Protein im Kontext von Gewichtsmanagement bei Gesundheit und Diabetes

Transkript

1 Protein im Kontext von Gewichtsmanagement bei Gesundheit und Diabetes Jahrestagung der Beratungssektion SDG. Olten, Dr. Paolo Colombani Consulting Colombani GmbH Conflict of interest Consulting in der Lebensmittelindustrie bei diversen Firmen, die unter anderem Proteinpräparate oder andere Sportnahrung herstellen. Consulting bei Swissmilk & Proviande, u.a. über Protein in der Ernährung. Consulting Colombani GmbH 2

2 Energiebilanz = Energiezufuhr Energieverbrauch Ganz einfach und dennoch Consulting Colombani GmbH 3 Erwachsene: weltweite BMI Verteilung (Stand Juni 2018) 4 % 50 % 33 % 13 % 5 % 57 % 23 % 15 % 46 % 38 % WHO Global Database on BMI. Zugriff: Consulting Colombani GmbH 4

3 Erwachsene: BMI Verteilung Schweiz (menuch ) 1 % 44 % 42 % 14 % 4 % 65 % 20 % 12 % 56 % 31 % Bochud M, Chatelan A, Blanco JM, Beer-Borst S. Anthropometric characteristics and indicators of eating and physical activity behaviors in the Swiss adult population. Results from menuch (accessed 1 Jun 2018). Consulting Colombani GmbH 5 Males Adults Females Adults Children & adolescents Children & adolescents NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC). Lancet 2017; 390: Consulting Colombani GmbH 6

4 Zwei wichtigste Faktoren 1. Früher Erfolg beim Gewichtsverlust 2. Geringerer Body Mass Index beim Loslegen Burgess et al. Clin.Obes. 2017; 7: Consulting Colombani GmbH Seite 7 «Aber langsam abnehmen, sonst Muskelabbau und Jo-Jo-Effekt!» Does weight cycling promote obesity and metabolic risk factors? Mackie et al. Obes.Res.Clin.Pract. 11: , 2017 there is little detrimental effect of weight cycling on current and future obesity and metabolic risk, and therefore weight loss efforts in individuals with overweight/obesity should continue to be encouraged. Weight Cycling. Atkinson et al JAMA 272: , 1994 not support an adverse effect of weight cycling on metabolism. Obese individuals should not allow concerns about hazards of weight cycling to [stop trying] to control their body weight. Consulting Colombani GmbH 8

5 Gewichtsverlust bei verschiedenen Massnahmen (ohne bariatr. Chirurgie) Meta-Analyse 80 klinische Studien zu Gewichtsreduktion (+1 Jahr): Versuchspersonen 2 0 Gewicht in Kilogramm d 1000 kcal/d Fallbeispiel Massnahme Nur Ratschläge Nur physische Aktivität Nur Diäten Mahlzeitenersatz (2 oder mehr pro Tag) Diät plus physische Aktivität Very low calorie diets ( 800 kcal/d) 6 Monate 12 Monate 24 Monate 36 Monate 48 Monate Ergänzt nach Franz et al J.Am.Diet.Assoc. 2007; 107: Consulting Colombani GmbH 9 Gewichtsverlust ist Summe aus Verlust von Fettmasse + fettfreie Masse Consulting Colombani GmbH Seite 10

6 Achtung Fehlinterpretationen Fettfreie Masse Muskel Consulting Colombani GmbH 11 Organ weight changes associated with body mass index determined from a medical autopsy population Statistically significant increases in organ weights with body mass index (n=300) Mandal et al. Am J Forensic Med Pathol 2012; 33: Übergewichtige Diabetiker (Look AHEAD Studie) Nach 12 / 24 Monaten Gewicht Muskel Leber Diet & exercise intervention: -6.6 / -5.2 kg / kg / kg Diabetes Beratung: -0.4 / -1.0 kg / kg / kg = 7 bzw. 6 % Verlust ca. 85 % intrahepatische Lipide? Gallagher et al. Am.J.Clin.Nutr. 2017; 105: Reviews Lebervolumen nach Wochen VLCD Holderbaum et al. Surg. Obes. Rel. Dis. 2018; 14:237 44; van Wissen et al. Obes. Surg. 2016; 26: = 5 bis 20 % Verlust = 2 bis 3 % Verlust pro Woche Übergewichtige, 12 Wochen LCD, kein Training Gewicht Fett fettfreie Masse Muskel Rest (Organe, GI-Trakt, Haut) -9.5 kg -8.0 kg -1.5 kg -0.9 kg -0.6 kg Bosy-Westphal et al. Am.J.Clin.Nutr. 2009; 90: Consulting Colombani GmbH 12

