Dynaaminen yhteydet aineenvaihduntarajoitusten alla
Tässä tutkimuksessa tutkimme insuliiniresistenssin vaikutusta aivojen ikääntymisen kiihtymiseen ja testaamme, voidaanko hermosolujen lisääntynyttä insuliiniresistenssiä torjua käyttämällä vaihtoehtoisia aineenvaihduntareittejä (esim. ketoneja glukoosin sijaan). Tässä tutkimuksessa on kolme käsivartta, jotka yhdessä tarjoavat synergististä tietoa. Kaikilla kolmella käsivarrella koehenkilöt testataan koehenkilöiden sisäisessä suunnittelussa, joka koostuu 2–3 testausistunnosta 1–14 päivän välein ja tasapainotettu järjestyksen mukaan. Jokaisen istunnon aikana mittaamme polttoaineen (yhdessä istunnossa glukoosi, toisessa ketonit) vaikutusta aivojen aineenvaihduntaan ja siihen liittyvään toimintaan. Arms 1-2:lle ensisijainen kokeellinen mittamme on funktionaalinen magneettikuvaus (fMRI), jonka avulla jäljitämme toiminnallisten verkkojen itseorganisoitumista energian tarjonnan ja kysynnän muutosten seurauksena. Käsissä 1 testataan vähähiilihydraattiseen ruokavalioon siirtymällä tuotettujen endogeenisten ketonien vaikutusta, kun taas osa 2 testaa ravintolisänä kulutettujen eksogeenisten ketonien vaikutusta. Käsivarressa 3 käytämme samanaikaista magneettiresonanssispektroskopiaa/positroniemissiotomografiaa (MR/PET) kvantifioidaksemme eksogeenisten ketonien vaikutusta glutamaatin ja GABA:n, tärkeimpien välittäjäaineiden, tuotantoon.
Koehenkilöille annetaan mahdollisuus osallistua useampaan kuin yhteen aseista, mutta niin ei ole odotettavissa eikä vaadita.
Ennen skannausta koehenkilöt saavat kliinikon antaman History and Physical -tutkimuksen (H&P), joka sisältää elintoimintoja, suun glukoositoleranssitestin (OGTT) ja kattavan metabolisen veripaneelin. Näitä käytetään diabeteksen, munuaissairauden ja elektrolyyttien arvioimiseen. Jos koehenkilöt läpäisevät seulonnan, heille tarjotaan mahdollisuus osallistua yhteen tai useampaan Arms-tutkimukseen, joihin kuuluu hermokuvaus. Saadaksemme kvantitatiivisen mittauksen ajassa vaihtelevasta metabolisesta aktiivisuudesta koko skannauksen aikana, perustuen glukoosin ja ketonin säätelyn kvantitatiivisiin malleihin, sekä voidaksemme toteuttaa turvapysäytyssääntöjä (katso alla), hankimme neulapistoverinäytteitä kolme kertaa: ennen skannausta, glukoosi- tai ketonijuoman nauttimisen jälkeen ja skannauksen päätyttyä. Arvioidaksemme lisääntyneen aineenvaihdunnan tarpeen vaikutuksia mittaamme aivojen vastetta kognitiiviseen kuormitukseen siirtymällä lepotilasta spatiaaliseen päättelyyn Tetris-tehtävän kautta. Lisääntyneen aineenvaihdunnan vaikutusten arvioimiseksi mittaamme aivojen vastetta glukoosi- tai ketonibolukselle.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Interventio / Hoito
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Odotettu)
Vaihe
- Vaihe 4
Yhteystiedot ja paikat
Opiskeluyhteys
- Nimi: Lilianne Mujica-Parodi, PhD
- Puhelinnumero: 631-371-4413
- Sähköposti: lilianne.strey@stonybrook.edu
Tutki yhteystietojen varmuuskopiointi
- Nimi: Antoine Hone-Blanchet, PhD
- Sähköposti: ahone-blanchet@mgh.harvard.edu
Opiskelupaikat
-
-
Massachusetts
-
Charlestown, Massachusetts, Yhdysvallat, 02129
- Rekrytointi
- Martinos Center for Biomedical Research, Building 149
-
Ottaa yhteyttä:
- Botond Antal, MS
- Sähköposti: botond.antal@stonybrook.edu
-
-
New York
-
Stony Brook, New York, Yhdysvallat, 11794
- Aktiivinen, ei rekrytointi
- Bioengineering Building , Stony Brook University
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Kuvaus
Poissulkemiskriteerit:
- klaustrofobia
- aiempi neurologinen sairaus, sydänkohtaus, aivohalvaus, munuaissairaus tai myksedeema
- krooninen alkoholin käyttö
- psykotrooppisten lääkkeiden nykyinen käyttö
- Tyypin 1 diabetes mellitus
- Säännöllinen insuliinin, Metformin®- tai muiden glukoosin ja/tai insuliinin käyttöön vaikuttavien lääkkeiden (statiinit, tulehduskipulääkkeet, beetasalpaajat, glukokortikoidit) käyttö.
