Zlepšení anabolického účinku rostlinných potravin pomocí doplňkových proteinů (CompProtein)

1. Příprava na předběžné testování: Účastníci se dostaví na předběžné testování po celonočním hladovění (~10 hodin bez konzumace kalorických potravin/nápojů) a po zdržení se cvičení po dobu 72 hodin předtím. Před jakýmkoli osobním postupem budou účastníci informováni o postupech a rizicích spojených s účastí prostřednictvím přezkoumání dokumentu o informovaném souhlasu. Účastníci budou vyzváni, aby pokládali otázky a měli odpovědi na své otázky, než se jich zeptá, zda by chtěli pokračovat. Potvrzení bude zdokumentováno podpisem na formuláři informovaného souhlasu.

   1.1 Antropometrie: Po poskytnutí souhlasu bude změřena výška a hmotnost účastníků, aby se potvrdilo, že index tělesné hmotnosti (BMI) je v rámci limitů způsobilosti (18,5 – 30 kg/m^2). Vzhledem k tomu, že účastníci již byli posouzeni z hlediska všech ostatních kritérií pro zařazení a vyloučení, způsobilý BMI bude mít za následek zařazení do studie a pokračování předběžného testování. Po potvrzení způsobilosti ke studii bude krevní tlak změřen vyškoleným členem výzkumného týmu. Následně bude stanoveno složení těla pomocí duální energetické rentgenové absorptiometrie (DEXA) v souladu s doporučeními výrobce. Stručně řečeno, účastníci budou požádáni, aby odstranili všechny kovové předměty ze své osoby, než budou umístěni vyškoleným technikem pro přesné měření svalové hmoty a tuku. Skenování trvá přibližně 6-10 minut, během kterých bude účastník instruován, aby zůstal nehybný.

   1.2 Klidová rychlost metabolismu: Klidová rychlost metabolismu (RMR) bude hodnocena pomocí nepřímé kalorimetrie. Jedná se o nezátěžový test, při kterém se RMR měří pomocí automatizovaného systému pro analýzu plynů. Toto zařízení měří spotřebu kyslíku a produkci oxidu uhličitého jako rozdíl mezi koncentrací vdechovaného a vydechovaného plynu. Před začátkem testu budou účastníci ležet na zádech na stole a přes krk, hlavu a ramena účastníků bude umístěna průhledná, tvrdá plastová kapuce a měkká, průhledná plastová rouška, aby se zachytily vydechované plyny. Účastníci pak budou ležet nehybně, aniž by usnuli, zatímco budou zachycovány koncentrace dýchacích plynů. Testování bude ukončeno, když je RMR stabilní po dobu alespoň 20 minut (typicky ~30 minut od začátku).

   1.3 Testování maxima deseti opakování (10 RM): Po testování klidového metabolismu budou účastníci testováni na 10 RM na extenzi a leg press. Na začátku budou účastníci jezdit na kole tempem, které si sami zvolí, na standardním cykloergometru po dobu ~5 minut. Účastníci poté dokončí sadu 8-10 opakování při ~50% jejich předpokládaných 10RM, po kterých následuje 1-2 minuty odpočinku. Zátěž pak bude nastavena na ~90 % jejich předpokládaných 10RM. Zatížení se zvýší o 2,5–5,0 % po každém úspěšném pokusu až do selhání (obvykle do 5 pokusů). Mezi maximálními pokusy budou vyhrazeny dvě minuty odpočinku a mezi cvičeními 5 minut. Nejprve bude testováno prodloužení nohou a poté leg press. Před opuštěním laboratoře bude účastníkům umožněno položit jakékoli otázky, které mají před ukončením sezení.

   1.4 Záznam o obvyklé stravě: Aktuální příjem stravy bude vyhodnocen prostřednictvím online automatizovaného samoobslužného systému (ASA24) dietního záznamu. Účastníci obdrží své osobní a soukromé uživatelské jméno a heslo. Budou požádáni, aby zaznamenali 3 po sobě jdoucí dny (2 pracovní dny, 1 víkendový den). Vzhledem k tomu, že se jedná o online systém, mohou absolvovat off-site, ve svém volném čase.

   1.5 Plánování: Před opuštěním laboratoře určí účastníci a výzkumný tým datum první infuzní zkoušky (nejméně 7 dní po předběžném testování). Kromě toho výzkumný tým poskytne účastníkům standardizované jídlo, které konzumují noc před první infuzí, a instrukce, aby se zdrželi namáhavého cvičení a konzumace alkoholu po dobu 72 a 24 hodin, což povede k první studii. Účastníkům bude před odchodem z laboratoře také nabídnuto občerstvení.

2. Infuzní zkoušky

2.1 Příprava: Nejméně 7 dní po předběžném testování nebo předchozí infuzi budou účastníci požádáni, aby se vrátili do laboratoře na zkoušku infuze. Ráno po každé infuzi účastníci dorazí do laboratoře ráno po celonočním hladovění (~10 hodin bez konzumace kalorických potravin/nápojů) a po zdržení se namáhavého cvičení a konzumace alkoholu po dobu 72 a 24 hodin, v tomto pořadí. Po dobu 3 dnů před každou zkouškou budou účastníci požádáni, aby zaznamenali svůj dietní příjem prostřednictvím online automatizovaného (24hodinového) systému dietních záznamů (ASA24).

