Assosiasjon mellom ketose og appetittregulering under vekttap, hos personer med fedme

Abstract

Introduksjon: Diett-indusert vekttap medfører økt appetitt, med en oppregulering i både sultfølelse og ghrelin sekresjon. Ketogene dietter ser ut til å kunne minimere denne responsen. Målet med denne studien var dermed å undersøke om det finnes en sammenheng mellom endringer i plasma konsentrasjon av β-hydroxybutyrat (markør for ketose) og endringer i appetittmarkører under vekttap med en lav-energi diett.

Metode: Randomisert kontrollert studie med repettitive malinger. 87 voksne (42 menn), med fedme (BMI: 34.7±0.4 kg/m²) ble randomisert til 8 uker med en av tre isokaloriske pulver-baserte dietter (1000 kcal/dag) med ulik mengde karbohydrat (70-, 100- and 130 g/dag) og standardisert mengde protein, etterfulgt av 4 uker med gjenintroduksjon av mat og vektstabilisering. Kroppsvekt og kroppskomposisjon, plasma [β-HB], subjektiv appetitt og plasma konsentrasjon av aktivt ghrelin (AG) fastende og etter måltid (area under the curve (AUC)) ble målt på baseline (BL), uke 9 (U9) og uke 13 (U13). Data er presentert som beregnede gjennomsnitt (estimated marginal means) ± SEM (standardfeil av gjennomsnittet).

Resultat: Deltagerne gikk ned 14.3±0.3 kg fra BL til U9 (P<0.001) og vedlikeholdt vekten til U13. Plasma [β-HB] økte fra BL til U9 (0.75±0.09 mmol/L, P<0.001), mellom BL og U13 var det ingen forskjell. Subjektiv sultfølelse (fastende) endret seg ikke fra BL til U9, men var signifikant høyere i U13 sammenlignet med BL (0.9±0.3 cm, P<0.05). Sultfølelse total AUC (tAUC) senket seg significant fra BL til U9 (-56.6±17.9 cm*min, P<0.01), ingen forskjell mellom BL og U13 ble observert. Metthet tAUC økte signifikant fra BL til U9 (127.3±28 cm*min, P<0.001) og var fortsatt høyere enn BL i U13 (96±28.4 cm*min, P<0.01). Det var ingen signifikant forskjell i basal AG konsentrasjon fra BL til U9, men var høyere enn BL i U13 (114.57 ± 35.07 pg/mL, P<0.01). tAUC AG økte fra BL til U9 (9304.68 ± 3495.50 pg/mL*min, P<0.05) og var fortsatt høyere enn BL i U13 (13011.99 ± 3746.67 pg/mL*min, P< 0.01). En signifikant negativ korrelasjon ble funnet mellom endringer i β-HB og endringer i både basal ghrelin under vekttap (r=-0.435, P<0.05, n=65) og postprandial (tAUC) AG med vekttap (W9-BL) (r=-0.497, n=74, P<0.001). En signifikant positiv korrelasjon ble funnet mellom endringer i β-HB og endringer i metthet iAUC (r=0.230, n= 75, P<0.05) med vekttap. Etter å ha justert for konfundere faktorer viste analyser at endringer i β-HB kunne forklare 13% av variasjonen i endringer i både basal AG (P<0.05) og tAUC AG (P<0.01), og 7.5% av variasjonen i endringer i metthet iAUC sett under diett-indusert vekttap og ketose.

Konklusjon: Graden av ketose ser ut til å påvirke ghrelin nivåer og subjektiv metthet etter et måltid under diett-indusert vekttap hos vekt-reduserte deltagere med fedme. Når plasma konsentrasjonen av β-HB øker, under diett-indusert ketose, kan en lavere utskillelse av ghrelin og en større metthetsfølelse forventes. Flere studier må bekrefte disse funnene, og utforske potensielle inhibitoriske effekter mellom ketose, ghrelin sekresjon og subjektiv appetitt, samt mulige mekanismer bak.

