Tato stránka byla automaticky přeložena a přesnost překladu není zaručena. Podívejte se prosím na anglická verze pro zdrojový text.

Dynamic Connectivity Under Metabolic Constraints

25. září 2019 aktualizováno: Stony Brook University

The investigators are studying the impact of insulin resistance on the acceleration of brain aging and testing whether increased neuron insulin resistance can be counteracted by utilization of alternate metabolic pathways (e.g., ketones rather than glucose). This study has three Arms, which together provide synergistic data. For all three Arms, subjects are tested in a within-subjects design that consists of 2-3 testing sessions, 1-14 days apart, and counter-balanced for order. Impact of fuel (glucose in one session, ketones in the other) on brain metabolism and associated functioning is measured during each session. For Arms 1-2, the primary experimental measure is functional magnetic resonance imaging (fMRI), which is used to trace the self-organization of functional networks following changes in energy supply and demand. Arm 1 tests the impact of endogenous ketones produced by switching to a low carbohydrate diet, while Arm 2 tests the impact of exogenous ketones consumed as a nutritional supplement. For Arm 3, simultaneous magnetic resonance spectroscopy/positron-emission tomography (MR/PET) is used to quantify the impact of exogenous ketones on production of glutamate and GABA, key neurotransmitters.

Subjects will be given the option to participate in more than one of the Arms, but doing so is not expected nor required.

Prior to scans, subjects will receive a clinician-administered History and Physical (H&P), which includes vital signs, an oral glucose tolerance test (OGTT), and the comprehensive metabolic blood panel. These will be used to assess diabetes, kidney disease, and electrolytes. If subjects pass screening, they will be provided the option to participate in one or more Arms, which include neuroimaging. To provide a quantitative measure of time-varying metabolic activity throughout the scan, based upon quantitative models of glucose and ketone regulation, as well as to be able to implement safety stopping rules (see below), the investigators will obtain pin-prick blood samples three times: prior to the scan, following consumption of the glucose or ketone drink, and following completion of the scan. To assess effects of increased metabolic demand, the investigators measure brain response to cognitive load, transitioning from resting-state to spatial reasoning through a spatial navigation video task. To assess effects of increased metabolic supply, the investigators measure brain response to glucose or ketone bolus.

Přehled studie

Typ studie

Intervenční

Zápis (Očekávaný)

80

Fáze

  • Fáze 4

Kontakty a umístění

Tato část poskytuje kontaktní údaje pro ty, kteří studii provádějí, a informace o tom, kde se tato studie provádí.

Studijní místa

    • Massachusetts
      • Charlestown, Massachusetts, Spojené státy, 02129
        • Nábor
        • Martinos Center for Biomedical Research, Building 149
    • New York
      • Stony Brook, New York, Spojené státy, 11794
        • Nábor
        • Bioengineering Building , Stony Brook University
        • Vrchní vyšetřovatel:
          • Lilianne Mujica-Parodi, PhD

Kritéria účasti

Výzkumníci hledají lidi, kteří odpovídají určitému popisu, kterému se říká kritéria způsobilosti. Některé příklady těchto kritérií jsou celkový zdravotní stav osoby nebo předchozí léčba.

Kritéria způsobilosti

Věk způsobilý ke studiu

18 let až 79 let (Dospělý, Starší dospělý)

Přijímá zdravé dobrovolníky

Ne

Pohlaví způsobilá ke studiu

Všechno

Popis

Exclusion Criteria:

  • claustrophobia
  • history of neurological disease, heart attack, stroke, kidney disease, or myxedema
  • chronic usage of alcohol
  • current usage of psychotropic medication
  • Type 1 diabetes mellitus
  • Regular consumption of insulin, Metformin® or other medications (statins, NSAIDs, beta-blockers, glucocorticoids) that affect glucose and/or insulin utilization.
  • difficulty swallowing
  • pregnancy
  • breastfeeding
  • For PET: research imaging-related radiation exposure that exceeds current MGH Radiology Radiation Safety Commitee guidelines.

Inclusion Criteria:

  • BMI < 30
  • MRI compatible
  • For PET with Optional 150 ml Blood Sampling Only: Must weigh at least 110 lbs to minimize risks per PHRC guidelines.
  • 20/20 vision or correctable to 20/20 with contact lenses

Studijní plán

Tato část poskytuje podrobnosti o studijním plánu, včetně toho, jak je studie navržena a co studie měří.

Jak je studie koncipována?

