Identifikace svalově specifických biomarkerů beta-oxidace mastných kyselin (FL-68)

Výzkumníci použijí několik komplexních moderních platforem pro analýzu metabolitů k testování hypotézy, že specifické systémové metabolity nebo metabolitové signatury korelují se spalováním myocelulárních mastných kyselin. Výzkumníci poté určí, zda uvedené metabolity ve skutečnosti odrážejí metabolický zdravotní stav, jak bylo předpovězeno, stanovením, zda jsou profily změněny u obézních subjektů, jejichž citlivost na inzulín a svalová FA ß-oxidace jsou zlepšeny aerobním cvičením a dietní intervencí. Konkrétně tato studie zkoumá užitečnost metabolomických profilů odrážejících spalování svalového tuku při předpovídání metabolických změn zdraví po dietě a cvičení u obézních subjektů. Výzkumníci předpokládají, že biomarkery odrážející normální, účinnou svalovou ß-oxidaci budou zvýšeny a markery svědčící o špatném spalování svalového tuku budou sníženy u kohorty sedavě obézních subjektů po absolvování 4měsíčního dietně-cvičebního protokolu, který zvýší svalovou zdatnost a zlepšit působení inzulínu.

V očekávání, že studii dokončí 16 subjektů, bude až 20 obézních žen přijato z oblastí Davis a Sacramento a požádáno, aby se účastnily režimu hubnutí zahrnujícího omezení kalorií (snížení ~ 25 % typického kalorického příjmu s rotací 7 denní menu založené na složení živin odrážejícím U.S. Dietary Guidelines) a pravidelné aerobní cvičení navržené tak, aby se zaměřovalo na 10% úbytek hmotnosti během 4 měsíců (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Dobrovolníci, kteří budou zahrnuti do této studie, budou mít následující charakteristiky: věk 30–50 let, BMI mezi 30–34,9 se stabilní tělesnou hmotností udávanou vlastními silami za posledních 6 měsíců, sedavé zaměstnání (neúčastnící se pravidelného cvičebního programu, typické plánované cvičení ≤30 min. týdně hodnoceno předběžným screeningovým telefonickým dotazníkem), nekuřák, bez klinických příznaků infekce (tj. bez horečky, CBC wnl), bez kardiovaskulárních onemocnění v osobní anamnéze, bez klinicky významného zvýšení krevního tlaku nebo diabetu, ne pravidelné léky (kromě perorální antikoncepce, léků na alergii) nebo zneužívání drog. Tyto počáteční studie budou zahrnovat ženy pouze proto, aby (a) snížily potenciální variabilitu metabolitů souvisejících s pohlavím a (b) aby lépe odpovídaly charakteristikám subjektu v předchozích studiích. Každý subjekt bude sloužit jako její vlastní kontrola se změnami v profilech metabolitů po intervenci vypočítanými pro každého jednotlivce. Postabsorpční měření inzulinu a glukózy se provedou za účelem odhadu citlivosti na inzulin pomocí HOMA a vzory po OGTT před a po léčbě se použijí k posouzení indexu citlivosti na inzulin pomocí metody Matsudy et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Jednotlivé změny hodnot HOMA a inzulinové senzitivity ve srovnání období před a po intervenci budou považovány za ukazatele změn v účinku inzulinu. Protokol akutního cvičení pro vyvolání svalové práce bude proveden po dobu 20 minut. ke zvýšení metabolického toku FA ve svalu, strategie navržená k obohacení plazmy svalovými metabolity. Rozdíly ve výsledných proměnných budou testovány pomocí ANOVA s opakovanými měřeními, aby se určila významnost kondičního intervenčního cvičení a interakcí intervenčních cvičení.

Screening: Po podepsání formuláře souhlasu bude odebrán počáteční odběr krve nalačno (až 20 ml) a vitální funkce, aby se zajistilo, že potenciální subjekty splňují klinická kritéria. Zjistí se výška a váha a provedou se pohovory, aby se zhodnotilo, zda splňují výše uvedená kritéria. Tělesná hmotnost bude měřena s přesností na 0,1 kg u subjektů nosících lehké chirurgické peelingy. Výška bude měřena s přesností na 0,1 cm pomocí nástěnného Stadiometru Ayrton Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). Body Mass Index (BMI) se vypočítá jako kg/m2. Obvod pasu bude měřen ve stoje, přičemž měření bude provedeno uprostřed mezi laterálním dolním okrajem žebra a hřebenem kyčelní kosti. Měření se provede uprostřed výdechu a zaznamená se průměr ze dvou naměřených hodnot. Obvod boků bude měřen při maximálním vyvýšení hýždí. Dalších 5 ml krve bude odebráno 2 hodiny poté, co subjekty konzumují nápoj obsahující dávku 75 g cukru (zkrácený orální glukózový toleranční test), aby se vyhodnotila citlivost na inzulín. Dotazník Baecke bude použit k posouzení úrovně fyzické aktivity, která se použije při výpočtech DRI kalorií na udržení pro předintervenční úvod. Abychom minimalizovali variabilitu v našich výsledných měřeních, která mohou být způsobena hormonálními posuny menstruačního cyklu, budeme se snažit udržet konzistentnost hodnocením subjektů během folikulární fáze menstruačního cyklu (jak odhadují záznamy cyklu pro každou ženu), nejlépe počínaje dnem 4. menstruačního cyklu. Subjekty užívající antikoncepční léky budou také výhodně hodnoceny 4. den jejich menstruačního cyklu. Subjekty dostanou kalendář a instrukce k zaznamenávání svých menstruačních cyklů v průběhu studie. Způsobilé subjekty budou požádány, aby navštívily WHNRC několikrát, a to následovně:

Testovací týden 1: V den 4 svého menstruačního cyklu přijdou subjekty na kliniku na začátek testovacího týdne 1. Každý den dostanou subjekty připravená jídla ke konzumaci ve WHNRC nebo zabalená tak, aby šla spolu s konečnými pokyny k přípravě. Během testovacího týdne budou subjekty dostávat jídla a svačiny pro 7denní menu připravené WHNRC Metabolic Kitchen a na základě amerických dietetických pokynů a předepsané pro udržení stabilní tělesné hmotnosti. Dobrovolníkům bude poskytnuta denní studie multivitaminových doplňků a bude se od nich vyžadovat, aby se během studie zdrželi užívání osobních doplňků stravy nebo vitamínů. To je navrženo tak, aby zajistilo podobný nutriční profil u všech subjektů před získáním biofluidů pro metabolomickou analýzu, aby se minimalizovala fyziologická variabilita. Subjekty budou denně váženy během testovacích týdnů 1 a 2, aby bylo zajištěno udržení tělesné hmotnosti a v případě potřeby upravené dietní předpisy. Během tohoto testovacího týdne se každý subjekt zúčastní instruktáže týkající se diety a dodržování diety pod vedením registrovaného dietologa. Tato instrukce může být provedena individuálně nebo ve skupinovém nastavení. Strava každého jednotlivce (na základě dietetických směrnic USA) a cvičební plán budou navrženy tak, aby vyvolaly cíl 10% úbytku tělesné hmotnosti a zlepšily kondici během 16týdenního intervenčního období. Testovací týden 2: Testovací týden 2 duplikuje Testovací týden 1. Subjekty budou naplánovány na základě předpovědí z jejich menstruačního kalendáře. To by mohlo znamenat, že subjekty budou pokračovat ve cvičení další dny, aby se shodovaly se 4. dnem menstruace, kdy je zajištěna dieta a začíná testování. Akutní cvičení bude 40-50% VO2max 1. týdne testu.