Účinky fenylbutyrátu sodného na cirkulující aminokyseliny s rozvětveným řetězcem

V lidském těle je přítomno celkem dvacet proteinogenních aminokyselin1. Vzhledem ke své chemické struktuře se tři z aminokyselin - isoleucin, leucin a valin nazývají aminokyseliny s rozvětveným řetězcem (BCAA). Lidé konzumují BCAA prostřednictvím potravin obsahujících bílkoviny, jako je maso, vejce a mléko2,3. Nedávné studie však odhalily souvislosti mezi zvýšenými hladinami BCAA v plazmě a diabetem 2. typu (T2D), inzulinovou rezistencí (IR) a obezitou4-6. Síla těchto vazeb je taková, že zvýšená koncentrace BCAA v krvi je považována za biomarkery a prognostické faktory obezity, inzulínové rezistence a diabetu 2. typu7-9. Souhrnně tato data naznačují, že cílení na dysregulaci BCAA snížením hladin BCAA by mohlo nabídnout důležitou terapeutickou hodnotu. Za účelem snížení koncentrací BCAA v oběhu nalačno lze implementovat různé metody. Jedna z metod, kterou naše oddělení úspěšně implementovalo, zahrnuje omezení BCAA u 6 zdravých dobrovolníků prostřednictvím kontroly stravy. Omezením BCAA ve stravě zdravých jedinců jsme úspěšně snížili cirkulující BCAA nalačno o 50 % za pouhých sedm dní. Konstrukce diety však byla velmi časově náročná, únavná a delší studie by byly zatíženy problémy s dodržováním. To nás vedlo k vyzkoušení alternativní metody, kterou je snížení hladin BCAA pomocí fenylbutyrátu sodného (NaPB). NaPB je běžně používaný lék k léčbě pacientů s poruchami cyklu močoviny (UCD). Zdá se však, že sekundárním účinkem léku je snížení hladin cirkulujících BCAA u dobrovolníků. Lindsey Burrage et al 2014 uvedli významně nižší cirkulující BCAA u dobrovolníků užívajících NaPB ve srovnání s subjekty, které NaPB10 nedostávaly. Ačkoli mechanismy nejsou plně pochopeny, bylo navrženo, že NaPB způsobuje depleci glutaminu v krvi, což může aktivovat katabolismus BCAA, a tak způsobit snížení cirkulujících plazmatických BCAA11. Naším cílem je použít NaPB ke snížení BCAA u prediabetických a obézních účastníků.

Dobrovolníci screeningové návštěvy podepíší souhlas, Posouzení zdravotního stavu, včetně EKG pro sledování vašeho srdce, kontrola krevního tlaku, měření výšky a hmotnosti a kontrola anamnézy Vzorek krve nalačno pro měření zdravotních parametrů, včetně glukózy, HbA1c, jater a funkce ledvin, lipidové profily, funkce štítné žlázy a úplný krevní obraz.

Jakmile obdržíme podrobnosti a výsledky (do 1 týdne) z vašeho screeningu, budeme vás kontaktovat ohledně vaší vhodnosti. Pokud budete vhodní, my (vy a výzkumný tým společně) rozhodneme o datech zahájení programu.

Poučte vás o vyplňování jídelního deníku. STUDIJNÍ DEN 0 Pro tento den požádáme dobrovolníky o účast po celonočním půstu (kromě vody). Odebereme vám malé vzorky krve (nalačno).

Po odběru krve dostanou účastníci nápoj „těžké vody“ s názvem Deuterium Oxide (D2O). To je téměř stejné jako u normální vody, ale malá a neškodná chemická změna nám umožňuje vypočítat, kolik nových svalů vaše tělo vytváří. Množství D2O, které dostanete, bude vypočítáno na základě vaší tělesné hmotnosti. Účastníci poskytnou vzorky slin před a po obdržení D2O. Než odejdou domů, dostanou malé denní doplňování D2O a budou požádáni, aby vám odebrali sliny 3 hodiny po denním doplňování během prvního týdne a poté dvakrát týdně a vzorky slin uchovávali v lednici/mrazáku.