Detaily designu

  • Primární účel: Základní věda
  • Přidělení: Randomizované
  • Intervenční model: Crossover Assignment
  • Maskování: Singl

Zbraně a zásahy

Skupina účastníků / Arm
Intervence / Léčba
Experimentální: Arm 1: Metabolic Manipulation via Diet fMRI
All subjects are tested three times, each in a different diet-induced metabolic state: glycolytic (glucose burning), fasting (8 hours no food), and ketotic (fat burning). While having their brains scanned with MRI, subjects are initially tested at rest, and then perform a task. Midway through the session, subjects are removed from the scanner and drink up to 75g glucose. Data analyses quantify network reorganization in response to changing energy constraints (i.e., cognitive demand, fuel).
Supplement administered mid-scan.
Experimentální: Arm 2: Metabolic Manipulation via Ketone Supplement fMRI
All subjects are tested twice, both times in a fasting condition (8 hours no food, unrestricted water). While having their brains scanned with MRI, subjects are initially tested at rest, and then perform a task. Midway through the session, subjects are removed from the scanner and drink either of two fuel sources. In the ketotic (ketone burning) session they will drink a ketone sports drink dosed at 395mg/kg. During the glycolytic (glucose burning) session the same subjects will drink a bolus of glucose, calorie-matched to the ketones. Data analyses quantify network reorganization in response to changing energy constraints (i.e., cognitive demand, fuel).
Supplement administered mid-scan.
Supplement administered mid-scan.
Experimentální: Arm 3: Metabolic Manipulation via Ketone Supplement MR/PET
All subjects are tested twice, both times in a fasting condition (8 hours no food, unrestricted water). For both sessions, the investigators will intravenously administer the FDG radioisotope continuously throughout the scan. Thus, PET will map glucose uptake across the brain, while MRS is simultaneously used to measure production of the neurotransmitters glutamine and GABA. While having their brains scanned with MR/PET, subjects are initially tested at rest, and then perform a task. Subjects will drink a ketone sports drink dosed at 395mg/kg. During the glycolytic (glucose burning) session the same subjects will drink a bolus of glucose, calorie-matched to the ketones.
Supplement administered mid-scan.
Supplement administered mid-scan.

Co je měření studie?

Primární výstupní opatření

Měření výsledku
Popis opatření
Časové okno
Diet related changes in brain network stability will be assessed by fMRI BOLD measurements.
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
Changes in BOLD signal measurements will be observed between baseline and during a glycolytic, fasting, or ketotic state.
Within two weeks of enrollment completion
Glucose uptake will be measured by PET, with and without ketone supplement
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
Continuous FDG PET infusion is used as a measure of glucose uptake during rest and task, with and without the ketone supplement.
Within two weeks of enrollment completion
Neurotransmitter production with and without ketone supplement will be measured by magnetic resonance spectroscopy
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
Changes in neurotransmitter concentration under metabolic demands (i.e., task vs resting-state) with and without ketone supplement will be assessed by magnetic resonance spectroscopy.
Within two weeks of enrollment completion

Sekundární výstupní opatření

Měření výsledku
Popis opatření
Časové okno
Cognitive performance will be assessed by Mini Mental State Exam (MMSE).
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
All subjects will undergo cognitive testing prior to MRI scanning using the MMSE exam.
Within two weeks of enrollment completion
Cognitive performance will be assessed by CNS Vital Signs.
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
All subjects will undergo cognitive testing prior to MRI scanning using the CNS Vital Signs exam.
Within two weeks of enrollment completion
Insulin resistance will be assessed by HbA1C.
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
All subjects will be tested for insulin resistance prior to MRI scanning using veinous blood collected and tested for HbA1C.
Within two weeks of enrollment completion
Insulin resistance will be assessed by blood insulin level.
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
All subjects will be tested for insulin resistance prior to MRI scanning using veinous blood collected and tested for insulin during a 2-hour Oral Glucose Tolerance Test (OGTT).
Within two weeks of enrollment completion
Insulin resistance will be assessed by blood glucose level.
Časové okno: Within two weeks of enrollment completion
All subjects will be tested for insulin resistance prior to MRI scanning using veinous blood collected and tested for glucose during a 2-hour Oral Glucose Tolerance Test (OGTT).
Within two weeks of enrollment completion

Spolupracovníci a vyšetřovatelé

Zde najdete lidi a organizace zapojené do této studie.

Termíny studijních záznamů

Tato data sledují průběh záznamů studie a předkládání souhrnných výsledků na ClinicalTrials.gov. Záznamy ze studií a hlášené výsledky jsou před zveřejněním na veřejné webové stránce přezkoumány Národní lékařskou knihovnou (NLM), aby se ujistily, že splňují specifické standardy kontroly kvality.

Hlavní termíny studia

Začátek studia (Aktuální)

19. června 2015

Primární dokončení (Očekávaný)

1. září 2022

Dokončení studie (Očekávaný)

1. září 2022

Termíny zápisu do studia

První předloženo

17. září 2019

První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality

25. září 2019

První zveřejněno (Aktuální)

27. září 2019

Aktualizace studijních záznamů

Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)

27. září 2019

Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality

25. září 2019

Naposledy ověřeno

1. září 2019

Více informací

Termíny související s touto studií

Další identifikační čísla studie

  • 2017D001434

Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty

Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA

Ano

Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA

Ne

produkt vyrobený a vyvážený z USA

Ne

Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .

Klinické studie na Zdravý

Klinické studie na Glucose

Předplatit