Identifikation af muskelspecifikke biomarkører for fedtsyre beta-oxidation (FL-68)

Efterforskerne vil bruge adskillige omfattende state-of-the-art metabolitanalyseplatforme til at teste hypotesen om, at specifikke systemiske metabolitter eller metabolitsignaturer korrelerer med myocellulær fedtsyreforbrænding. Efterforskerne vil derefter afgøre, om nævnte metabolitter faktisk afspejler den metaboliske sundhedsstatus som forudsagt, ved at bestemme, om profilerne er ændret hos overvægtige forsøgspersoner, hvis insulinfølsomhed og muskel FA ß-oxidation forbedres gennem aerob træning og diætintervention. Specifikt undersøger denne undersøgelse anvendeligheden af ​​metabolomiske profiler, der afspejler muskelfedtforbrænding, til at forudsige metaboliske sundhedsændringer efter diæt- og træningsintervention hos overvægtige forsøgspersoner. Forskerne antager, at biomarkører, der afspejler normal, effektiv muskel-ß-oxidation, vil blive øget, og markører, der indikerer dårlig muskelfedtforbrænding reduceret, i en kohorte af stillesiddende overvægtige personer efter at have gennemgået en 4-måneders kost-træningsprotokol, der vil øge muskelkonditionen og forbedre insulinvirkningen.

I forventning om, at 16 forsøgspersoner gennemfører undersøgelsen, vil op til 20 overvægtige kvindelige forsøgspersoner blive rekrutteret fra Davis- og Sacramento-områderne og bedt om at deltage i et vægttabsregime, der involverer kaloriebegrænsning (reduktion på ~25 % af typisk kalorieindtag, med roterende 7 -dagsmenuer baseret på næringsstofsammensætninger, der afspejler de amerikanske kostråd) og regelmæssig aerob træning designet til at målrette et vægttab på 10 % over 4 måneder (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Frivillige, der skal inkluderes i denne undersøgelse, vil have følgende karakteristika: alder 30-50, BMI mellem 30-34,9 med stabil selvrapporteret kropsvægt over de sidste 6 måneder, stillesiddende (deltager ikke i et almindeligt træningsprogram, typisk planlagt træning) ≤30 min. uge vurderet ved præ-screening telefonisk spørgeskema), ikke-ryger, ingen kliniske tegn på infektion (dvs. ingen feber, CBC wnl), ingen personlig historie med hjerte-kar-sygdom, ingen klinisk signifikante stigninger i blodtryk eller diabetes, ingen almindelig medicin (undtagen p-piller, allergimedicin) eller stofmisbrug. Disse indledende undersøgelser vil kun involvere kvinder for at (a) reducere potentiel kønsrelateret metabolitvariabilitet og (b) for bedre at matche emnekarakteristika i tidligere undersøgelser. Hvert individ vil tjene som sin egen kontrol, med ændringer i metabolitprofiler efter intervention beregnet for hvert individ. Post-absorberende insulin- og glukosemålinger vil blive foretaget for at estimere insulinfølsomhed af HOMA, og mønstre efter en OGTT før- og efterbehandling bruges til at vurdere insulinfølsomhedsindekset ved hjælp af metoden ifølge Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Individuelle ændringer i HOMA- og insulinfølsomhedsværdier, der sammenligner præ- og post-interventionsperioder, vil blive anset for at være tegn på ændringer i insulinvirkningen. En akut træningsprotokol for at fremkalde muskelarbejde vil blive udført over 20 min. at øge metabolisk flux af FA i muskler, en strategi designet til at berige plasmaet med muskelmetabolitter. Forskelle i udfaldsvariabler vil blive testet ved gentagne målinger ANOVA for at bestemme betydningen af ​​fitnessinterventionens træningskamp og interaktionstræningskampens interaktioner.

