Wirkung von aus Insekten gewonnenen Proteinergänzungen auf die Proteinsynthese und mTORC1-Aktivierung

Der Zweck dieser Studie ist es, die Fähigkeit von Proteinergänzungen aus Insekten (IPC80 und Whole Buffalo Powder, Ynsect®) zu bestimmen, den mTORC1-Signalweg und die Proteinsynthese in Muskelzellen zu aktivieren.

Um dieses Ziel zu erreichen, nehmen die Teilnehmer eine zusätzliche Dosis (0,25 g/kg Körpergewicht) IPC80, Whole Buffalo Powder oder Whey Protein zu sich. Blutproben werden vor und 15, 30, 60 und 90 Minuten nach der Supplementierung entnommen.

Es wird erwartet, dass dieses Projekt bestimmen wird, ob von Insekten stammende Proteinzusätze (IPC80 und Whole Buffalo Powder, Ynsect®) die Fähigkeit haben, die Aktivierung des mTORC1-Signalwegs und die Proteinsynthese in Muskelzellen zu induzieren. Die Ergebnisse dieser Studie werden weitere Einblicke in die Verwendung dieser neuartigen nachhaltigen Proteinquelle zur Unterstützung der Muskelproteinsynthese nach dem Training geben.

In die Studie werden männliche und weibliche Teilnehmer im Alter zwischen 18 und 30 Jahren aufgenommen. Die Studie ist ein randomisiertes, doppelblindes Crossover-Design, bei dem weder die Probanden noch die Forscher wissen, wer welche Behandlung erhält (IPC80, Whole Buffalo Powder oder Whey).

I. Grundlinien-Blutentnahme Die Probanden kommen im Labor an, nachdem sie über Nacht gefastet haben. Die antekubitale Vene wird kanüliert und eine anfängliche 5-ml-Basisblutprobe wird entnommen.

II. Nahrungsergänzung Nach der Blutentnahme zu Studienbeginn erhalten die Probanden eine Nahrungsergänzung, 0,25 g/kg Körpergewicht von entweder Molkenprotein, IPC80 oder Büffelvollkornpulver, aufgelöst in 250 ml Wasser.

III. Postprandiale Blutentnahmen Nach Einnahme des Nahrungsergänzungsmittels bleiben die Teilnehmer noch 1,5 Stunden im Labor, sie können Bücher oder elektronische Geräte zum Zeitvertreib mitbringen. Vier weitere Blutproben von jeweils 5 ml werden 15, 30, 60 und 90 Minuten nach der Supplementierung entnommen, was insgesamt fünf Blutentnahmen von 5 ml pro Besuch (25 ml pro Besuch) und insgesamt 75 ml Blutentnahmen für jeden abgeschlossenen Probanden entspricht das gesamte Studium.

Blut wird in 5-ml-Serumtrennröhrchen gesammelt. Alle Blutproben werden 1 Stunde lang gerinnen gelassen, bevor sie 10 Minuten lang bei 1000 x g zentrifugiert werden, und das Serum wird eingefroren und bis zur Verarbeitung bei -30 °C aufbewahrt. Die Behandlungen werden randomisiert, um einen Ordnungseffekt zu vermeiden, und eine Auswaschphase von mindestens 48 Stunden zwischen den Studien wird verwendet, um die Wirkung der vorherigen Behandlung zu minimieren.

Um die Proteinsynthese zu bestimmen, haben wir C2C12-Muskelzellen stabil mit einem Plasmid (pcDNA3-Luciferase) transfiziert, das wir verwenden, um die globale Proteinsynthese zu messen. C2C12Luc-Zellen werden in Platten mit 24 Vertiefungen ausplattiert und über 4 Tage differenziert. Differenzierte C2C12-Zellen werden fasten gelassen, indem sie mit PBS gewaschen und dann 15 Minuten lang mit Testmedien (20 % DMEM; 80 % gepufferte Hank-Salzlösung (HBSS)) behandelt werden. Nüchterne Muskelzellen werden dann 60 Minuten lang mit Testmedien behandelt, die 0, 2,5, 5 oder 10 % der Grundlinie oder Serum enthalten. Die Zellen werden in passivem Lysepuffer gesammelt und die Glühwürmchen-Luciferase-Aktivität wird wie zuvor beschrieben bestimmt (Philp et al., 2013).

Um die Fähigkeit einer Proteinquelle zur Aktivierung von mTORC1 zu bestimmen, haben wir C2C12-Muskelzellen stabil mit einem Plasmid (pcDNA3-TOP-Luciferase) transfiziert, wobei die Luciferase-mRNA einen 5'-terminalen Polypyrimidintrakt (TOP) enthält. 5'TOP-mRNA wird spezifisch durch mTORC1-Aktivität reguliert (Jefferies et al., 1994). Wie oben werden differenzierte C2C12TOPLuc-Muskelzellen in Platten mit 24 Vertiefungen unter Verwendung der Grundlinie oder des zugeführten Serums wie oben beschrieben stimuliert. Der Grad der mTORC1-Aktivierung wird als Steigungsdifferenz zwischen den Basislinien- und gefütterten Seren bestimmt. Die Induktion von mTORC1 und Proteinsynthese durch Molke und IPC80 und ganzes Büffelpulver wird direkt bei Einzelpersonen und dann zwischen Gruppen verglichen.