STUDIJNÍ DEN 7 Po návratu na druhý studijní den si účastníci s sebou přinesou také vzorky slin za posledních 7 dní. Na tento den se mají opět zúčastnit dobrovolníci po celonočním půstu (kromě vody). Provedeme svalovou biopsii (vzorek nalačno), který použijeme jako základní/předintervenční opatření. Plně kvalifikovaný lékař provede svalovou biopsii. Biopsie jsou sterilní postupy s lokální anestezií.

Svalové biopsie Svalové biopsie budou odebrány ze stehna. Před biopsií bude oblast vyčištěna a znecitlivěna lokálním anestetikem, poté bude provedena malá (cca. 1 cm široký, 2-3 cm hluboký) řez bude veden přes kůži. Svalová biopsie (menší než velikost hrášku) bude poté odebrána ze stehna pomocí konchotomických kleští (v podstatě ostrých pinzet), přičemž se odebere 3–5 malých kousků, aby se zajistil dostatečný odběr vzorků. Řez se poté sešije a překryje voděodolným lepicím obvazem. Svalové biopsie jsou obvykle dobře tolerovány, do značné míry nebolestivé (ačkoli je zavedení cítit) a četnost komplikací je velmi nízká.

Následná péče po biopsii Na konci biopsie obdržíte rady a informace o tom, jak o ránu pečovat, a dostanete informační leták. Pět až sedm dní po každé svalové biopsii se vyjmou stehy a zkontrolují se rány.

Kromě výše uvedeného budou dobrovolníci absolvovat také řadu minimálních a neinvazivních testů k posouzení různých aspektů vašeho zdraví a metabolického stavu:

1. Jak dobře je tělo schopno zpracovat cukr, změříme provedením orálního glukózového tolerančního testu (OGTT). To se obvykle používá k diagnostice diabetu nebo stratifikaci budoucího rizika diabetu. Pro tento test dostanete 75 g slazeného nápoje. Malé vzorky krve budou odebrány před pitím a každých 15 minut (po dobu 2 hodin) z kanyly (tenká plastová linka) umístěné v žíle na vaší ruce, která bude umístěna do teplé krabičky.
2. V poledne bude zajištěn lehký oběd. Po obědě bude podána první perorální dávka fenylbutyrátu.
3. Dobrovolníci dostanou první dávku fenylbutyrátu po obědě. Dobrovolníci dostanou každý den 5 gramů fenylbutyrátu sodného. 5 g/m2/den fenylbutyrátu sodného se rozdělí na tři a užívá se s každým jídlem.
4. Účastníci obdrží fenylbutyrát sodný po dobu jednoho týdne. STUDIJNÍ DEN 10 Pro tento den vás požádáme o účast po celonočním půstu (kromě vody). Odebereme vám malé vzorky krve (nalačno). Kromě toho bude zaznamenán krevní tlak, váha a výška. Dobrovolníci budou mít také EKG. Předpokládá se, že dokončení 11. dne studie zabere až 1 hodinu.

STUDIJNÍ DEN 17 Pro tento den vás požádáme o účast po celonočním půstu (kromě vody). Odebereme malé vzorky vaší krve (vzorek nalačno) a vzorek slin, které použijeme jako naše střední intervenční opatření. Kromě toho bude zaznamenán krevní tlak, váha a výška. Dobrovolníkům pak bude poskytnuta další krabička na organizování léků s dostatkem fenylbutyrátu sodného, ​​který jim vystačí až do konce studie. Předpokládá se, že dokončení 17. dne studie zabere až 1 hodinu. Vyžádáme si také test na leukopenii.

STUDIJNÍ DEN 28 Toto je poslední den studie, opět se ho mají zúčastnit dobrovolníci po celonočním půstu (kromě vody). Plně kvalifikovaný lékař provede svalovou biopsii. Biopsie jsou sterilní postupy s lokální anestezií. Následně provedeme orální glukózový toleranční test (OGTT), dobrovolníkům bude podáno 75g slazeného nápoje. Před pitím a každých 15 minut (po dobu 2 hodin) budou odebrány malé vzorky krve z kanyly, která bude umístěna v teplém boxu. Kromě toho bude také zaznamenáván krevní tlak, hmotnost a výška. Kromě toho bude také požadován fruktosaminový test před a po studii.