Relevans: Med tanke på den høye andelen av tilbakefall og vanskeligheter med å vedlikeholde et vekttap, er det stor etterspørsel etter ikke-invasive strategier for å overkomme fysiologiske endringer i appetitt som favoriserer vektøkning. Denne studien gir grunnlag for at ketogene dietter kan hemme økt appetitt, og kan dermed være av relevans for fremtidige vektkontroll strategier.

Introduction: Diet-induced weight loss (WL) leads to increased drive to eat, with an upregulation in both hunger feelings and ghrelin secretion. Ketogenic diets seem to minimize or suppress this response. The aim of this study was to investigate if there was an association between changes in β-hydroxybutyric acid (β-HB) plasma concentrations (a marker of ketosis) and changes in appetite variables during WL on a low-energy diet (LED).

Methods: Randomized clinical trial with repeated measurements. 87 adults (42 men), with obesity (BMI: 34.7±0.4 kg/m²) were randomized to 8 weeks of one of three powder-based LED (1000 kcal/day) with varying amounts of carbohydrates (70-, 100- and 130 g/day) and fixed amounts of protein, followed by 4 weeks of refeeding and weight stabilization. Body weight and composition, plasma [β-HB], subjective appetite feelings and acylated (active) ghrelin (AG) plasma concentration (fasting and postprandial - area under the curve (AUC)) were measured at baseline (BL), week 9 (W9) and 13 (W13). Data are shown as estimated marginal means ± SEM.

Results: Subjects lost 14.3±0.3 kg at W9 (P<0.001) and maintained it at W13. Plasma [β-HB] increased from BL to W9 (0.75±0.09 mmol/L, P<0.001) and was no longer different from BL at W13. Subjective feelings of hunger in fasting did not change from BL to week 9 but were higher than BL at W13 (0.9±0.3 cm, P<0.05). Hunger total AUC (tAUC) decreased significantly from BL to W9 (-56.6±17.9 cm*min, P<0.01) and was no different than BL at W13. Fullness tAUC increased significantly from BL to W9 (127.3±28 cm*min, P<0.001) and was still higher than BL at W13 (96±28.4 cm*min, P<0.01). There was no significant change in basal [AG] from BL to W9, but basal [AG] was higher at W13 compared with BL (114.57 ± 35.07 pg/mL, P<0.01). tAUC [AG] increased from BL to W9 (9304.68 ± 3495.50 pg/mL*min, P<0.05) and was still above BL at W13 (13011.99 ± 3746.67 pg/mL*min, P< 0.01). A significant inverse correlation was found between changes in [β-HB] and changes in both basal (r=-0.435, P<0.05, n=65) and postprandial (tAUC) AG with WL (W9-BL) (r=-0.497, n=74, P<0.001). A significate positive correlation was also found between changes in [β-HB] and changes in incremental AUC (iAUC) fullness (r=0.230, n= 75, P<0.05) with WL. Further analysis showed that after adjusting for confounders, changes in plasma [β-HB] explained 13% of the variation in changes in both basal (P<0.05) and tAUC for AG (P<0.01), and 7.5% of the variation in changes in fullness iAUC, seen with WL under nutritional-induced ketosis.

Conclusions: The magnitude of ketosis seems to modulate the secretion of ghrelin and subjective postprandial fullness during WL in weight-reduced obese individuals. As plasma β-HB increases, under nutritional-induced ketogenic conditions, a lower increase, or even reduction, in the secretion of ghrelin and a higher perception of fullness should be expected. More studies are needed to confirm these findings, to explore a potential inhibitory causal effect between ketosis, ghrelin secretion and subjective appetite and plausible mechanisms involved.

Relevance: In relation to the high rates of recidivism in WL attempts, there is an emerging need for non-invasive strategies to better cope with physiological changes in appetite favoring weight regain. This study provides further evidence for the appetite suppressant effect of ketogenic diets and might therefore be of relevance to future weight management strategies.