La métrica de saciedad ómnibus: predicción de la saciedad en humanos a través del cerebro, la sangre y datos subjetivos (OmniSaM)

La estrategia general es dar a los sujetos alimentos de precarga de combinaciones variables de proporciones de proteína a carbohidratos (dos niveles) y carga calórica (dos niveles), probando el efecto que esto tiene en el consumo ad libitum, usando métricas de neuroimagen, sensoriales y endocrinas como predictor. variables

Los investigadores realizarán un estudio cruzado de medidas repetidas, lo que significa que todos los sujetos estarán expuestos a las cuatro combinaciones de proporción de proteínas a carbohidratos y cargas calóricas.

Un total de 25 sujetos completarán el estudio. Los sujetos consumirán una bebida de precarga de batido fuera del escáner de resonancia magnética (MR-scanner) y después de un tiempo de espera de 4 horas durante las cuales se obtienen medidas de escaneo, endocrinas y sensoriales, los sujetos comerán una comida ad libitum que consiste en espaguetis preparados estandarizados. boloñesa

Las medidas endocrinas y sensoriales continuarán hasta una hora después de la ingesta de la comida ad libitum. Todos los sujetos se someterán a cuatro días de prueba de ~5 horas en el Centro Danés de Investigación de Resonancia Magnética (DRCMR), Hospital Hvidovre, un máximo de un día de prueba por semana debido a consideraciones de pérdida de sangre.

Los días de estudio los participantes llegarán a las 11:30 horas habiendo ayunado desde las 22:00 horas de la tarde anterior con un consumo fijo de 200 ml de agua por la mañana 2 horas antes de la prueba.

Se colocará una cánula intravenosa en el brazo de los participantes para tomar muestras de sangre, y se recolectarán muestras de sangre de referencia y medidas de referencia de las sensaciones del apetito. En el momento 0, se indicará al participante que consuma un batido de precarga de Queal (Queal, Queal Smooth Vanilla, Queal Quick Meal, Países Bajos) con aislado de proteína de suero de leche (LACPRODAN SP-9225 INSTANT, Arla Foods Ingredients, Dinamarca) o monohidrato de lactosa (VARIOLAC 992, Arla Foods Ingredients, Dinamarca) y agua.

Esta comparación de candidatos está diseñada para explotar las diferencias conocidas en la capacidad de saciedad tanto para la carga calórica como para la proteína a los carbohidratos. que el método puede desarrollarse como una prueba de principio.

Junto con las precargas, los participantes beberán 200 ml de agua que contienen 1,5 g de paracetamol como trazador del vaciado gástrico. Luego, los participantes se colocarán en una cama conectada al escáner de resonancia magnética y comenzará la exploración de fMRI. El escaneo se detendrá en breve al presentar cuestionarios y tomar muestras de sangre. En las siguientes dos horas y media, los participantes alternarán entre ser escaneados, descansar y completar cuestionarios, repitiendo en intervalos de ~ 15 minutos. A ~t=180 min se servirá una comida ad libitum de espaguetis a la boloñesa. Se indicará a los sujetos que coman hasta sentirse satisfechos y la ingesta se calculará mediante el peso de los alimentos consumidos. El muestreo de sangre y las medidas sensoriales continuarán hasta una hora después de la ingesta de la comida ad libitum.

Muestras de sangre: Las muestras se extraerán por vía intravenosa mediante un catéter en la fosa cubital, tomadas a intervalos regulares de entre 5 y 30 minutos desde t=-15 hasta t=240 que incluye la prueba 1 hora después de la comida ad libitum. La cantidad de sangre extraída de los participantes será de un máximo de 180 ml (por cada día de prueba), lo que no supondrá ningún riesgo para los participantes que están todos sanos (normalmente, la donación voluntaria de sangre implica donar 500 ml).

Los participantes serán evaluados no más de una vez por semana de modo que haya suficiente tiempo para recuperarse de la pérdida de sangre experimental. Se medirán glucosa, insulina, péptido C y CCK, PYY, grelina, GIP, GLP-1, FFA, triglicéridos y glucagón. Las muestras de sangre se centrifugarán, el plasma y el suero se pipetearán, congelarán y etiquetarán con datos personales no sensibles ni identificables para análisis posteriores.

Las muestras de suero/plasma se analizarán en Bioquímica Clínica, Hospital Hvidovre, donde se realizan análisis bioquímicos automáticos. Otros análisis bioquímicos que no se puedan realizar localmente serán enviados a nuestro laboratorio colaborador ya sea en A) Instituto de Biomedicina (Profesor Jens Juul Holst), que cuenta con equipos específicos para análisis de muestras de sangre para hormonas intestinales o B) Departamento de Endocrinología e Interna Medicina, Hospital Universitario de Aarhus (Profesor Kjeld Hermansen) que realizará otro subconjunto de análisis bioquímicos.

Medidas subjetivas del apetito: Las sensaciones subjetivas se medirán presentando preguntas sobre; agrado, hambre, plenitud, saciedad, deseos, consumo prospectivo y sed, una pregunta a la vez en orden aleatorio. Se tomarán medidas apetitivas regularmente a lo largo del día de la prueba, desde antes de la ingesta de precarga hasta el consumo de comida después del consumo ad libitum.

Cuando están acostados en el escáner, los sujetos calificarán la magnitud de sus respuestas en una escala analógica visual (VAS), presionando botones. Y fuera del escáner, estas respuestas se registrarán a través de un VAS equivalente de lápiz y papel.