Screening: Efter underskrivelse af samtykkeformularen vil der blive taget en indledende fastende blodprøve (op til 20 ml) og vitale tegn for at sikre, at potentielle forsøgspersoner opfylder de kliniske kriterier. Højde og vægt vil blive bestemt, og der vil blive gennemført interviews for at vurdere, om de opfylder de førnævnte kriterier. Kropsvægten vil blive målt til nærmeste 0,1 kg med forsøgspersoner, der bærer letvægts kirurgiske scrubs. Højden vil blive målt til nærmeste 0,1 cm ved hjælp af et vægmonteret Ayrton Stadiometer Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). Body Mass Index (BMI) vil blive beregnet som kg/m2. Taljeomkredsen vil blive målt i stående stilling, med mål opnået midt mellem den laterale nedre ribben og hoftekammen. Målingen foretages midt i udåndingen, og gennemsnittet af to aflæsninger vil blive registreret. Hofteomkredsen vil blive målt ved den maksimale fremspring af balderne. Yderligere 5 ml blod vil blive udtaget 2 timer efter, at forsøgspersonerne har indtaget en drink indeholdende en dosis på 75 g sukker (en forkortet oral glukosetolerancetest) for at evaluere insulinfølsomheden. Et Baecke-spørgeskema vil blive brugt til at vurdere det fysiske aktivitetsniveau, der skal bruges i DRI-beregninger af vedligeholdelseskalorier til indledningen før intervention. For at minimere variabiliteten i vores resultatmål, der kan indføres af hormonforskydninger i menstruationscyklussen, vil vi bestræbe os på at opretholde konsistens ved at evaluere forsøgspersoner i den follikulære fase af menstruationscyklussen (som estimeret af cyklusregistreringer for hver kvinde), fortrinsvis begyndende på dag 4 af menstruationscyklussen. Forsøgspersoner på præventionsmedicin vil også fortrinsvis blive evalueret på dag 4 i deres menstruationscyklus. Forsøgspersonerne vil få udleveret en kalender og instruktioner til at registrere deres menstruationscyklusser under hele undersøgelsen. Støtteberettigede forsøgspersoner vil blive bedt om at besøge WHNRC flere gange, som følger:

Testuge 1: På dag 4 i deres menstruationscyklus vil forsøgspersoner komme til klinikken til begyndelsen af ​​testuge 1. Hver dag vil forsøgspersonerne få tilberedte måltider, som skal spises på WHNRC, eller pakkes sammen med de endelige forberedelsesinstruktioner. I løbet af testugen vil forsøgspersonerne modtage måltider og snacks til en 7-dages menu, der er tilberedt af WHNRC Metabolic Kitchen og baseret på U.S. Dietary Guidelines og ordineret til at opretholde en stabil kropsvægt. Frivillige vil blive forsynet med en daglig multivitamintilskudsundersøgelse og vil blive bedt om at afstå fra at tage personlige kosttilskud eller vitaminer under undersøgelsen. Dette er designet til at sikre en lignende ernæringsprofil på tværs af alle emner, før der opnås biovæsker til metabolomisk analyse for at minimere fysiologisk variabilitet. Forsøgspersonerne vil blive vejet dagligt i testuge 1 og 2 for at sikre, at kropsvægten opretholdes, og diætordinationerne justeres om nødvendigt. I løbet af denne testuge vil hvert forsøgsperson deltage i en instruktionssession vedrørende diæt og diætoverholdelse, der gives under vejledning af en registreret diætist. Denne instruktion kan udføres individuelt eller i en gruppe. Hvert individs kost (baseret på de amerikanske kostretningslinjer) og træningsplan vil blive designet til at fremkalde et mål på 10 % kropsvægttab og for at forbedre konditionen over den 16 uger lange interventionsperiode. Test uge 2: Test uge 2 dubletter Test uge 1. Forsøgspersoner vil blive planlagt baseret på forudsigelser fra deres menstruationskalendere. Dette kan betyde, at forsøgspersonerne fortsætter med at træne i yderligere dage for at falde sammen med menstruationsdag 4, når diæten er givet og testningen begynder. Den akutte træning vil være en 40-50% af Test uge 1 VO2max.