- nielemisvaikeudet
- raskaus
- imetys
- PET: Tutki kuvantamiseen liittyvää säteilyaltistusta, joka ylittää nykyiset MGH-radiologian säteilyturvallisuuskomitean ohjeet.
Sisällyttämiskriteerit:
- BMI < 30
- 20/20 näkökyky tai korjattavissa 20/20 piilolinsseillä
- MRI-yhteensopiva
- PET, jossa on valinnainen 150 ml:n verinäyte: Painon on oltava vähintään 110 paunaa riskien minimoimiseksi PHRC-ohjeiden mukaisesti.
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Ensisijainen käyttötarkoitus: Perustiede
- Jako: Satunnaistettu
- Inventiomalli: Crossover-tehtävä
- Naamiointi: Yksittäinen
Aseet ja interventiot
Osallistujaryhmä / Arm |
Interventio / Hoito |
|---|---|
|
Kokeellinen: Metabolinen manipulointi ruokavalion fMRI:n avulla
Kaikki koehenkilöt testataan kolme kertaa, kukin eri ruokavalion aiheuttamassa metabolisessa tilassa: glykolyyttinen (glukoosinpoltto), paasto (8 tuntia ilman ruokaa) ja ketoottinen (rasvanpoltto).
Kun heidän aivonsa skannataan MRI:llä, koehenkilöt testataan aluksi levossa ja suorittavat sitten tehtävän.
Istunnon puolivälissä koehenkilöt poistetaan skannerista ja juovat jopa 75 g glukoosia.
Data-analyysimme kvantifioivat verkon uudelleenorganisoinnin muuttuviin energiarajoitteisiin (eli kognitiiviseen kysyntään, polttoaineeseen).
|
Täydennys annetaan kesken skannauksen.
|
|
Kokeellinen: Aineenvaihduntamanipulaatio Ketonilisän fMRI:n kautta
Kaikki koehenkilöt testataan kahdesti, molemmat kertaa paastotilassa (8 tuntia ilman ruokaa, rajoittamaton vesi).
Kun heidän aivonsa skannataan MRI:llä, koehenkilöt testataan aluksi levossa ja suorittavat sitten tehtävän.
Istunnon puolivälissä koehenkilöt poistetaan skannerista ja juovat jompaakumpaa kahdesta polttoainelähteestä.
Ketoottisessa (ketoneja polttavassa) istunnossa he juovat ketonista urheilujuomaa annostuksella 395mg/kg.
Glykolyyttisen (glukoosia polttavan) istunnon aikana samat koehenkilöt juovat boluksen glukoosia, jonka kalorimäärä vastaa ketoneja.
Data-analyysimme kvantifioivat verkon uudelleenorganisoinnin muuttuviin energiarajoitteisiin (eli kognitiiviseen kysyntään, polttoaineeseen).
|
Täydennys annetaan kesken skannauksen.