2.2 Stabilní izotopová infuze: Po příchodu do laboratoře se účastníci položí naznak na lůžko klinického typu a poté jim bude zaveden intravenózní katétr do dorzální žíly na ruce nebo na paži. K nastavení katétru nebudou provedeny více než čtyři pokusy. Po základním odběru krve bude podána primární dávka L-[ring-13C6]fenylalaninu (2 μmol/kg) před zahájením konstantní infuze (0,05 μmol/kg/min) pomocí kalibrované infuzní pumpy. Stabilní izotopové indikátory aminokyselin použité v tomto experimentu nejsou radioaktivní a jsou zcela bezpečné. Tyto stabilní izotopy obohatí zásobu aminokyselin v těle, což nám umožní identifikovat míru inkorporace aminokyselin do tkání. Příprava indikátorů pro intravenózní podání bude probíhat ve sterilním prostředí pod digestoří s laminárním prouděním určeným pro přípravu indikátorů a v souladu s pokyny Správné výrobní praxe.

2.3 Odběr krve: Po zahájení infuze se zavede druhý intravenózní katétr na kontralaterální stranu do žíly na ruce nebo na paži pro opakované odběry krve. Vzorky krve budou odebrány 12krát během první infuze a 10krát během druhé infuze. V časových bodech, které se shodují s časy biopsie (-150, -30 a 300 minut), bude odebráno ~16 ml (7 ml plazmy, 7 ml séra a ~2 ml odpadu). Ve všech ostatních časových bodech (-210, -90, 0, 30, 60, 90, 120, 180 a 240 min) bude odebráno ~9 ml (7 ml plazmy a ~2 ml odpadu). Celkový objem odebraný během první infuze a druhé infuze tedy bude ~129 ml a ~104 ml, v daném pořadí. Krev bude odebírána do evakuovaných zkumavek pomocí přístupového zařízení Leur-Lok připojeného k 4cestnému uzavíracímu kohoutu. Mezi jednotlivými odběry bude katétr udržován v průchodnosti pomocí kapání fyziologického roztoku při nízké rychlosti (~60 cc/h).

2.4 Odběr svalů: Bude odebráno celkem pět biopsií svalů (tři jako součást 1. infuze a dvě během 2. infuze). Postup biopsie zahrnuje odstranění malého kousku svalové tkáně pomocí sterilní duté jehly (Bergströmova jehla) a provede ji Dr. Nicholas Burd pod záštitou Dr. Jareda Willarda, MD. Účastníci budou odpočívat na lůžku a oblast pro biopsii bude v případě potřeby oholena. Následně bude oblast sterilizována pomocí 4% chlorhexidin glukonátu předtím, než je subkutánně injikováno 5 ml lokálního anestetika (2% xylokain s 1:100 000 adrenalinem) se zvláštní opatrností, aby se zabránilo infiltraci svalu. Jakmile je anestetikum aktivní (~10 minut), provede Dr. Burd malý řez (~4-5 mm) v kůži, aby vytvořil otvor, kterým prostrčí bioptickou jehlu pro odběr tkáně. Dr. Burd rychle uřízne malý kousek svalu (~ 50-100 mg; o velikosti standardní gumy na tužku) a vyjme jehlu z nohy subjektu. Během odběru vzorku (~30 sekund) mohou subjekty cítit hluboký tlak v noze. Pod stehno účastníka bude umístěna sterilní jednorázová rouška a pro všechny bioptické procedury budou použity sterilní rukavice.

Po dokončení biopsie bude vyškolený člen výzkumného týmu vyvíjet tlak pomocí sterilní gázy, dokud se krvácení nezastaví (alespoň 10 minut). Následně bude místo řezu uzavřeno motýlkovými stehy (Steri-strips) a následně přiložením obvazu. Na horní část obvazu bude aplikován elastický tlakový obal, aby se minimalizovala možnost vzniku modřin. Účastníci pak budou instruováni, aby nechali motýlí stehy a tlakový zábal na ráně po dobu 96 a 24 hodin.

Účastníkovi bude poskytnuta „sada pro bioptickou péči“ (popsaná v části 10.1/Sada pro bioptickou péči), aby mohl řádně pečovat o řez po opuštění laboratoře. Člen výzkumného týmu bude kontaktovat účastníky následující den po testu, aby zkontroloval proces hojení.

2.5 Cvičení s odporem a požívání jídla: Ihned po uzavření druhé biopsie v první infuzní studii a po uzavření první biopsie ve druhé studii se účastníci začnou zahřívat na akutní záchvat odporu. Na začátku budou účastníci jezdit na kole tempem, které si sami zvolí, na standardním cykloergometru po dobu 5 minut. Následně účastníci začnou s odporovým cvičením. Účastníci dokončí zahřívací sadu na ~ 60 % svého maxima deseti opakování (10 RM) měřeno při předběžném testování, po kterém následují 4 sady po 10–12 opakováních při ~ 90 % 10 RM s 1–3 minutami odpočinku mezi sériemi pro prodloužení a prodloužení nohou. leg press. Účastníci budou během druhé zkoušky porovnávat zátěž, sady a opakování z první infuze.

Bezprostředně po dokončení cvičení se účastníci vrátí do infuzní místnosti, aby zkonzumovali jídlo. Během své první infuze budou účastníci náhodně rozděleni tak, aby konzumovali buď 246 g komerčně dostupné rýže a černých fazolí (~610 kcal; ~20 g bílkovin, ~127 g sacharidů) nebo izokalorický a izodusíkatý nápoj z krystalizovaných aminokyselin a maltodextrinu. Během druhého pokusu budou účastníci náhodně rozděleni do konzumace zbývajícího stavu.

Komerčně dostupná rýže a černé fazole budou odděleně uvařeny a smíchány těsně před konzumací ve zkušební den infuze. Jídlo bude vařeno na vnitřní teplotu alespoň 160 °F v souladu s minimální vnitřní teplotou USDA, aby se zabránilo nemocem přenášeným potravinami.