Антропометричні та біохімічні ефекти дієти 5 та 2: Тематичне дослідження

Mark A Booth 1 * і Rhonda Orr 2

біохімічні

1 MExerSc (Strgth і Condg), MNutrDiet, BAppSc (Ex і SpSC), C.S.C.S. 65 Parramatta Road, Haberfield N.S.W. 2045, Австралія

2 Кафедра фізичних вправ та спортивних наук - Університет Сіднея, Австралія

* Автор-кореспондент: Марк Бут
MExerSc (Strgth і Condg)
MNutrDiet, BAppSc (Ex і SpSC)
C.S.C.S. 65 Парраматта-роуд
Хаберфілд Н.С.В. 2045, Австралія
Тел .: +61 (02) 89579823
Електронна пошта: [електронна пошта захищена]

Отримано: 30 жовтня 2015 р .; Прийнято: 21 грудня 2015 р .; 5 Опубліковано: 01 січня 2016 р

Цитування: Бут М.А., Орр Р (2016) Антропометричні та біохімічні ефекти дієти 5 та 2: Тематичне дослідження. Sports Nutr Ther 1: 103. doi: 10.4172/2473-6449.1000103

Відвідайте для отримання додаткових статей за адресою Журнал наукових досліджень з питань харчування

Анотація

Ключові слова

Вступ

Періодичне обмеження енергії досліджувалося з 1940-х років на гризунах з огляду на його потенційну користь у профілактиці хронічних захворювань та антивікових властивостях. Це дослідження охоплює сучасні захворювання, включаючи діабет, серцево-судинні захворювання [1], нейродегенеративні розлади, цереброваскулярні захворювання [2] та рак [3].

Хронічне або серйозне обмеження калорій ініціює „реакцію голоду” в біологічній системі людини, що викликає цілий ряд негативних фізіологічних та біохімічних адаптацій - від неправильного харчування та порушення імунної функції до серцевої аритмії та кетоацидозу [4]. Зниження загального споживання калорій і швидкості метаболізму під час годування також спостерігаються в цих умовах [5].

Дослідження деяких бажаних метаболічних змін внаслідок періодичного обмеження енергії у дослідженнях на гризунах були виявлені. Сюди входять підвищена чутливість до інсуліну, зниження рівня глюкози в крові натще [6] та збільшення рівня ЛПВЩ у сироватці крові [7]. Зниження рівня IGF-1 [8], зниження окисного стресу [9] та запальних маркерів, таких як С-реактивні білки та гомо-цистеїн [10], підвищення рівня похідного мозку нейротропного фактора (BDNF) та абсолютно новий розвиток клітин мозку. у голодуючих мишей [11]. Ці пристосування до періодичного обмеження енергії мають потенційні переваги для неврологічних захворювань, таких як хвороба Альцгеймера [12].

Деякі докази починають з’являтися, підтверджуючи принаймні наслідки втрати ваги періодичним обмеженням енергії у людей, але на сьогоднішній день є обмежені випробування в контрольованих умовах. Використані протоколи сильно різняться за тривалістю та частотою часу голодування/годування та мірою/типом обмеження енергії, тобто чергування днів дня, 3-4 дні голодування, обмеження калорійності та різні конкретні обмеження макроелементів.

Голодування на альтернативні дні (ADF) було досліджено в рандомізованих контрольних дослідженнях (RCT) і показало, що це ефективний метод зниження ваги у пацієнтів із нормальною [13] і надмірною вагою [1]. АПД характеризується тим, що їжа у вільному режимі чергується з обмеженням калорій до 25% від розрахункової потреби в енергії (ЕЕР). Вони відомі як "годування" та "швидкий" день відповідно. За цих умов спостерігали зменшення маси жиру та рівня триацилгліцерину [1]. ADF також показав, що призводить до негативних наслідків, таких як збільшення запою та депресії [14]. Тому безпека цього типу протоколів повинна бути більш ретельно досліджена.

