Protein im Kontext von Gewichtsmanagement … · 2019-04-12 · therefore weight loss efforts in...

Dr. Paolo ColombaniConsulting Colombani GmbH

Protein im Kontext von Gewichtsmanagementbei Gesundheit und DiabetesJahrestagung der Beratungssektion SDG. Olten, 12.4.2019

Conflict of interest

Consulting in der Lebensmittelindustrie bei diversen Firmen, die unteranderem Proteinpräparate oder andere Sportnahrung herstellen.

Consulting bei Swissmilk & Proviande, u.a. über Protein in der Ernährung.

12.4.2019 © Consulting Colombani GmbH 2

Energiebilanz = Energiezufuhr – Energieverbrauch

Ganz einfach……und dennoch…


Erwachsene: weltweite BMI Verteilung (Stand Juni 2018)

38 %

WHO Global Database on BMI. http://apps.who.int/bmi/index.jsp, Zugriff: 1.6.2018

13 % 15 %33 % 23 %50 % 57 %4 % 5 %

46 %


Erwachsene: BMI Verteilung Schweiz (menuCH 2014-2015)

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 2014-2015. https://www.bag.admin.ch/ (accessed 1 Jun 2018).

14 % 12 %42 % 20 %44 % 65 %1 % 4 %

56 %


NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC). Lancet 2017; 390:2627–2642.

Adults

Children &adolescents

Adults

Children &adolescents

FemalesMales


© Consulting Colombani GmbH Seite 7

Zwei wichtigste Faktoren …1. Früher Erfolg beim Gewichtsverlust

2. Geringerer Body Mass Index beim Loslegen

Burgess et al. Clin.Obes. 2017; 7:123–135.

12.4.2019

«Aber langsam abnehmen, sonst Muskelabbau und Jo-Jo-Effekt!»

12.4.2019

Does weight cycling promote obesity and metabolic risk factors? Mackie et al. Obes.Res.Clin.Pract. 11:131–139, 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 272:1196-1202, 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

Gewichtsverlust bei verschiedenen Massnahmen (ohne bariatr. Chirurgie)

Ergän

zt na

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t al J

.Am

.Diet

.Asso

c. 20

07; 1

07:17

55–6

7.

Meta-Analyse 80 klinische Studien zu Gewichtsreduktion (+1 Jahr): 26‘455 Versuchspersonen

MassnahmeNur RatschlägeNur physische AktivitätNur DiätenMahlzeitenersatz (2 oder mehr pro Tag)Diät plus physische AktivitätVery low calorie diets (≤800 kcal/d)

-6

-8

-10

-12

-14

-16

-18

-20

0

-2

-4

2

6 Monate 12 Monate 24 Monate 48 Monate36 Monate

Gew

icht

in K

ilogr

amm

15 d1000 kcal/dFallbeispiel


Gewichtsverlust ist Summe aus Verlust von…

Fettmasse

+

fettfreie Masse

© Consulting Colombani GmbH Seite 1012.4.2019

Achtung Fehlinterpretationen…


Fettfreie Masse ≠ Muskel

Organ weight changes associated with body mass index determined from a medical autopsy population

Mandal et al. Am J Forensic Med Pathol 2012; 33:382–389.

Statistically significant increases in organ weights with body mass index (n=300)


Gallagher et al. Am.J.Clin.Nutr. 2017; 105:78–84.

Übergewichtige Diabetiker (Look AHEAD Studie)Nach 12 / 24 Monaten Gewicht Muskel LeberDiet & exercise intervention: -6.6 / -5.2 kg -1.49 / -0.63 kg -0.12 / -0.11 kgDiabetes Beratung: -0.4 / -1.0 kg -1.22 / -1.15 kg -0.00 / -0.00 kg

= 7 bzw. 6 % Verlustca. 85 % intrahepatische Lipide?

Reviews Lebervolumen nach 10-12 Wochen VLCD = 5 bis 20 % Verlust= 2 bis 3 % Verlust pro WocheHolderbaum et al. Surg. Obes. Rel. Dis. 2018; 14:237–44; van Wissen et al. Obes. Surg. 2016; 26:251–6.

Übergewichtige, 12 Wochen LCD, kein Training

Bosy-Westphal et al. Am.J.Clin.Nutr. 2009; 90:993–1001.

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

75 g 15-20 %

35-50 g 10 %

28 mg collagen/cm2 = 530 g/1.9 m2

25 % = 130 g/d 25-35 %

1800 g x 14 % = 250 g Protein25 % = 63 g/d 13-18 %

Proteinumsatz pro Tag Anteil Total Proteinumsatz (350-500 g/d)


McNurlan MA, Garlick PJ. Diabetes Metab. Rev. 1989; 5:165–189

SKELETT-MUSKELPROTEIN ca. 1.2 %Kompletter Umsatz in ca. 2.7 Monaten beiProteinzufuhr N-Gleichgewicht

Proteinsynthese bei suboptimaler Proteinzufuhrca. 40 % tiefer als im N-Gleichgewicht

Atherton P.J., Smith K. J.Physiol. 2012; 590: 1049–1057

DARMPROTEIN ca. 50 %Kompletter Umsatz in ca. 2 Tagen bei Proteinzufuhr N-Gleichgewicht & Fasten

HAUTKOLLAGEN 25 %? Keine Humandaten gefunden

LEBERPROTEIN ca. 25 %

Bouteloup-Demange et al. Am.J.Physiol. 1998; 274:E541-6.

