Identificación de biomarcadores específicos de músculo de beta-oxidación de ácidos grasos (FL-68)

Los investigadores utilizarán varias plataformas integrales de análisis de metabolitos de última generación para probar la hipótesis de que metabolitos sistémicos específicos o firmas de metabolitos se correlacionan con la combustión de ácidos grasos miocelulares. Luego, los investigadores determinarán si dichos metabolitos reflejan de hecho el estado de salud metabólico como se predijo, al determinar si los perfiles se alteran en sujetos obesos cuya sensibilidad a la insulina y oxidación de FA muscular mejora mediante el ejercicio aeróbico y la intervención dietética. Específicamente, este estudio está investigando la utilidad de los perfiles metabolómicos que reflejan la combustión de grasa muscular para predecir los cambios en la salud metabólica luego de una intervención de dieta y ejercicio en sujetos obesos. Los investigadores plantean la hipótesis de que los biomarcadores que reflejan la ß-oxidación muscular normal y eficiente aumentarán, y los marcadores que indican una mala combustión de grasa muscular se reducirán, en una cohorte de sujetos obesos sedentarios después de someterse a un protocolo de dieta y ejercicio de 4 meses que aumentará la aptitud muscular y mejorar la acción de la insulina.

En previsión de que 16 sujetos completen el estudio, se reclutarán hasta 20 mujeres obesas de las áreas de Davis y Sacramento y se les pedirá que participen en un régimen de pérdida de peso que implique restricción calórica (reducción de ~25 % de la ingesta calórica típica, con rotación de 7 -menús diarios basados ​​en composiciones de nutrientes que reflejan las Pautas dietéticas de EE. UU.) y ejercicio aeróbico regular diseñado para lograr una pérdida de peso del 10 % durante 4 meses (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Los voluntarios que se incluirán en este estudio tendrán las siguientes características: 30 a 50 años de edad, IMC entre 30 y 34,9 con peso corporal autoinformado estable durante los últimos 6 meses, sedentarios (que no participen en un programa de ejercicio regular, ejercicio planificado típico ≤30 min. por semana evaluada mediante un cuestionario telefónico de preselección), no fumador, sin signos clínicos de infección (es decir, sin fiebre, CBC wnl), sin antecedentes personales de enfermedad cardiovascular, sin elevaciones clínicamente significativas de la presión arterial o diabetes, sin medicamentos regulares (excepto anticonceptivos orales, medicamentos para alergias) o abuso de drogas. Estos estudios iniciales involucrarán a mujeres solo para (a) reducir la variabilidad potencial de metabolitos relacionados con el sexo y (b) para coincidir mejor con las características de los sujetos en estudios previos. Cada sujeto servirá como su propio control, con cambios en los perfiles de metabolitos después de la intervención calculada para cada individuo. Se realizarán mediciones de insulina y glucosa posteriores a la absorción para estimar la sensibilidad a la insulina mediante HOMA, y se usarán patrones después de un tratamiento previo y posterior a una OGTT para evaluar el índice de sensibilidad a la insulina utilizando el método de Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Los cambios individuales en los valores de sensibilidad a la insulina y HOMA que comparan los períodos antes y después de la intervención se considerarán indicativos de cambios en la acción de la insulina. Se llevará a cabo un protocolo de ejercicio agudo para provocar el trabajo muscular durante 20 min. para aumentar el flujo metabólico de AF en el músculo, una estrategia diseñada para enriquecer el plasma con metabolitos musculares. Las diferencias en las variables de resultado se probarán mediante ANOVA de medidas repetidas para determinar la importancia de las interacciones de la sesión de ejercicio de intervención de acondicionamiento físico y la serie de ejercicio de intervención.