7 Proteinumsatz pro Tag Anteil Total Proteinumsatz ( g/d) SKELETT-MUSKELPROTEIN ca. 1.2 % Kompletter Umsatz in ca. 2.7 Monaten bei Proteinzufuhr N-Gleichgewicht Atherton P.J., Smith K. J.Physiol. 2012; 590: g % Proteinsynthese bei suboptimaler Proteinzufuhr ca. 40 % tiefer als im N-Gleichgewicht McNurlan MA, Garlick PJ. Diabetes Metab. Rev. 1989; 5: DARMPROTEIN ca. 50 % Kompletter Umsatz in ca. 2 Tagen bei Proteinzufuhr N-Gleichgewicht & Fasten HAUTKOLLAGEN 25 %? Bouteloup-Demange et al. Am.J.Physiol. 1998; 274:E Keine Humandaten gefunden g 10 % Nakshabendi et al. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab. 1999; 277:E1028-E1031 Waterlow JC. Exp.Physiol. 1984; 69: mg collagen/cm 2 = 530 g/1.9 m 2 25 % = 130 g/d % Lovell et al. Br J Dermatol 1987; 117: LEBERPROTEIN ca. 25 % Song et al. Int J Biol Sci 2012; 8: Metab 1997; 23: g x 14 % = 250 g Protein 25 % = 63 g/d % Consulting Colombani GmbH 13 Gewichtsverlust ist Summe aus Verlust von Fettmasse + fettfreie Masse (=Muskelmasse + Masse anderer Organe) 0-65 %? %? Consulting Colombani GmbH Seite 14

8 Gewichtsverlust: Grundüberlegung, starke E-Restriktion & Bewegung Startphase (2-3 oder 4 Tage?) *Abbau Muskelglykogen 400 g (?) *Abbau Leberglykogen 100 g (?) Glykogen assoziiertes Wasser 1500 g (?) **Abbau Körperfett siehe später ***Abbau Muskelmasse siehe später Reduktion Darminhalt????????? ****Abbau andere Organe????????? Nach-Startphase (4+ Tage?) *Abbau Muskelglykogen 0 g *Abbau Leberglykogen 0 g Glykogen assoziiertes Wasser 0 g **Abbau Körperfett siehe später ***Abbau Muskelmasse siehe später Reduktion Darminhalt????????? ****Abbau andere Organe????????? * Je nach Startgehalt, körperlicher Aktivität, KH in Diät und E-Defizit : nach 1 bis xx Tagen ** Hängt stark von Glykogenspeicher, körperlicher Aktivität, KH-Zufuhr und E-Defizit während E-Restriktion ab *** Hängt stark von Proteinzufuhr während E-Restriktion ab **** Hängt stark vom Salzgehalt, E-Defizit, Proteinzufuhr und körperlicher Aktivität während E-Restriktion ab Consulting Colombani GmbH 15 Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d) Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d Energetische Betrachtung E-Verbrauch (PAL 1.5) MJ/d 11.9 E-Zufuhr MJ/d 3.9 Defizit MJ/d 8.0 EFSA Panel on Dietetic Products. Scientific Opinion on DR for energy. EFSA J. 2013; 11:305. Bei starkem E-Defizit, tiefer KH-Zufuhr & 1 h MTB: komplette Oxidation exogen zugeführter KH & Fette & Protein E-Defizit wird komplett aus endogenen Reserven gedeckt Consulting Colombani GmbH 16