Exploración por resonancia magnética: durante la exploración por resonancia magnética, los participantes se insertan en un tubo largo, rodeado por una bobina, que produce un fuerte campo magnético. Al cambiar la pendiente del campo magnético, podemos detectar la oxigenación de la sangre. Los sujetos serán escaneados a través de diferentes secuencias de imágenes. El participante no podrá notar la diferencia entre estos, pero escuchará que el escáner emite una variedad de sonidos, según la secuencia que se esté ejecutando.

Durante una exploración, se toman las diversas imágenes anatómicas del cerebro. Además, los investigadores miden los cambios en la señal magnética generada por un aumento de la oxigenación de la sangre en ciertas partes del cerebro. Esta es la señal BOLD, y es el propósito de la fMRI.

Los sujetos se insertarán en el escáner en el punto de tiempo ~t=15, alrededor de t=180 con un descanso de 10 minutos fuera del escáner en el punto de tiempo ~t=80. Desde t=0, los sujetos beberán la precarga de queal antes de ingresar al escáner. Los sujetos realizarán las calificaciones subjetivas en el escáner (especificadas anteriormente) en los puntos de tiempo posteriores a las muestras de sangre. El escaneo se detendrá en breve para permitir que se tomen muestras de sangre.

Para tomar muestras de sangre, un investigador se acercará al sujeto que permanecerá en el orificio del imán durante todo el tiempo y extraerá sangre del catéter. Una vez que se hayan recopilado las muestras de sangre y las calificaciones del apetito, se reanudará el escaneo. En los intervalos entre secuencias funcionales, se ejecutará estructural estándar, con una duración aproximada de 15 minutos. Los sujetos serán escaneados funcionalmente hasta 6 veces más.

Una vez completado, los sujetos serán retirados del escáner y completarán el resto del experimento en una sala de pruebas cercana.

Comida ad libitum: en ~ t = 180, los sujetos comenzarán la comida ad libitum (todo lo que pueda comer) de espagueti a la boloñesa, en una habitación privada dedicada, donde estarán solos y sin ser observados. Pueden sentarse y comer hasta 30 minutos. Se indicará a los sujetos que coman hasta que estén "agradablemente saciados". Después del consumo, la cantidad ingerida se calculará por el diferencial de peso. Los sujetos recibirán 200 ml de agua durante la comida (ingesta forzada).

Medidas adicionales: dado que la actividad física puede afectar el apetito y, en última instancia, la ingesta de energía en la comida ad libitum, se restringirá el gasto de energía aconsejando a los participantes que se abstengan de realizar actividad física de alta intensidad tres días antes de cada día de prueba.

Además, en los días de prueba, los participantes deben viajar en un vehículo automatizado al hospital para garantizar un bajo nivel de actividad física inmediatamente antes de la prueba. Para medir los niveles de actividad física de los participantes se utilizará un rastreador de actividad. Los participantes recibirán un rastreador de actividad como mínimo cuatro días antes del día de la prueba y recibirán instrucciones sobre su uso.

Se tomarán muestras de sangre durante cada día de estudio (para un total de 720 ml durante 4 días con un mínimo de 1 semana entre cada día de prueba). En cada día de prueba, las muestras de sangre se centrifugarán, el plasma o suero se pipeteará, congelará y etiquetará con datos personales no sensibles y no identificables para el análisis por lotes después de completar todo el ensayo.

Las muestras de suero/plasma se analizarán en Bioquímica Clínica, Hospital Hvidovre, donde se realizan análisis bioquímicos automáticos. Otros análisis bioquímicos que no se puedan realizar localmente serán enviados a un laboratorio colaborador ya sea en A) Sección de Investigación de Endocrinología, Instituto Panum (Profesor Jens Juul Holst), que cuenta con equipo específico para el análisis de muestras de sangre para hormonas intestinales o B) Departamento de Endocrinología y Medicina Interna, Hospital Universitario de Aarhus (Profesor Kjeld Hermansen) que realizará otro subconjunto de análisis bioquímicos. Todas las muestras se conservarán hasta su análisis en un biobanco de investigación en el hospital de Hvidovre.

Las muestras no analizadas se conservarán hasta el 01/01/2027, después de lo cual se destruirán de acuerdo con los procedimientos de rutina. El biobanco solo es accesible para el personal investigador implicado en el proyecto. Los participantes proporcionan contenido informado por escrito sobre la cantidad y el almacenamiento de las muestras de sangre y pueden retirar el consentimiento en cualquier momento, lo que resultará en la destrucción del material biológico.

Cálculos de potencia: 25 x 4 medidas repetidas = 100 puntos de datos. Para una prueba de dos colas, para un tamaño de efecto medio con un valor de f-cuadrado de 0,15, para un alfa de 0,05. Con 35 variables predictoras (25 factores de sujeto y luego 10 variables predictoras agregadas) tenemos 64 grados de libertad, la potencia calculada para este diseño > 0,9. Si calculamos el poder para inferir el efecto de la proporción de proteínas a carbohidratos en el consumo, el poder también es muy alto. Si suponemos un tamaño del efecto del 10% de diferencia en el consumo desde la relación proteína/carbohidratos más baja hasta la más alta, entonces esa es una pendiente de 3,85 (con respecto a la relación log PC). Si la hipótesis nula es una pendiente de 0, con sd de 4, entonces la potencia también es > 0,9.