Evaluación: después de firmar el formulario de consentimiento, se tomarán muestras de sangre en ayunas (hasta 20 ml) y signos vitales para garantizar que los sujetos potenciales cumplan con los criterios clínicos. Se determinará la altura y el peso y se realizarán entrevistas para evaluar si cumplen con los criterios antes mencionados. El peso corporal se medirá con una precisión de 0,1 kg y los sujetos llevarán uniformes quirúrgicos ligeros. La altura se medirá con una precisión de 0,1 cm utilizando un estadiómetro Ayrton modelo S100 montado en la pared (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). El índice de masa corporal (IMC) se calculará como kg/m2. La circunferencia de la cintura se medirá en posición de pie, con mediciones obtenidas a mitad de camino entre el margen lateral de la costilla inferior y la cresta ilíaca. La medición se tomará a mitad de la exhalación y se registrará el promedio de dos lecturas. El perímetro de la cadera se medirá en la máxima protuberancia de los glúteos. Se extraerán 5 ml de sangre adicionales 2 horas después de que los sujetos consuman una bebida que contenga una dosis de 75 g de azúcar (una prueba de tolerancia a la glucosa oral abreviada) para evaluar la sensibilidad a la insulina. Se utilizará un cuestionario de Baecke para evaluar el nivel de actividad física que se utilizará en los cálculos de DRI de las calorías de mantenimiento para la introducción previa a la intervención. Para minimizar la variabilidad en nuestras medidas de resultado que pueden introducir los cambios hormonales del ciclo menstrual, nos esforzaremos por mantener la consistencia evaluando a los sujetos durante la fase folicular del ciclo menstrual (según lo estimado por los registros del ciclo de cada mujer), preferiblemente comenzando el día 4 del ciclo menstrual. Los sujetos que toman medicación anticonceptiva también serán evaluados preferiblemente en el día 4 de su ciclo menstrual. Los sujetos recibirán un calendario e instrucciones para registrar sus ciclos menstruales durante todo el estudio. A los sujetos elegibles se les pedirá que visiten el WHNRC varias veces, de la siguiente manera:

Semana de prueba 1: En el día 4 de su ciclo menstrual, los sujetos acudirán a la clínica para el comienzo de la Semana de prueba 1. Cada día, los sujetos recibirán comidas preparadas para comer en el WHNRC, o se empaquetarán para acompañar las instrucciones finales de preparación. Durante la semana de prueba, los sujetos recibirán comidas y refrigerios para un menú de 7 días preparado por Metabolic Kitchen de WHNRC y basado en las Pautas dietéticas de EE. UU. y recetado para mantener un peso corporal estable. A los voluntarios se les proporcionará un estudio diario de suplementos multivitamínicos y se les pedirá que se abstengan de tomar suplementos dietéticos personales o vitaminas durante el estudio. Esto está diseñado para garantizar un perfil nutricional similar en todos los sujetos, antes de obtener biofluidos para el análisis metabolómico para minimizar la variabilidad fisiológica. Los sujetos se pesarán diariamente durante las semanas de prueba 1 y 2 para garantizar el mantenimiento del peso corporal y las prescripciones dietéticas ajustadas si es necesario. Durante esta semana de prueba, cada sujeto participará en una sesión de instrucción sobre la dieta y el cumplimiento de la dieta proporcionada bajo la guía de un dietista registrado. Esta instrucción se puede realizar individualmente o en grupo. La dieta de cada persona (basada en las Pautas dietéticas de los EE. UU.) y el plan de ejercicios se diseñarán para lograr un objetivo de pérdida de peso corporal del 10 % y mejorar el estado físico durante el período de intervención de 16 semanas. Semana de prueba 2: la semana de prueba 2 duplica la semana de prueba 1. Los sujetos se programarán según las predicciones de sus calendarios menstruales. Esto podría significar que los sujetos continuarán haciendo ejercicio durante días adicionales para coincidir con el día menstrual 4 cuando se proporciona la dieta y comienzan las pruebas. El ejercicio agudo será un 40-50% del VO2max de la semana de prueba 1.