9 Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d) Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d Klassische Voraussage Gewichts-, Muskel- & Fettmassenverlust nach 3 Tagen Startphase (3 d) Glykogenabbau g 500 Assoziiertes Wasser g 1500 Differenz Darminhalt g? Total g 2000 *Masse im Darm Mann 650 g, Entleerung pro Tag um %, also g nach 3 d Gewichtsverlust wegen Glykogenabbau & potenzieller Stuhldifferenz: EGAL! Sobald wieder Wechsel auf «übliche» Ernährung: Glykogenaufbau & übliche Stuhlmasse Daher: Bei Gewichtsverlust ein Gewicht anstreben, das rund 1-2 kg tiefer liegt als Zielgewicht * Valentin J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection: reference values: ICRP Publication 89. Annals of the ICRP. 2002; 32:1 277; Cummings et al Gastroenterology 1992; 103: Consulting Colombani GmbH 17 Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d) Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d Klassische Voraussage Gewichts-, Muskel- & Fettmassenverlust nach 3 Tagen Startphase (3 d) Glykogenabbau g 500 Assoziiertes Wasser g 1500 Differenz Darminhalt g? Total g 2000 Endogener Fettabbau g/d 110 g 331 Endogener Muskelabbau g/d 213 g 638 Total Gewichtsverlust 3 d g 2969 *Masse im Darm Mann 650 g, Entleerung pro Tag um %, also g nach 3 d E-Defizit: 7.9 MJ/d davon E aus 500 g Glykogenabbau 500 g x 17 kj/g : 3 d = 2.8 MJ/d 80 % von 5.1 MJ aus endogenem Fett 5.1 MJx0.=4.1 MJ :0.037= 110 g/d 20 % von 5.1 MJ aus endogenem Protein 5.1 MJx0.2=1.0 MJ; 480 kj/100 g/d Annahme Muskel: 22 g Protein & 480 kj/100 g * Valentin J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection: reference values: ICRP Publication 89. Annals of the ICRP. 2002; 32:1 277; Cummings et al Gastroenterology 1992; 103: Consulting Colombani GmbH 18

10 Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d) Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d Klassische Voraussage Gewichts-, Muskel- & Fettmassenverlust 98 nach 3 Tagen Startphase (3 d) Glykogenabbau g 500 Assoziiertes Wasser g 1500 Differenz Darminhalt g? Total g Tage 15 Tage Effektiver Gewichtsverlust Endogener Fettabbau g/d 110 g 331 Endogener Muskelabbau g/d 213 g g/d 470 g/d Total Gewichtsverlust 3 d g Consulting Colombani GmbH 19 Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d) Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d Waage nach 15 Tagen Gewicht kg Körperfett? Fettfreies Gewicht? Muskeln? Andere Organe? DEXA nach 15 Tagen Gewicht Körperfett Fettfreies Gewicht kg -2.6 kg -5.6 kg davon Glykogen 0.5 kg assoziiertes Wasser 1.5 kg ergibt Rest 3.6 kg 50 %(?) Muskelgewebe 1.8 kg 50 %(?) andere Organe 1.8 kg GEWICHT -545 g/d -3.8 kg/woche Muskelgewebe -120 g/d (?) kg/woche (?) Consulting Colombani GmbH 20

