Muskelregeneration nach Omega-3-Supplementierung

Forschungsfrage Verringert eine Supplementierung mit hohen Dosen von Omega-3 über acht Wochen Muskelschäden, die durch eine Sitzung hochintensiver exzentrischer Bewegung bei jungen Männern induziert werden? Steht die Reaktion auf exzentrische Bewegung in Zusammenhang mit einem Anstieg von Oxylipinen, die aus Omega-3-Fettsäuren abgeleitet sind? Hypothese Eine langfristige Supplementierung (8 Wochen) mit hohen Dosen von Omega-3 (3 g/Tag) wird die Konzentration von Oxylipinen im Blut erhöhen, was mit geringeren Muskelschäden nach einem exzentrischen Bewegungsprotokoll bei jungen Männern assoziiert sein wird.

Allgemeines Ziel Bestimmung der Wirkung einer achtwöchigen Supplementierung mit hochdosierten Omega-3-Fettsäuren auf den Oxylipinspiegel im Blut und indirekte Marker für Muskelschäden nach hochintensiver exzentrischer Bewegung bei jungen Männern.

Spezifische Ziele

1. Bestimmung der Wirkung einer achtwöchigen Supplementierung mit hochdosierten Omega-3-Fettsäuren auf den Oxylipinspiegel im Blut nach hochintensiver exzentrischer Bewegung bei jungen Männern.
2. Bestimmung der Wirkung einer achtwöchigen Supplementierung mit hochdosierten Omega-3-Fettsäuren auf die Muskelfunktion und Marker für Muskelschäden nach hochintensiver exzentrischer Bewegung bei jungen Männern.
3. Assoziation des Oxylipinspiegels im Blut mit Veränderungen der Muskelfunktion und Markern für Muskelschäden, die durch eine Sitzung exzentrischer Bewegung induziert werden, vor und nach der Supplementierung mit hochdosierten Omega-3-Fettsäuren bei jungen Männern.

Methodik Diese Studie hat ein experimentelles, prospektives, doppelblindes Design. Stichprobengröße: Die Stichprobenberechnung ergibt mindestens 12 Probanden pro Gruppe basierend auf einem α-Niveau von 0,05 und einer Power (1-β) von 0,8, wobei ein geschätzter maximaler Kraftverlustunterschied von 22 % nach exzentrischer Bewegung (Effektgröße = 1,06) zwischen der Omega-3- und der Kontrollgruppe angenommen wird, basierend auf einer früheren Studie (1). Es werden jedoch 15 Teilnehmer pro Gruppe rekrutiert, um eine Ausfallrate von 20 % zu berücksichtigen.

Methodik: Dreißig junge Männer werden über Plakate und Social-Media-Anzeigen rekrutiert. Die Teilnehmer werden doppelblind nach dem Zufallsprinzip zwei Supplementierungsgruppen zugeteilt: (a) Placebo (gelbes Maltodextrin) oder (b) Omega-3 (EPA und DHA). Vor Beginn der Supplementierungsphase werden den Teilnehmern venöse Blutproben entnommen, indirekte Marker für Muskelschäden getestet, der Sauerstoffverbrauch getestet und das exzentrische Bewegungsprotokoll an einem Bein durchgeführt (6 Sätze à 10 Wiederholungen bei 80 % des 1-Wiederholungs-Maximums). Unmittelbar danach, 1, 2, 24, 48, 72 und 96 Stunden nach der exzentrischen Bewegungssitzung werden Muskelschäden bewertet und venöse Blutproben entnommen. Am folgenden Tag beginnen die Teilnehmer ihr 8-wöchiges Supplementierungsprotokoll mit Omega-3 oder Placebo. Nach der Supplementierungsphase führen die Teilnehmer die gleichen Tests wie zu Beginn durch und absolvieren die exzentrische Bewegungssitzung am gegenüberliegenden Bein.

Ausschlusskriterien: Teilnehmer dürfen in den 6 Monaten vor Studienbeginn kein regelmäßiges Krafttraining durchgeführt haben. Teilnehmer dürfen außerdem keine Medikamente einnehmen, die Entzündungen oder kardiovaskuläre Reaktionen auf Bewegung beeinflussen, und müssen einen BMI von weniger als 30 kg/m² haben. Schließlich dürfen Teilnehmer nicht mehr als zweimal pro Woche Fisch konsumieren und dürfen drei Monate vor der Studie keine Omega-3-Präparate eingenommen haben oder gegen Fisch allergisch sein. Von den Teilnehmern wird erwartet, dass sie gegen Covid-19 geimpft sind. Die Teilnehmer werden vor Abgabe ihrer schriftlichen Einwilligung nach Aufklärung, die vom Ethikkomitee genehmigt wurde, vollständig über die Art und die möglichen Risiken der experimentellen Verfahren informiert.

Supplementierung: Die Teilnehmer werden mit 5 Kapseln pro Tag (5 g/Tag) Omega Up OMEGA 3 (2,5 g/Tag DHA und 0,5 g/Tag EPA) oder Placebo supplementiert. Die verwendete Dosis entspricht der Empfehlung der EFSA (Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit), hat sich als sicher erwiesen, wird in Zellmembranen eingebaut und führt zu signifikanten Verbesserungen der allgemeinen Gesundheit (2,3).

Exzentrisches Bewegungsprotokoll: Das exzentrische Bewegungsprotokoll besteht aus 6 Sätzen à 10 Wiederholungen von 45° Beinpressen, die bei 80 % des 1RM nur in ihrer exzentrischen Phase durchgeführt werden, mit 90 Sekunden Pause zwischen den Sätzen, die an einem Bein ausgeführt werden (4). Die konzentrische Phase der Bewegung wird von einem der Forscher durchgeführt.

