. En av nycklarna till optimal viktminskning från en kaloribegränsad diet, och efterföljande viktminskningsupprätthållande, är att förlora fett utan att förlora muskler (aka mager kroppsmassa). Det är minskad energiförbrukning från minskad muskelmassa efter viktminskning som avsevärt bidrar till viktåterställning. Muskelmassa är den viktigaste drivkraften för energimetabolism och gynnar förbränning av mat som bränsle snarare än lagring som fett. Eftersom muskler tillhandahåller en reservoar av aminosyror för att upprätthålla proteinsyntesen som är nödvändig för överlevnad, är dess masskvantitet alltid i riskzonen under förhållanden med otillräckligt intag av kosten. Skelettmuskulaturen, under kalorirestriktionen av viktminskningsdieter, kataboliseras för att tillgodose kroppens otillfredsställda proteinbehov. Det blir utmanande att bibehålla muskler under tillstånd med allvarliga kalorirestriktioner, såsom efter bariatrisk operation.

   Proteintillskott har visat sig skydda mot muskelförlust vid viktminskning, men endast om tillskottet är tillräckligt. Standarden på vården för att bibehålla muskelmassa under snabb, betydande viktminskning efter bariatrisk kirurgi har varit tillskott av vassleprotein i kosten. Efter bariatrisk kirurgi begränsas proteintillskott av patienters oförmåga att få i sig tillräckligt med kalorier. Detta kan ytterligare hindras av typiska perioperativa komplikationer som begränsar intaget, såsom illamående, kräkningar och tidig mättnad. Därför, trots standardvårdtillskott med vassleprotein efter bariatrisk kirurgi, har endast marginella vinster gjorts för att förhindra muskelförlust. Essential Amino Acid, interventionstillägget i denna studie, är en patenterad formel som vetenskapligt har visat sig vara mycket mer anabol än vassleprotein hos frilevande äldre och unga friska vuxna som genomgår sängläge. Essential Amino Acid-tillskottet stimulerar proteinsyntesen 3-5 gånger så effektivt som vassleprotein, med försumbara icke-proteinkalorier.

   Vikten av muskelns roll i viktminskning och dess underhåll kan inte nog understrykas. Muskler, som är avgörande för energimetabolism, är ansvarig för majoriteten av den totala energiförbrukningen (motsvarande energiförbrukning för fysisk aktivitet, energiförbrukning i vila och dietinducerad termogenes - kalorier som krävs för att smälta mat). Både fysisk aktivitet och muskelproteinsyntes utgör en betydande del av energiförbrukningen. Genom sin funktion i fysisk aktivitet och proteinsyntes bestämmer muskler till stor del den kaloriförbrukning som ligger till grund för förmågan att "förbruka" mat som äts istället för att lagra den som fett.

   Fetma, är inte bara ökat kroppsfett, utan också ökat intramuskulärt fett. Det intramuskulära fettet associerat med fetma försämrar muskelfunktionen för att ge normal glukoshomeostas. Lyckligtvis, när fett som lagras i muskler minskar, förbättras insulinkänsligheten. Också försämrad under förhållanden med ökat intramuskulärt fett, är funktionen att tillhandahålla aminosyror för att upprätthålla essentiell proteinsyntes. Nedsatt muskelmitokondrierstimulerad proteinsyntes minskar potentiellt viloenergiförbrukningen och dietinducerad termogenes. Adekvat proteintillskott kan motverka försämring av muskelmitokondriell proteinsyntes och i teorin leda till minskat intramuskulärt fett, vilket förbättrar både energiförbrukningen och insulinkänsligheten.

3. Studera design

Detta är en dubbelblind randomiserad klinisk prövning där svaren på konsumtion av ett av två olika kosttillskott efter bariatrisk kirurgi kommer att fastställas. En mängd olika faktorer relaterade till kroppssammansättning och muskelmetabolism kommer att kvantifieras hos deltagare med fetma före och cirka 6 månader efter bariatrisk operation. Detta tidsintervall valdes eftersom ytterligare kroppsviktsförändringar i allmänhet är relativt små 6 månader efter operationen; det mesta av viktminskningen sker under de första 6 månaderna. Deltagarna kommer att tilldelas slumpmässigt via dator för att antingen få ett essentiellt aminosyrabaserat näringstillskott (intervention) eller ett kommersiellt tillgängligt vassleproteintillskott (Beneprotein®).