11 Wie relevant Verlust von 120 g Muskelmasse pro Tag? «Muskelabbau verringert Grundumsatz und daher beim Abnehmen zu vermeiden» Muskelmasse Anteil an Grundumsatz 16 % Muskelmasse bei 90 kg (40 % Körpermasse) g Muskelmasse Verlust pro kg Gewichtsverlust 120 g bei 545 g 220 g Absolute Reduktion an Grundumsatz pro kg Gewichtsverlust 220 g / g = 0.61 % ; x16 % = 0.1 % Pro 10 kg Gewichtsverlust Reduktion des Grundumsatzes von 1.0 % Anteil Grundumsatz an Gesamt-E-Umsatz bei bescheidener körperlicher Aktivität 60 % Muller MJ et al. Obes.Rev. 2002; 3: Valentin J. Basic anatomical and physiological data for use in radiological protection: reference values: ICRP Publication 89. Annals of the ICRP. 2002; 32: Levine JA.. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab. 2004; 286:E675-E685. Pro 10 kg Gewichtsverlust Reduktion Gesamt-E-Umsatz von 0.6 % Consulting Colombani GmbH 21 Wie relevant Verlust von 120 g Muskelmasse pro Tag? Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d Kalk. E-Verbrauch 11.9 MJ/d (PAL 1.5) Pro 10 kg Gewichtsverlust Reduktion Gesamt-E-Umsatz von 0.08 MJ/d 0.08 MJ/d entsprechen 1.5 min Jogging bei 10 km/h Allfällige (sehr) kleine Reduktion Gesamt-E-Umsatz sehr leicht durch etwas mehr Bewegung abzufangen Kein Argument gegen «schnellem» Gewichtsverlust Consulting Colombani GmbH 22

12 Alternative: Höhere Proteinzufuhr bei Energierestriktion? Im Sport (inkl. Training) Empfehlung: 1.6 bis 2.4 g Protein pro kg Körpermasse Timing der Proteinzufuhr wie auch Proteinqualität (u.a. Leucingehalt) beeinflussen Effekt Hector, Phillips. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab. 2018; 28: Consulting Colombani GmbH 23 Alternative: Höhere Proteinzufuhr bei Energierestriktion? Im Sport (inkl. Training) Empfehlung: 1.6 bis 2.4 g Protein pro kg Körpermasse Timing der Proteinzufuhr wie auch Proteinqualität (u.a. Leucingehalt) beeinflussen Effekt Je stärker der Energiedefizit, umso mehr Protein nötig für LBM-Erhalt Hector, Phillips. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab. 2018; 28: Consulting Colombani GmbH 24

13 Alternative: Höhere Proteinzufuhr bei Energierestriktion? Meta-Analyse «High» vs. «Low» Protein diets with T2D (18 Studien, n=1100) Ergebnis: kein Unterschied in Gewichtsverlust (Fett- vs. Muskelmasse nicht untersucht ) Problem: High und Low Protein nicht definiert, keine Angabe zur Proteinmenge pro Körpergewicht Meta-Analyse «High» vs. «Low» Protein >50 years (20 Studien) Ergebnis: bei 1.0 g/kg/d bessere Retention von LBM bei gleichzeitigem Verlust an Gewicht/Fettmasse Zhao et al. Medicine 2018; 97:e Kim et al. Nutr.Rev. 2016; 74: Consulting Colombani GmbH 25 Diet-induced weight loss reduces muscle mass without adversely affecting muscle strength Weight loss improves global physical function, most likely because of reduced fat mass High protein intake helps preserve lean body and muscle mass during weight loss but does not improve muscle strength and could have adverse effects on metabolic function Both endurance- and resistance-type exercise help preserve muscle mass during weight loss, and resistance-type exercise also improves muscle strength Cava et al. Adv.Nutr. 2017; 8: Consulting Colombani GmbH 26

14 Take home message Reiner Gewichtsverlust auf Waage ist grosser Motivator für viele Effektiver Verlust an Muskelmasse bei hypoenergetischer Ernährung vermutlich viel geringer als geglaubt Relevanz von Verlust an Muskelmasse bezüglich GU vermutlich stark überschätzt Jo-Jo-Effekt hat praktisch keine negativen Effekte auf Gesundheit oder Weight-Cycling Heutige Unterstützung/Empfehlung für Gewichtsverlust zu überdenken (langsam vs. schnell) Proteingehalt bei Gewichtsverlust mindestens 1.0 g/kg KM, bei Aktivität bis zu 2.4 g/kg KM Training während Gewichtsverlust ist ein Muss: Besserer Erhalt Muskulatur & ihrer Funktionalität Consulting Colombani GmbH 27 Dr. Paolo Colombani Chief Science Officer Dr. P. Colombani Consulting Colombani GmbH Dentenbergstrasse Worb consul