Umfragen: Es werden zwei Umfragen durchgeführt, die erste zum Lebensmittelverzehrshäufigkeit, mit Fokus auf die Quantifizierung der durchschnittlichen Aufnahme von Omega-3-Fettsäuren aus der Ernährung. Zweitens wird der validierte IPAQ-Fragebogen verwendet, um die körperliche Aktivität der Teilnehmer zu quantifizieren (5).

Sauerstoffverbrauchstest: Die Teilnehmer führen einen Stufentest auf einem Fahrradergometer (Lifecycle 9500HR; LifeFitness, Rosemont, IL, USA) durch. Maximale Leistung und VO2peak-Werte werden ermittelt. Der Test beginnt mit 4 Minuten bei 50 W und steigt jede Minute um 25 W bis zur Erschöpfung (6).

Maximale isometrische Kraft (MVC): Die MVC der Kniestrecker beider Beine wird bei 90° Knieflexion auf einem Quadrizepsstuhl mit einer Messzelle (Reverse S, USA) gemessen. Aus dieser Bewertung wird die Kraftentwicklungsrate (RFD) als sensitiverer Marker für Muskelsteifheit und -funktion berechnet.

Muskelschmerz: Oberschenkelschmerzen beim Sitzen und Aufstehen von einem Stuhl 3 Mal werden mithilfe einer visuellen Analogskala (100 cm) bewertet, wobei 0 kein Schmerz und 100 maximaler Schmerz ist.

Oberschenkelumfang: Das trainierte Bein wird im mittleren Bereich gemessen. Die Messungen werden dreimal vom selben Untersucher durchgeführt, und der Durchschnitt dieser drei Messungen wird für die statistische Analyse verwendet. Es wird ein nicht dehnbares Maßband verwendet. (Lufkin Executive Thinline, Maryland, USA)(7) Kreatinkinase (CK)-Aktivität: 35uL werden aus der Blutprobe (unten) entnommen und auf CK-Aktivität im Blut analysiert (Reflotron, Roche).

Blutproben: Venöse Blutproben werden entnommen und sofort zentrifugiert, um Plasma (1000 g für 10 Minuten bei 4°C) und Erythrozytenfraktion (3000 × g für 10 Minuten bei 20°C) zu gewinnen. Beide Fraktionen werden bei -80°C eingefroren.

Phospholipid-Fettsäurezusammensetzung (Analyse von Fettsäuren in Blut und GR): Quantitative Extraktion der Gesamtlipide aus Erythrozyten und Plasma wird nach Bligh und Dyer (8) mit Zugabe von BHT durchgeführt. Fettsäuremethylester (FAME) aus Erythrozyten und Plasma werden nach Morrison und Smith (9) hergestellt. FAMEs werden mit 0,5 mL Hexan extrahiert. FAMEs werden durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie an Agilent-Geräten (Modell 7890B, Santa Clara, CA, USA) identifiziert und quantifiziert, die mit einer Kapillarsäule (Agilent HP-88, 100 m × 0,250 mm; ID 0,25 μm) und einem Flammenionisationsdetektor (FID) ausgestattet sind. Identifikation und Quantifizierung von FAMEs erfolgen durch Vergleich der Retentionszeiten und Peakflächenprozentwerte unbekannter Proben mit denen des kommerziellen Lipidstandards (Nu-Chek Prep Inc., Elysian, MN, USA). C23:0 wird als interner Standard verwendet (Nu-Chek Prep Inc., Elysian, MN, USA). Daten werden mit dem Hewlett-Packard Chemstation-Softwaresystem verarbeitet.

SPM-Analyse von Plasmalipidmediatoren: Plasmaproben (400 μL) werden in Doppelbestimmung auf Oxylipine mittels HPLC/MS/MS analysiert, wie zuvor beschrieben (10). Kurz gesagt, deuterierte interne Standards (Cayman Chemicals) werden zu Plasmaproben gegeben und auf pH <3,0 eingestellt, bevor die Festphasenextraktion mit Strata-X-SPE-Säulen (Phenomenex) durchgeführt wird, die mit Methanol und dann Wasser bei pH 3,0 vorbehandelt wurden. Proben werden auf die Säulen aufgetragen, gewaschen und freie SPMs mit 100 % Methanol eluiert. Das Eluat wird dann getrocknet und in Lösungsmittel A (Wasser/Acetonitril/Ameisensäure, 70/30/0,02 v/v/v) für die Oxylipinanalyse mittels HPLC/MS/MS resuspendiert, unter Verwendung einer Luna 5-μm C18-Säule (100 Å, 250 × 2,0 mm, Phenomenex) auf einem Shimadzu Nexera XR HPLC, gekoppelt an einem ABSciex QTRAP 6500 MS, der im Negativmodus mit Elektrospray-Ionisation arbeitet. Oxylipine werden mit dem folgenden Gradienten eluiert: 100 % Lösungsmittel A zwischen 0 und 1 min, dann wird Lösungsmittel B (Acetonitril/Isopropylalkohol, 50/50, v/v) linear auf 25 % bei 3 min, 45 % bei 11 min, 60 % bei 13 min, 75 % bei 18 min und 90 % bei 18,5 min erhöht. Lösungsmittel B wird dann bei 90 % bis 20 min gehalten, auf 0 % bei 21 min reduziert und bis 25 min gehalten. Oxylipine werden mit der stabilen Isotopenverdünnungsmethode quantifiziert.

Statistische Analyse: Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung ausgedrückt. Unterschiede werden mit einer zweifaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) mit Fishers Post-hoc-Test (LSD) für multiple Vergleiche zwischen Gruppen und Bewertungszeitpunkten ausgewertet. Ein p-Wert <0,05 wird als statistisch signifikant betrachtet.