Nakshabendi et al. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab. 1999; 277:E1028-E1031Waterlow JC. Exp.Physiol. 1984; 69:409–438..

Song et al. Int J Biol Sci 2012; 8:265–271. Metab 1997; 23:185–188.

Lovell et al. Br J Dermatol 1987; 117:419–428.

12.4.2019

Gewichtsverlust ist Summe aus Verlust von…

Fettmasse

+

fettfreie Masse

(=Muskelmasse + Masse anderer Organe)

0-65 % ? 35-100 % ?

© Consulting Colombani GmbH Seite 1412.4.2019

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 späterReduktion Darminhalt ?????????****Abbau andere Organe ?????????

Nach-Startphase (4+ Tage?)*Abbau Muskelglykogen 0 g*Abbau Leberglykogen 0 gGlykogen assoziiertes Wasser 0 g**Abbau Körperfett siehe später***Abbau Muskelmasse siehe späterReduktion 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


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 11.9E-Zufuhr MJ/d 3.9Defizit MJ/d 8.0

Bei starkem E-Defizit, tiefer KH-Zufuhr & 1 h MTB: komplette Oxidation exogen zugeführter KH & Fette & Protein

EFSA Panel on Dietetic Products. Scientific Opinion on DR for energy. EFSA J. 2013; 11:305.

E-Defizit wird komplett aus endogenen Reserven gedeckt


Fallbeispiel 15 d bei 930 kcal/d (=3.9 MJ/d)

Klassische Voraussage Gewichts-, Muskel- & Fettmassenverlust nach 3 Tagen

Startphase (3 d)Glykogenabbau g 500Assoziiertes Wasser g 1500Differenz Darminhalt g ?Total g 2000

*Masse im Darm Mann 650 g, Entleerung pro Tag um 25-33 %, also 400-500 g nach 3 d

* 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; 103:1783–9.

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

12.4.2019

Mann Start 96 kg MTB ca. 1 h/d Protein 0.7 g/kg/d (63 g/d) KH 98 g/d





*Masse im Darm Mann 650 g, Entleerung pro Tag um 25-33 %, also 400-500 g nach 3 d

* 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; 103:1783–9.

12.4.2019


Endogener Fettabbau g/d 110g 331

Endogener Muskelabbau g/d 213g 638

Total Gewichtsverlust 3 d g 2969

E-Defizit: 7.9 MJ/d davon E aus 500 g Glykogenabbau 500 g x 17 kJ/g : 3 d = 2.8 MJ/d80 % von 5.1 MJ aus endogenem Fett 5.1 MJx0.=4.1 MJ :0.037= 110 g/d20 % 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



12.4.2019


Endogener Fettabbau g/d 110g 331

Endogener Muskelabbau g/d 213g 638

Total Gewichtsverlust 3 d g 296982

84

86

88

90

92

94

96

98

15 Tage

470

g/d

1000

g/d

3 Tage

Effektiver Gewichtsverlust





12.4.2019


Waage nach 15 TagenGewicht - 8.2 kgKörperfett ?Fettfreies Gewicht ?Muskeln ?Andere Organe ?

GEWICHT-545 g/d

-3.8 kg/Woche

DEXA nach 15 TagenGewicht - 8.2 kgKörperfett -2.6 kgFettfreies Gewicht -5.6 kg

davon Glykogen 0.5 kgassoziiertes Wasser 1.5 kg

ergibt Rest 3.6 kg50 %(?) Muskelgewebe 1.8 kg50 %(?) andere Organe 1.8 kg


Muskelgewebe-120 g/d (?)

-0.84 kg/Woche (?)

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) 36 000 g

Muskelmasse Verlust pro kg Gewichtsverlust 120 g bei 545 g 220 gAbsolute Reduktion an Grundumsatz pro kg Gewichtsverlust 220 g / 36 000 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 %

Pro 10 kg Gewichtsverlust Reduktion Gesamt-E-Umsatz von 0.6 %

Muller MJ et al. Obes.Rev. 2002; 3:113–122.

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.

Levine JA.. Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab. 2004; 286:E675-E685.

12.4.2019

Wie relevant Verlust von 120 g Muskelmasse pro Tag?


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

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)

12.4.2019

Allfällige (sehr) kleine Reduktion Gesamt-E-Umsatz sehr leicht durch etwas mehr Bewegung abzufangen

Kein Argument gegen «schnellem» Gewichtsverlust

Alternative: Höhere Proteinzufuhr bei Energierestriktion?


Hector, Phillips. Int.J.Sport Nutr.Exerc.Metab. 2018; 28:170–7.

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; 28:170–7.

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



Zhao et al. Medicine 2018; 97:e13149.

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

Kim et al. Nutr.Rev. 2016; 74:210–24.

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

• 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; 8:511–9.

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


Dr. P. ColombaniConsulting Colombani GmbH│ Dentenbergstrasse 45 │ 3076 Worbconsul [email protected] │ www.colombani.ch

• Dr. Paolo Colombani

• Chief Science Officer

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