Дієта 5 і 2 є модифікованою версією АПД і вперше була представлена ​​в книзі “Швидка дієта”. Основою швидкої дієти є періодичне голодування через суттєве обмеження калорій протягом 2 послідовних днів на тиждень (500 ккал для жінок, 600 ккал для чоловіків), одночасно харчуючись за бажанням протягом решти 5 днів на тиждень. Дієта 5 і 2 не вивчалася в умовах РКД. Незвідані дані свідчать про полегшення дотримання пацієнтами протоколу з подібними перевагами, які спостерігаються при АПД. Сюди входять втрата ваги, зниження рівня глюкози в крові та зниження рівня холестерину в плазмі крові. У цій роботі представлені результати тематичного дослідження в контрольованих умовах щодо ефектів 5 та 2 протоколів.

Методи

Вивчати дизайн

Учасники

37-річний здоровий дорослий студент університету чоловічої статі погодився взяти участь у цьому дослідженні. Зріст 186 см, вага 91 кг.

Критерії включення/виключення

Критерії включення включають: чоловіка чи жінку у віці 18-50 років, не палить.

Критерії виключення включають: В даний час або дієту протягом останніх 12 місяців, в даний час бере участь у будь-якому режимі тренувань високого рівня, наприклад спортивні тренування, будь-які відомі медичні умови або ліки, які можуть негативно вплинути на результати.

Втручання

Втручання було п'ять тижнів швидкої (5: 2) дієти, що включала два дні, що не послідовно (понеділок і четвер), споживання енергії в ці дні 600 ккал. Дієта ad libitum дозволялася протягом решти п’яти днів на тиждень. Прийоми їжі як у піст, так і в дні годування реєструвались за допомогою зважених записів про їжу. Аналіз харчових даних проводився з метою визначення середніх макроелементів (вуглеводів, жирів, білків і клітковини) та мікроелементів (кальцій, магній, фосфор, йод, фолат і вітамін Е) та загального споживання енергії (версія Xyris Software Foodworks 7 Professional: 7.0 .3016). Учасника попросили не змінювати поточний рівень фізичної активності.

Заходи результату

Біохімічні оцінки проводились за 1 день до початку дослідження (досудове) та через 1 день після закінчення дослідження (післясудове). Всі заходи проводились натще, включаючи рівень глюкози в крові (реакція швидкості оксидази глюкози) загальний холестерин у плазмі (спектрофотометрія, коефіцієнт варіації (CV 3,0%), концентрації тригліцеридів (спектрофотометрія, CV 5,3%), ліпопротеїни високої щільності в плазмі крові (HDL, ультрацентрифугування та електрофорез, CV 6,0%), ліпопротеїди низької щільності (LDL, CV 4,4%, розраховані за рівнянням Фрідевальда) [15], інсуліноподібний фактор росту (IGF-1, визначений методом Abott Architect Meia, CV 5,6%) та інсулін (виміряно методом IDS-SYS, CV 1,8%) [16,17]. Біохімічні тести проводились у відділеннях біохімії та ендокринології державної лікарні.

Виміри складу тіла голови, ніг, рук і тулуба оцінювали за допомогою подвійної рентгенівської абсорбціометрії (DXA-Hologic QDR 2000) і включали: жирову масу, знежирену масу, худу масу, загальну масу тіла, вміст мінеральних речовин у кістках (BMC) ) та мінеральної щільності кісткової тканини (МЩКТ). Стат вимірювали у трьох примірниках за допомогою стадіометра (портативний стадіометр Seca 213).

Психологічні змінні настрою оцінювали в один і той же час доби у швидкі дні, використовуючи модифіковану анкету самооціненого профілю станів настрою (POMS) [18]. Стани настрою включали: якість сну, концентрацію уваги, продуктивність, настороженість, дратівливість, голод та втома.

Результати

Вживані продукти

Типовий прийом швидкого дня наведено в детальному аналізі Foodworks у Додатку 1. Типовий день необмеженого споживання (також відомий як “кормовий день”) наведено в детальному аналізі Foodworks у Додатку 2. Типи продуктів не сильно відрізнялись між швидкі дні. Подібні швидкі страви споживались у більшість днів на сніданок та вечерю. Зазвичай вони складалися з 4 яєчних білків та 2 скибочок цільного тосту на сніданок. Хоча вечеря зазвичай складалася приблизно з 200 г нежирної курячої грудки та 200 г (сирих) смажених овочів, таких як брокколі, морква, селера та/або стручковий перець. Дні годування були більш різноманітними та необмеженими. Приблизне споживання енергії становило близько 3500 ккал. На час дослідження алкоголь не вживався.

Калорії та поживні речовини

Загалом 10 кормових днів і десять пісних днів були записані як зважені харчові записи та проаналізовані в Foodworks. Результати представлені в таблицях. Забір енергії в кормові дні суттєво відрізнявся від загального середнього споживання в день корму (3469,1 ккал) за перший, другий і три тижні р = -2-1,25 г.см -2, хоча це залишалося в межах норми. Жир у центральній частині живота зменшився з 0,43 до 0,38 кг і залишався в категорії низького ризику. Швидкість обміну речовин у стані спокою зменшилась приблизно на 3,7% з 1-го тижня (2223 ккал/день) до 5-го тижня (2148 ккал/день). Це пов'язано зі зменшенням маси тіла (3,4%), оскільки RMR є функцією статі, віку, зросту та маси тіла.

Психологічні симптоми

Таблиця 4 показує психологічні дані, зібрані під час пісних днів. В Таблиця 4 нижчий бал вказує на гірший результат, тобто концентрація, продуктивність та настороженість зростали протягом усього дослідження. В Таблиця 5 нижчий бал вказує на кращий результат, тобто дратівливість, голод та втома зменшувались у міру проходження дослідження.

Дата Сон Якість Концентрація Продуктивність Пильність Дратівливість Голод Втомлюваність
15/4 1 1 1 2 2 5 4
18/4 1 1 1 2 3 5 4
22/4 1 1 1 3 2 5 3
25/4 1 1 1 3 3 5 4
29/4 1 3 3 3 4 4 3
2/5 3 2 2 3 4 4 3
5/5 1 3 3 4 3 4 3
8/5 3 3 3 3 3 3 4
12/5 1 3 3 4 3 4 3
15/5 3 3 3 4 2 3 3

Таблиця 4: Модифіковані показники POMS у швидкі дні.

Дата Якість сну Концентрація Продуктивність Пильність Роздратованість Голод Втомлюваність
16/4 3 3 3 4 1 4 3
19/4 3 4 3 4 2 3 3
23/4 3 3 4 3 1 3 2
26/4 4 3 3 4 3 3 3
30/4 4 4 4 3 2 3 2
3/5 3 3 3 3 2 4 2
6/5 4 4 4 4 2 2 2
9/5 4 3 3 3 2 2 2
13/5 4 4 4 4 1 3 3
16/5 3 4 4 3 1 2 2

Таблиця 5: Модифіковані показники POMS за дні подачі.

Обговорення

Результати цього 5-тижневого випробування дієти 5: 2 спричинили деякі позитивні та негативні зміни в біохімічних та фізіологічних заходах. Загальна маса тіла зменшилась на 3,7% за 5 тижнів, однак більшість із цих знижень становили м’язові тканини, що було пов’язано зі зниженням швидкості метаболізму у спокої. Також були помічені біохімічні зміни, які дали деякі несподівані результати зі збільшенням загального холестерину та ЛПНЩ та зменшенням тригліцеридів. Концентрація цукру в крові натще показала незначні зміни, і рівень інсуліну натще значно знизився.

Під час випробування споживання білків було недостатнім, і дефіцит мікроелементів спостерігався у кальцію, магнію, йоді та калії. Інші поживні речовини, такі як фолат та вітамін Е, також не завжди відповідали вимогам щодо ІРВ. Споживання заліза було значно вищим, ніж RDI. Це важливе спостереження, оскільки залізо було визначено як потенційний канцероген за допомогою окисних шляхів, пов'язаних із надлишком рівня сироватки [19,20]. Однак існує припущення, що адекватне харчове залізо може відігравати певну роль у профілактиці нейродегенеративних шляхів, пов’язаних із станами, такими як хвороба Альцгеймера [21]. Це один із основних пунктів обґрунтування ADF та подібних протоколів, таких як 5 та 2.

Зміни біохімічних маркерів складають значну частину обґрунтування голодування [6,10]. П'ять тижнів - це, мабуть, занадто короткий період, щоб викликати будь-які суттєві зміни в показниках рівня глюкози в крові, особливо коли показники знаходяться в межах норми до початку дослідження. Зміни інсуліну натще були значними з наслідками для чутливості до інсуліну у осіб з інсулінорезистентністю, а також значними наслідками для лікування та лікування діабету.

Така втрата м’язової тканини може бути пов’язана з низкою проблем. Найбільш вірогідним сценарієм буде недостатнє споживання білка у швидкі дні, що дорівнює 0,68 г/кг маси тіла, що не відповідає ІРН (0,8 г/кг). По-друге, існує потенційна причина втрати нежирної тканини протягом перших двох тижнів дослідження. У цей період рівень фізичної активності значно знизився [22]. Оскільки втрата ваги не була значно більшою за перші два тижні, ефект від цього, ймовірно, був мінімальним. Випробування RCT на ADF дали результати втрати ваги від 2,5 кг протягом 3-тижневого дослідження до 5,7 кг протягом 10-тижневого періоду [23]. Анекдотично спостерігалося зниження ваги до 9 кг протягом 10 [24] тижнів. Такі результати вказують на можливість застосування цього методу в групах із ожирінням або надмірною вагою з низьким або нормальним рівнем м’язової тканини та вищим за нормальний діапазон жирової маси.

Втрати вмісту мінеральних речовин у кістках, хоча і незначні, швидше за все, будуть наслідком недостатнього споживання та відображають труднощі із задоволенням потреб у кальції. Найбільш вірогідним сценарієм було недостатнє споживання кальцію у швидкі дні та нижчий рівень фізичної активності протягом 1 та 2 тижнів. Однак, оскільки режим фізичних вправ суб'єктів не включає сильну ударну роботу, яка, як відомо, є найбільшим стимулом для формування нових кісток [25 ] ступінь цього впливу буде мінімальною. Цей результат показує, чому для кількох груп ризику, які потребують споживання кальцію вище норми, таких як вагітні жінки, діти та літні люди, не рекомендується дотримуватися таких методів. Оскільки було показано, що жінки зменшують кісткову масу значно більше, ніж чоловіки під час схуднення [26], було б корисно порівняти гендерні групи в майбутніх дослідженнях.

Зміни значень ЛПНЩ та холестерину в плазмі викликають занепокоєння, оскільки обидва підвищення були достатньо значними, щоб загальні значення вийшли за межі контрольного діапазону нормальних значень. Середнє щоденне споживання холестерину було низьким 145 мг/1000 ккал, що свідчить про те, що навряд чи до цього можна віднести підвищений рівень холестерину в сироватці крові. Середнє споживання насичених жирів у день харчування було низьким (2,2 г). Однак вони становили більшу, ніж рекомендовану частку загального споживання жиру (25%). Прийом насичених жирів (39,2 г) на день годування представляв ще більшу частку від загального споживання (38%). Це могло сприяти підвищенню рівня холестерину в сироватці крові, оскільки, як було доведено, споживання дієти насиченим жиром збільшує рівень холестерину в сироватці крові [27].

Час післязбірного збору крові на холестерин також міг вплинути на результати. Міра була вжита відразу після швидкого дня, що означало, що всього близько 36 ккал було витрачено приблизно за 36 годин [28]. Показано, що у випадках тривалого голодування у нормальних дорослих людей рівень холестерину в плазмі підвищується протягом перших 3 днів [29,30]. Зазвичай це підвищення становить приблизно 20%, але концентрація вільних жирних кислот може зрости в 2-3 рази у порівнянні з початковими значеннями. Це вважається функцією гормональних реакцій на голодування, таких як підвищення рівня глюкагону та гормону росту з одночасним падінням циркулюючого інсуліну, як видно з результатів інсуліну тут. Ці ефекти призводять до посиленої мобілізації накопиченого холестерину в жировій тканині з одночасним зменшенням виведення лабільного холестерину, створюючи більш високі значення циркулюючої плазми [31].

Зниження рівня IGF-1 у плазмі крові було більшим, ніж очікувалося, враховуючи короткі часові рамки, але залишалося в межах норми. Це узгоджується зі змінами, виявленими в попередніх тематичних дослідженнях (зменшення на 50%), коли враховується різниця у часових рамках.

Неадекватний прийом мікроелементів може бути компенсований у нормальній популяції за рахунок збільшення споживання в кормові дні, однак ці результати підкреслюють необхідність застосування дієтичних просвітницьких стратегій для всіх, хто бажає дотримуватися дієти 5: 2. Серйозне занепокоєння викликають групи населення з підвищеними харчовими потребами в деяких поживних речовинах, таких як кальцій та фолат.

Якість сну була низькою протягом більшості досліджень, і це було тісно пов'язано з відчуттями голоду. Продуктивність та концентрація спочатку були дуже низькими, але покращились під час дослідження. Дратівливість була вищою протягом усього дослідження у швидкі дні, ніж дні годування. Більша пильність у швидкі дні із загальним поліпшенням настрою та почуття благополуччя спостерігалися анекдотично, незважаючи на відчуття голоду у дні швидких днів. Mattson et al. порівнювати це відчуття з ефектами антидепресантів та спостерігати, що під час випробувань на гризунах ефекти голодування більші, ніж ефекти антидепресантів на настрій [32].

На закінчення це дослідження показало зменшення маси тіла на 3,38 кг або 3,7% за період 5 тижнів. Більша частина цього зменшення маси була пов’язана з втратою нежирної тканини 3,35 кг або 4,5%. Також спостерігалася невелика втрата кісткової тканини (-0,0528 кг). Біохімічні результати показали значне зниження рівня інсуліну натще (-18 пмоль/л або -56%) та рівня IGF-1 (-6,4 нмоль/л або -25%), хоча змін рівня глюкози в крові натще не спостерігалося. Усі рівні холестерину в плазмі крові, ЛПВЩ та ЛПНЩ були підвищені від попереднього до наступного (0,9 ммоль/л, 0,07 ммоль/л та 1,1 ммоль/л відповідно). Зниження рівня тригліцеридів у плазмі крові (0,7 ммоль/л).

Це дослідження наголошує на необхідності більш ретельних досліджень наслідків періодичного голодування у людей, щоб визначити ефективність, перш ніж популяція може отримати надійні рекомендації щодо безпечного здійснення таких заходів. Зокрема, повинні бути проведені як короткотермінові рандомізовані контрольні випробування, так і поздовжні дослідження, що вивчають не тільки ефективність, а й безпеку періодичного голодування та дієти 5: 2. Ці дослідження повинні включати контрольні групи, які споживають евкалорійну дієту. Такі дослідження повинні бути зосереджені на оцінці потенційних дефіцитів мікроелементів втручання, а також змін складу тіла з ретельною увагою до складу та відсотків типів втрачених тканин. Зокрема, ці випробування потрібно проводити в групах людей із ожирінням та здоровою вагою, включаючи порівняння статі чоловіків та жінок.

Подяки

Науковий керівник - заслужений професор Артур Стюарт Трусвелл