Omnibus mæthedsmåling: Forudsigelse af mæthed hos mennesker gennem hjerne, blod og subjektiv data (OmniSaM)

Den overordnede strategi er at give forsøgspersoner preload mad med variable kombinationer af protein-til-kulhydrat-forhold (to niveauer) og kalorieindhold (to niveauer), ved at teste, hvilken effekt dette har på ad libitum-forbruget ved at bruge neuroimaging, sensoriske og endokrine metrikker som prædiktor. variabler.

Efterforskerne vil udføre en cross-over-undersøgelse med gentagne mål, hvilket betyder, at alle forsøgspersoner vil blive udsat for alle fire kombinationer af protein-til-kulhydrat-forhold og kalorieindhold.

I alt 25 forsøgspersoner vil gennemføre undersøgelsen. Deltagerne vil indtage en shake preload drink uden for Magnetic Resonance-scanneren (MR-scanneren), og efter en ventetid på 4 timer, hvor der opnås scanning, endokrine og sensoriske målinger, vil forsøgspersonerne spise et ad libitum måltid bestående af standardiseret tilberedt spaghetti bolognese.

Endokrine og sensoriske foranstaltninger vil fortsætte indtil en time efter indtagelse af ad libitum-måltidet. Alle forsøgspersoner vil gennemgå fire testdage á ~5 timer i Dansk Forskningscenter for Magnetisk Resonans (DRCMR), Hvidovre Hospital, maksimalt en testdag om ugen på grund af blodtabshensyn.

På studiedage ankommer deltagerne kl. 11.30 efter at have fastet siden kl. 22.00 den foregående aften med et fast forbrug på 200 ml vand om morgenen 2 timer før testen.

En intravenøs kanyle vil blive placeret i deltagerens arm for at tage blodprøver, og baseline-blodprøver og baseline-målinger af appetitfornemmelser vil blive indsamlet. På tidspunktet 0 vil deltageren blive instrueret i at indtage en preload shake af Queal (Queal, Queal Smooth Vanilla, Queal Quick Meal, Holland) tilsat valleproteinisolat (LACPRODAN SP-9225 INSTANT, Arla Foods Ingredients, Danmark) eller laktosemonohydrat (VARIOLAC) 992, Arla Foods Ingredients, Danmark) og vand.

Denne kandidatsammenligning er designet til at udnytte kendte forskelle i mættende kapacitet for både kaloriebelastning og for protein til kulhydrat. Logikken bag udvælgelsen af ​​disse faktorer er at bruge faktorer, for hvilke vi har den stærkeste a priori evidens for deres mæthedseffekter, som f.eks. at metoden kan udvikles som et proof-of-princip.

Sammen med preloads vil deltagerne drikke 200 ml vand indeholdende 1,5 g paracetamol som sporstof til mavetømning. Efterfølgende bliver deltagerne lagt på en seng, der er tilsluttet MR-scanneren, og fMRI-scanning starter. Scanningen stoppes om kort tid ved fremlæggelse af spørgeskemaer og udtagning af blodprøver. I de følgende to en halv time vil deltagerne veksle mellem at blive scannet, hvile og udfylde spørgeskemaer, gentaget med ~15 minutters intervaller. Ved ~t=180 min serveres et ad libitum-måltid med Spaghetti Bolognese. Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at spise, indtil de er behageligt mætte, og indtaget vil blive beregnet ud fra vægten af ​​indtaget mad. Blodprøvetagning og sensoriske foranstaltninger vil fortsætte indtil en time efter indtagelse af ad libitum-måltidet.

Blodprøver: Prøver vil blive udtaget gennem intravenøs adgang af et kateter i cubital fossa, taget med regelmæssige intervaller på mellem 5 og 30 minutter fra t=-15 til t=240, hvilket inkluderer test 1 time efter ad libitum måltidet. Mængden af ​​blod udtaget fra deltagerne vil maksimalt være 180 ml (for hver testdag), hvilket ikke vil medføre nogen risiko for deltagerne, som alle er raske (typisk involverer frivillig bloddonation donation af 500 ml).

Deltagerne vil ikke blive testet mere end en gang om ugen, således at der er tilstrækkelig tid til at komme sig efter det eksperimentelle blodtab. Glucose, insulin, C-peptid og CCK, PYY, Ghrelin, GIP, GLP-1, FFA, Triglycerid og glucagon vil blive målt. Blodprøver vil blive centrifugeret, plasma og serum vil blive pipetteret, frosset og mærket med ikke-fornuftige og ikke-identificerbare personlige data til senere analyser.

Serum/plasmaprøver vil blive analyseret på Klinisk Biokemi, Hvidovre Hospital, hvor der udføres automatiske biokemikeranalyser. Øvrige biokemiske analyser, der ikke kan udføres lokalt, vil blive sendt til vores samarbejdende laboratorium enten på A) Institut for Biomedicin (professor Jens Juul Holst), som har specifikt udstyr til analyse af blodprøver for tarmhormoner eller B) Afdeling for Endokrinologi og Indre. Medicin, Aarhus Universitetshospital (professor Kjeld Hermansen), som skal udføre endnu en delmængde af biokemiske analyser.

Subjektive mål for appetit: Subjektive fornemmelser vil blive målt ved at præsentere spørgsmål om; smag, sult, mæthed, mæthed, lyster, fremtidigt forbrug og tørst, ét spørgsmål ad gangen i randomiseret rækkefølge. Appetitlige foranstaltninger vil blive taget regelmæssigt gennem hele testdagen, fra før indtagelse af pre-load til post ad libitum måltidsindtagelse.

Når de ligger i scanneren, vil forsøgspersoner vurdere størrelsen af ​​deres svar på en visuel analog skala (VAS) ved hjælp af knaptryk. Og uden for scanneren vil disse svar blive registreret via en tilsvarende pen og papir VAS.

MR-scanning: Under MR-scanning indsættes deltagerne i et langt rør, omgivet af en spole, som giver et stærkt magnetfelt. Ved at ændre magnetfeltets hældning kan vi registrere iltning af blodet. Emner vil blive scannet gennem forskellige billedsekvenser. Deltageren vil ikke være i stand til at kende forskel på disse, men vil høre scanneren lave en række forskellige lyde, afhængigt af den kørende sekvens.

Under en scanning tages de forskellige anatomiske billeder af hjernen. Derudover måler efterforskerne ændringer i det magnetiske signal, der genereres af en øget blodiltning til visse dele af hjernen. Dette er FED-signalet og er formålet med fMRI.

Emner vil blive indsat i scanneren på tidspunktet ~t=15, til omkring t=180 med en 10 minutters pause uden for scanneren på tidspunktet ~t=80. Fra t=0 vil forsøgspersonerne drikke queal preload før de går ind i scanneren. Forsøgspersonerne udfører de subjektive vurderinger i scanneren (specificeret ovenfor) på tidspunkterne efter blodprøverne. Scanningen stopper om kort tid for at gøre det muligt at tage blodprøver.

For at tage blodprøver vil en forsker henvende sig til forsøgspersonen, som vil forblive i magnetens hul hele vejen igennem, og trække blod fra kateteret. Når blodprøvetagning og appetitvurderinger er blevet indsamlet, genoptages scanningen. I mellemrummene mellem funktionelle sekvenser køres standard strukturel, der varer cirka 15 minutter. Emner vil blive funktionelt scannet op til 6 gange mere.

Når de er færdige, vil forsøgspersoner blive fjernet fra scanneren og fuldføre resten af ​​eksperimentet i et nærliggende testrum.

Ad libitum-måltid: Ved ~t=180 begynder forsøgspersonerne ad libitum-måltidet (alt hvad du kan spise) med spaghetti bolognaise i et dedikeret privat rum, hvor de vil være på egen hånd og uden observation. De kan sidde og spise i op til 30 minutter. Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at spise, indtil de er "behageligt mætte". Efter indtagelse vil den spiste mængde blive beregnet ud fra vægtforskellen. Forsøgspersonerne vil blive forsynet med 200 ml vand under måltidet (tvungen indtagelse).

Yderligere foranstaltninger: Da fysisk aktivitet kan påvirke appetitten og i sidste ende energiindtaget i ad libitum-måltidet, vil energiforbruget blive begrænset ved at rådgive deltagerne om at afstå fra fysisk aktivitet af høj intensitet tre dage før hver testdag.

Yderligere skal deltagerne på testdage rejse med automatiseret køretøj til hospitalet for at sikre et lavt niveau af fysisk aktivitet umiddelbart før test. For at måle deltagernes fysiske aktivitetsniveau vil en aktivitetsmåler blive brugt. Deltagerne vil modtage en aktivitetsmåler minimum fire dage før testdagen og modtage instruktion i brugen af ​​den.

Der udtages blodprøver i løbet af hver undersøgelsesdag (i alt 720 ml over 4 dage med minimum 1 uge mellem hver testdag). På hver testdag vil blodprøver blive centrifugeret, plasma eller serum vil blive pipetteret, frosset og mærket med ikke-følsomme og ikke-identificerbare personlige data til batch-analyse efter afslutning af hele forsøget.

Serum/plasmaprøver vil blive analyseret på Klinisk Biokemi, Hvidovre Hospital, hvor der udføres automatiske biokemikeranalyser. Øvrige biokemiske analyser, som ikke kan udføres lokalt, vil blive sendt til et samarbejdende laboratorium enten på A) Endokrinologisk Forskningssektion, Panum Instituttet (professor Jens Juul Holst), som har specifikt udstyr til analyse af blodprøver for tarmhormoner eller B) Afdeling for Endokrinologi og intern medicin, Aarhus Universitetshospital (professor Kjeld Hermansen), som skal udføre endnu en delmængde af biokemiske analyser. Alle prøver opbevares indtil analyse i en forskningsbiobank på Hvidovre hospital.

Uanalyserede prøver vil blive opbevaret indtil 01.01.2027, hvorefter prøver vil blive destrueret i henhold til rutinemæssige procedurer. Biobanken er kun tilgængelig for forskningspersonale involveret i projektet. Deltagerne giver informeret skriftligt indhold om mængden og opbevaringen af ​​blodprøver og kan til enhver tid trække samtykket tilbage, hvilket resulterer i ødelæggelse af det biologiske materiale.

Effektberegninger: 25 x 4 gentagne mål = 100 datapunkter. For en tosidet test, for en medium effektstørrelse med f-kvadratværdi på 0,15, for en alfa på 0,05. Med 35 prædiktorvariable (25 subjektfaktorer og derefter 10 aggregerede prædiktorvariable) har vi 64 frihedsgrader, den beregnede effekt for dette design > 0,9. Hvis vi beregner kraften til at udlede effekten af ​​protein/kulhydratforhold på forbruget, er effekten også meget høj. Hvis vi antager en effektstørrelse på 10 % forskel i forbruget fra det laveste til det højeste protein/kulhydrat-forhold, så er det en hældning på 3,85 (med hensyn til log PC-forhold). Hvis nulhypotesen er en hældning på 0, med sd på 4, så er potensen også > 0,9.