Голодування в інший день у неблагополучних суб’єктів: вплив на масу тіла, склад тіла та енергетичний обмін

Леоні К. Хайльбронн, Стівен Р. Сміт, Корбі К. Мартін, Стівен Д. Антон, Ерік Равуссін, Голодування на другий день у небідних суб'єктів: вплив на масу тіла, склад тіла та енергетичний обмін, Американський журнал клінічного харчування, том 81, випуск 1, січень 2005 р., Сторінки 69–73, https://doi.org/10.1093/ajcn/81.1.69

АНОТАЦІЯ

Передумови: Тривале обмеження дієти збільшує тривалість життя гризунів. Деякі дані свідчать про те, що голодування в інший день може також продовжити тривалість життя.

Завдання: Нашою метою було визначити, чи є голодування в альтернативний день можливим методом обмеження дієти у людей, які не страждають від глухого життя, і чи покращує воно відомі біомаркери довголіття.

Дизайн: Суб'єкти, які не страждають від глухого нерва (8 чоловіків і 8 жінок), постили через день протягом 22 днів. Масу тіла, склад тіла, швидкість метаболізму в спокої (RMR), коефіцієнт дихання (RQ), температуру, сироваткову глюкозу натще, інсулін, вільні жирні кислоти та грелін оцінювали на початковому етапі та через 21 добу (12 годин швидко) та 22 дні (36-годинний піст) посту в інший день. Візуальні аналогові шкали використовували для оцінки голоду щотижня.

Результати: Випробовувані втратили 2,5 ± 0,5% від початкової маси тіла (P

ВСТУП

Тривале обмеження дієти (DR) - єдиний перевірений метод збільшення тривалості життя у гризунів, мух, дріжджів та глистів (1). Механізм або механізми, за допомогою яких АД збільшує тривалість життя, незрозумілі, але ефекти ДР включають зниження швидкості метаболізму, зменшення окислювальних ушкоджень, зміну нейроендокринної сигналізації та покращення чутливості до інсуліну (2). В даний час вивчається вплив тривалого ДР на тривалість життя у приматів, що не є людьми (3–5). Незважаючи на те, що остаточні результати залишаються роками, вже спостерігалось багато поліпшень біомаркерів довголіття, включаючи знижену температуру серцевини, швидкість метаболізму в спокої (RMR), дегідроепіандростерону сульфат, глюкозу та інсулін. Тривалий ДР також змінює експресію багатьох генів скелетних м’язів, мозку та печінки, включаючи гени, що кодують білки теплового шоку та роз’єднують білки та гени, що беруть участь в окислювальному ураженні (6–8). Недавні результати мікрочипів у печінці миші вказують на те, що існує значне перекриття генів, які регулюються вгору короткочасним голодуванням та тривалим DR (9).

Отже, голодування в інший день може бути альтернативою тривалому ДР як методу збільшення максимальної тривалості життя. Гудрік та співавт. (10) виявили, що голодування в альтернативні дні збільшувало медіану та максимальну тривалість життя у мишей C57Bl/6, коли її вводили у віці 1,5 та 6 місяців, та збільшувало максимальну, але не медіанну тривалість життя у мишей A/J. Нещодавно Ансон та співавт. (11) зауважили, що миші, яких годували через день, споживали ту саму загальну енергію, що й тварини, що годувались на волю, і мали однакову масу тіла, але мали знижену концентрацію глюкози та інсуліну та підвищену стійкість до ендотоксичного стресу (11).

ПРЕДМЕТИ І МЕТОДИ

Предмети

Здоровий, неблагополучний [індекс маси тіла (у кг/м 2) діапазон: 20,0–30,0] набрано чоловіків (n = 8) та жінок (n = 8) у віці від 23 до 53 років ( Таблиця 1). Випробовувані мали різний рівень фізичної активності: 7 були сидячими, 3 були помірно активними (фізичні вправи 1–2 рази на тиждень) та 6 досить активними (фізичні вправи 4–5 разів на тиждень). Спортсмени-конкуренти та особи, які страждають на діабет 2 типу, були виключені. Організаційна комісія з огляду Пеннінгтонського центру біомедичних досліджень схвалила дослідження, і випробовувані дали письмову інформовану згоду.

Базові характеристики учасників за статтю 1

Чоловіки (n = 8)	Жінки (n = 8)
Вік (y)	34 ± 3	30 ± 1
Вага (кг)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
ІМТ (кг/м 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Маса жиру (%)	22 ± 2	25 ± 1
Холестерин (ммоль/л)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
ЛПВЩ (ммоль/л)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Триацилгліцерини (ммоль/л)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Систолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	116 ± 2	104 ± 3 2
Діастолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	75 ± 3	68 ± 2

Чоловіки (n = 8)	Жінки (n = 8)
Вік (y)	34 ± 3	30 ± 1
Вага (кг)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
ІМТ (кг/м 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Маса жиру (%)	22 ± 2	25 ± 1
Холестерин (ммоль/л)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
ЛПВЩ (ммоль/л)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Триацилгліцерини (ммоль/л)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Систолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	116 ± 2	104 ± 3 2
Діастолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	75 ± 3	68 ± 2

Усі значення x̄ ± SEM.

Значно відрізняється від чоловіків, П

Базові характеристики учасників за статтю 1

Чоловіки (n = 8)	Жінки (n = 8)
Вік (y)	34 ± 3	30 ± 1
Вага (кг)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
ІМТ (кг/м 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Маса жиру (%)	22 ± 2	25 ± 1
Холестерин (ммоль/л)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
ЛПВЩ (ммоль/л)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Триацилгліцерини (ммоль/л)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Систолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	116 ± 2	104 ± 3 2
Діастолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	75 ± 3	68 ± 2

Чоловіки (n = 8)	Жінки (n = 8)
Вік (y)	34 ± 3	30 ± 1
Вага (кг)	80,6 ± 4,4	59,7 ± 1,7 2
ІМТ (кг/м 2)	25,2 ± 1,1	22,6 ± 0,6
Маса жиру (%)	22 ± 2	25 ± 1
Холестерин (ммоль/л)	4,9 ± 0,4	4,7 ± 0,2
ЛПВЩ (ммоль/л)	1,0 ± 0,1	1,8 ± 0,1 2
Триацилгліцерини (ммоль/л)	2,5 ± 0,6	1,1 ± 0,1 2
Систолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	116 ± 2	104 ± 3 2
Діастолічний артеріальний тиск (мм рт. Ст.)	75 ± 3	68 ± 2

Усі значення x̄ ± SEM.

Значно відрізняється від чоловіків, П

Вивчати дизайн

Після завершення базового тестування випробовувані постили з півночі до наступної опівночі поперемінними днями протягом 22 днів. Кожного дня посту випробовуваним дозволялося вживати енергетичні напої, чай, каву та жуйку без цукру, і їм було наказано підтримувати споживання води на високому рівні. У кожен бенкетний день випробовуваним було наказано їсти все, що вони побажали, і їм повідомляли, що для підтримання їх звичайної маси тіла потрібно буде подвоїти звичайне споживання їжі. Випробовувані отримували відкалібровані цифрові ваги (Таніта, Арлінгтон Хайтс, Іллінойс), щоб реєструвати вагу тіла вранці натще, сечові палички для тесту на наявність кетонів та щоденник дієти для запису всього, що було спожито в день голодування. 20-го дня випробовувані повинні були голодувати з 1900 року, щоб закінчити 12-годинний нічний піст до початку тестування наступного ранку о 0700. Вони не перервали цей пост лише після відвідування клініки 22-го дня.

Біохімічні аналіти

Глюкозу аналізували за допомогою електрода з глюкозооксидазою (Syncron CX7; Beckman, Brea, CA). Вільні жирні кислоти вимірювали на Synchron CX5 за допомогою реагентів Wako (Richmond, VA). β-гідроксибутират вимірювали на Synchron CX5 за допомогою реагентів фірми Sigma (St Louis). Інсулін вимірювали за допомогою імунологічного аналізу на DPC 2000 (Diagnostic Product Corporation, Лос-Анджелес). Грелін вимірювали за допомогою набору для радіоімунологічного аналізу від Linco (St Charles, MO).

Статистичний аналіз

Дані виражаються як середні значення ± SEM. Для аналізу даних використовували SAS 8.2 (SAS Institute Inc, Cary, NC) та SPSS 11.0.1 (SPSS Inc, Чикаго). Вихідні показники (дні -2 та -1) були усереднені. Статистичні дані проводили за допомогою дисперсійного аналізу одно- та двофакторного повторного вимірювання. Повторний аналіз проводили за допомогою тестів Тукі, де це було необхідно. ЯМР аналізували, використовуючи лінійну регресію для регулювання маси жиру та нежирної маси. Кореляції проводили з коефіцієнтом кореляції Пірсона. Значущість було встановлено в таблиці P 1. На підставі їх самостійно записаних щоденників дієти та журналів ваги ( Фігура 1), випробувані дотримувались протоколу. Кетони в сечі не були корисними як міра відповідності, оскільки вони не були послідовно виявлені у всіх суб’єктів (дані не наведені). На основі щоденної регресії маси тіла обстежувані втрачали 2,5 ± 0,5% від початкової маси тіла. Ця втрата ваги, про яку самостійно повідомляли, була підтверджена вагами, виміряними в клініці на початковому етапі та в дні 21 та 22 (P Рисунок 1).

Верхня панель: середня (± SEM) процентна зміна щоденної самозафіксованої маси тіла (n = 16). Вагу тіла вимірювали до переривання нічного голодування (непарні дні) або після 24–36-годинного голодування (парні дні). Нижня панель: середня (± SEM) жирова маса (FM) та безжирова маса (FFM) за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії, виміряної після 12-годинних голодувань на вихідному рівні (день -2) та 21 день. * Значно різняться від вихідного рівня, P Таблиця 2). Коефіцієнт дихання (RQ) також не суттєво відрізнявся від вихідного рівня на 21 день; однак RQ був нижчим на 22 день (P Таблиця 2). Більш конкретно, окислення жиру збільшилося з 64 г/24 год на початковому рівні до 101 г/24 год, а окислення вуглеводів зменшилось із 175 до 81 г/24 год. Зміна RQ від вихідного рівня до 21-го дня була пов’язана із втратою ваги (r = −0,76, P ТАБЛИЦЯ 2

Швидкість метаболізму в спокої (RMR), коефіцієнт дихання (RQ) та окиснення жиру та вуглеводів, виміряні на початковому рівні та після дня годування (день 21) та дня голодування (день 22) 1

Базова лінія	День 21	День 22
ЯМР (кДж/д)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Окислення жиру (г/24 год) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Окислення вуглеводів (г/24 год) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Базова лінія	День 21	День 22
ЯМР (кДж/д)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Окислення жиру (г/24 год) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Окислення вуглеводів (г/24 год) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Усі значення x̄ ± SEM. Для аналізу усереднено два дні поспіль на вихідному рівні.

Значно відрізняється від базового рівня, P

Розраховано, припускаючи, що окислення білка складало 15% від ЯМР.

Базова лінія	День 21	День 22
ЯМР (кДж/д)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Окислення жиру (г/24 год) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Окислення вуглеводів (г/24 год) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Базова лінія	День 21	День 22
ЯМР (кДж/д)	6675 ± 283	6292 ± 268	6329 ± 260
RQ	0,85 ± 0,01	0,86 ± 0,02	0,79 ± 0,01 2
Окислення жиру (г/24 год) 3	64 ± 8	54 ± 10	101 ± 9 2
Окислення вуглеводів (г/24 год) 3	175 ± 17	184 ± 24	81 ± 16 2

Усі значення x̄ ± SEM. Для аналізу усереднено два дні поспіль на вихідному рівні.

Значно відрізняється від базового рівня, P

Розраховано, припускаючи, що окислення білка складало 15% від ЯМР.

Грелін - це пептид, що виділяється в кишечнику, який знижується під час годування і бере участь у регулюванні поведінки годування та енергетичного балансу. У людей, що страждають ожирінням, концентрація греліну натще нижча, ніж у худих (20), але у них порушується пригнічення плазмового греліну у відповідь на прийом їжі (21). Більше того, вміст греліну збільшується після схуднення у осіб, що страждають ожирінням (22, 23), що, можливо, зумовлює поширене явище відновлення ваги після схуднення. У цьому дослідженні жінки мали значно вищі концентрації греліну, ніж чоловіки. Про це повідомлялося раніше (24), але це не спостерігається постійно (25) і може бути пов’язане із центральним ожирінням. На відміну від значного збільшення голоду, про який повідомлялося, грелін у плазмі не змінювався як у чоловіків, так і у жінок навіть після 36 годин голодування. Дослідження на гризунах показали, що 24-годинне голодування збільшує вміст греліну в плазмі (26). Однак голодування протягом 72 год не змінило вміст греліну в плазмі у худих чоловіків (24). Результати цих досліджень натщесерце на людях ставлять під сумнів роль греліну у голоді та підкреслюють необхідність подальших досліджень у цій галузі.

ЯМР суттєво не змінився після 3 тижнів голодування в інший день. Про наслідки 36-годинного голодування на RMR раніше не повідомлялося. Хортон та Хілл (29) не спостерігали різниці в швидкості метаболізму (вимірюваної протягом 12 год у метаболічній камері після змішаного прийому їжі) між нічними та 3-денними голодуваннями. Ми спостерігали, що суб'єкти окислювали більше жиру на 22 день, про що свідчить зменшення RQ з 0,85 до 0,79. Однак RQ не змінився на 21 день. Це свідчить про те, що не спостерігалося стійкого збільшення окислення жиру в дні годування. Потрібно проявляти обережність при інтерпретації цього результату, оскільки випробовувані не вживали стандартизованих дієт, а RQ сильно залежить від споживання жиру та енергетичного балансу. Однак більш вірогідно, що ми недооцінили окислення жиру, тому що обстежувані виходили з позитивного енергетичного балансу і тому, що загальне окислення жиру збільшувалось в середньому на ≥15 г/добу. Крім того, оскільки втрата ваги позитивно корелює із підвищеним окисленням жиру, результати свідчать про те, що особи з більшою здатністю окислювати жир втрачали більше ваги. З іншого боку, можна стверджувати, що суб’єкти, які мали більший дефіцит калорій, мали підвищене окислення жиру.

На закінчення можна сказати, що голодування в черговий день можливе у неналежних суб'єктів протягом коротких періодів часу, хоча на відміну від гризунів, суб'єкти не змогли підтримувати свою масу тіла. Крім того, окислення жиру було збільшено, що призвело до втрати маси жиру. Голод у дні голодування не звикав протягом дослідження, що, можливо, вказує на ймовірність того, що суб'єкти продовжуватимуть цю дієту протягом тривалого періоду часу. Невизначено, чи сприятиме голодування, що чергується в день, для схуднення.

Ми вдячні співробітникам клінічних досліджень за допомогу у проведенні цього дослідження та Юлії Волауфовій за допомогу у проведенні статистичного аналізу.

LKH, SRS та ER брали участь у розробці протоколу дослідження та експериментальної конструкції. CKM та SA проводили та аналізували опитування VAS та психологічні. LKH написав проект рукопису із внесками від ER, SRS та CKM. Жоден з авторів не мав фінансових інтересів в організаціях, що фінансують це дослідження.