Urheilulisä, joka annetaan kesken skannauksen.
|
|
Kokeellinen: Aineenvaihduntamanipulaatio Ketonilisäaineen MR/PET:n kautta
Kaikki koehenkilöt testataan kahdesti, molemmat kertaa paastotilassa (8 tuntia ilman ruokaa, rajoittamaton vesi).
Molemmissa istunnoissa annamme FDG-radioisotooppia suonensisäisesti jatkuvasti koko skannauksen ajan.
Siten PET kartoittaa glukoosin oton aivoissa, kun taas käytämme samanaikaisesti MRS:ää välittäjäaineiden glutamiinin ja GABA:n tuotannon mittaamiseen.
Kun heidän aivonsa skannataan MR/PET:llä, koehenkilöt testataan aluksi levossa ja suorittavat sitten tehtävän.
Koehenkilöt juovat ketonista urheilujuomaa, jonka annos on 395 mg/kg.
Glykolyyttisen (glukoosia polttavan) istunnon aikana samat koehenkilöt juovat boluksen glukoosia, jonka kalorimäärä vastaa ketoneja.
|
Täydennys annetaan kesken skannauksen.
Urheilulisä, joka annetaan kesken skannauksen.
|
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
fMRI-vakausmittaukset: endogeeniset ketonit vs. eksogeeninen glukoosi
Aikaikkuna: Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
BOLD-signaalimittaukset saadaan lähtötilanteessa ja joko glykolyyttisen, paasto- tai ketoottisen tilan aikana.
Oletamme, että ketonit tarjoavat aivoille paremman lähtötason pääsyn energiaan, varsinkin kun yksilöt ikääntyvät ja tulevat insuliiniresistentiksi, ja että myöhempi glukoosin nauttiminen häiritsee tätä pääsyä.
Odotamme myös, että nämä vaikutukset korostuvat, kun aineenvaihduntavaatimukset ovat korkeammat (ts. tehtävä vs. lepotila).
|
Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
|
fMRI-vakausmittaukset: eksogeeniset ketonit vs. eksogeeninen glukoosi
Aikaikkuna: Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
BOLD signaalimittaukset saadaan lähtötilanteessa ja joko glukoosi- tai ketonilisän jälkeen.
Oletamme, että ketonit tarjoavat aivoille paremman lähtötason pääsyn energiaan, varsinkin kun yksilöt ikääntyvät ja tulevat insuliiniresistentiksi, ja että myöhempi glukoosin nauttiminen häiritsee tätä pääsyä.
Odotamme myös, että nämä vaikutukset korostuvat, kun aineenvaihduntavaatimukset ovat korkeammat (ts. tehtävä vs. lepotila).
|
Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
|
PET: glukoosin otto ja välittäjäaineiden tuotanto ketonilisän kanssa ja ilman
Aikaikkuna: Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
MR/PET-skannausten aikana jatkuvaa FDG-infuusiota käytetään mittaamaan glukoosin ottoa sekä levon että työn aikana.
Magneettiresonanssispektroskopiaa käytetään välittäjäaineiden tuotannon mittaamiseen.
Ihmisillä, jotka ovat insuliiniresistenttejä, odotamme alentuneita välittäjäaineiden tasoja, jotka sitten täydentyvät eksogeenisten ketonien kautta.
Oletamme myös, että nämä vaikutukset korostuvat, kun aineenvaihduntavaatimukset ovat korkeammat (ts. tehtävä vs. lepotila).
|
Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
Toissijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Aikaikkuna |
|---|---|
|
Kognitiivinen suorituskyky arvioidaan ja korreloidaan aivojen vakausarvojen ja insuliiniresistenssitasojen kanssa
Aikaikkuna: Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
Kahden viikon sisällä ilmoittautumisen päättymisestä
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Yhteistyökumppanit
Tutkijat
- Päätutkija: Lilianne Mujica-Parodi, PhD, Stony Brook University
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Todellinen)
Ensisijainen valmistuminen (Odotettu)
Opintojen valmistuminen (Odotettu)
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Muita asiaankuuluvia MeSH-ehtoja
Muut tutkimustunnusnumerot
- 2015P000652
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Yhdysvalloissa valmistettu ja sieltä viety tuote
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .