Identification de biomarqueurs musculaires spécifiques de la bêta-oxydation des acides gras (FL-68)

Les chercheurs utiliseront plusieurs plates-formes complètes d'analyse de métabolites de pointe pour tester l'hypothèse selon laquelle des métabolites systémiques spécifiques ou des signatures de métabolites sont en corrélation avec la combustion des acides gras myocellulaires. Les chercheurs détermineront ensuite si lesdits métabolites reflètent en fait l'état de santé métabolique tel que prévu, en déterminant si les profils sont modifiés chez les sujets obèses dont la sensibilité à l'insuline et l'oxydation des FA musculaires sont améliorées grâce à l'exercice aérobie et à une intervention diététique. Plus précisément, cette étude étudie l'utilité des profils métabolomiques reflétant la combustion des graisses musculaires pour prédire les changements de santé métaboliques après une intervention sur le régime alimentaire et l'exercice chez les sujets obèses. Les chercheurs émettent l'hypothèse que les biomarqueurs reflétant une ß-oxydation musculaire normale et efficace seront augmentés et que les marqueurs indiquant une mauvaise combustion des graisses musculaires seront réduits, dans une cohorte de sujets obèses sédentaires après avoir suivi un protocole de régime-exercice de 4 mois qui augmentera la forme musculaire et améliorer l'action de l'insuline.

En prévision de 16 sujets complétant l'étude, jusqu'à 20 femmes obèses seront recrutées dans les régions de Davis et de Sacramento et invitées à participer à un régime de perte de poids impliquant une restriction calorique (réduction d'environ 25 % de l'apport calorique typique, avec une rotation de 7 menus quotidiens basés sur des compositions nutritionnelles reflétant les directives diététiques américaines) et des exercices aérobiques réguliers conçus pour viser une perte de poids de 10 % sur 4 mois (Goodpaster et al., Diabetes 52 : 2191-97, 2003). Les volontaires à inclure dans cette étude auront les caractéristiques suivantes : âge 30-50, IMC entre 30 et 34,9 avec un poids corporel autodéclaré stable au cours des 6 derniers mois, sédentaire (ne participant pas à un programme d'exercice régulier, exercice planifié typique ≤30 min. par semaine évalué par un questionnaire téléphonique de présélection), non-fumeur, aucun signe clinique d'infection (c. médicaments réguliers (à l'exception des contraceptifs oraux, des médicaments contre les allergies) ou de la toxicomanie. Ces études initiales n'impliqueront que des femmes afin de (a) réduire la variabilité potentielle des métabolites liés au sexe et (b) mieux correspondre aux caractéristiques des sujets dans les études précédentes. Chaque sujet servira de son propre contrôle, avec des changements dans les profils de métabolites suite à l'intervention calculés pour chaque individu. Des mesures d'insuline et de glucose post-absorption seront effectuées pour estimer la sensibilité à l'insuline par HOMA, et les schémas suivant un OGTT avant et après le traitement seront utilisés pour évaluer l'indice de sensibilité à l'insuline en utilisant la méthode de Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Les changements individuels des valeurs de HOMA et de sensibilité à l'insuline comparant les périodes pré- et post-intervention seront considérés comme indicatifs de changements dans l'action de l'insuline. Un protocole d'exercices aigus pour solliciter le travail musculaire sera réalisé sur 20 min. pour augmenter le flux métabolique des AG dans le muscle, une stratégie conçue pour enrichir le plasma avec des métabolites musculaires. Les différences dans les variables de résultats seront testées par une ANOVA à mesures répétées pour déterminer l'importance de l'exercice d'intervention sur la condition physique et des interactions entre l'exercice d'intervention et l'exercice.

Dépistage : Après avoir signé le formulaire de consentement, une prise de sang initiale à jeun (jusqu'à 20 mL) et des signes vitaux seront pris pour s'assurer que les sujets potentiels répondent aux critères cliniques. La taille et le poids seront déterminés et des entretiens seront menés pour évaluer s'ils répondent aux critères susmentionnés. Le poids corporel sera mesuré au 0,1 kg près avec des sujets portant des blouses chirurgicales légères. La taille sera mesurée au 0,1 cm près à l'aide d'un stadiomètre Ayrton modèle S100 monté au mur (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). L'indice de masse corporelle (IMC) sera calculé en kg/m2. Le tour de taille sera mesuré en position debout, avec des mesures obtenues à mi-chemin entre le bord latéral des côtes inférieures et la crête iliaque. La mesure sera prise au milieu de l'expiration et la moyenne de deux lectures sera enregistrée. Le tour de hanche sera mesuré à la protubérance maximale des fesses. 5 ml supplémentaires de sang seront prélevés 2 heures après que les sujets aient consommé une boisson contenant une dose de 75 g de sucre (un test de tolérance au glucose oral abrégé) afin d'évaluer la sensibilité à l'insuline. Un questionnaire Baecke sera utilisé pour évaluer le niveau d'activité physique à utiliser dans les calculs DRI des calories d'entretien pour la phase d'introduction avant l'intervention. Pour minimiser la variabilité de nos mesures de résultats qui peut être introduite par les changements hormonaux du cycle menstruel, nous nous efforcerons de maintenir la cohérence en évaluant les sujets pendant la phase folliculaire du cycle menstruel (comme estimé par les enregistrements du cycle pour chaque femme), de préférence à partir du jour 4 du cycle menstruel. Les sujets sous médication contraceptive seront également de préférence évalués au jour 4 de leur cycle menstruel. Les sujets recevront un calendrier et des instructions pour enregistrer leurs cycles menstruels tout au long de l'étude. Les sujets éligibles seront invités à visiter le WHNRC plusieurs fois, comme suit :

Semaine de test 1 : Le jour 4 de leur cycle menstruel, les sujets viendront à la clinique pour le début de la semaine de test 1. Chaque jour, les sujets recevront des repas préparés à manger au WHNRC, ou emballés pour accompagner les instructions de préparation finales. Au cours de la semaine de test, les sujets recevront des repas et des collations pour un menu de 7 jours préparé par la WHNRC Metabolic Kitchen et basé sur les directives diététiques américaines et prescrit pour maintenir un poids corporel stable. Les volontaires recevront une étude quotidienne de suppléments multivitaminés et devront s'abstenir de prendre des suppléments alimentaires ou des vitamines personnels pendant l'étude. Ceci est conçu pour assurer un profil nutritionnel similaire chez tous les sujets, avant d'obtenir des biofluides pour l'analyse métabolomique afin de minimiser la variabilité physiologique. Les sujets seront pesés quotidiennement pendant les semaines de test 1 et 2 pour assurer le maintien du poids corporel et les prescriptions diététiques ajustées si nécessaire. Au cours de cette semaine de test, chaque sujet participera à une séance d'instruction concernant le régime alimentaire et l'observance du régime alimentaire sous la direction d'un diététicien agréé. Cette instruction peut être donnée individuellement ou en groupe. Le régime alimentaire de chaque individu (basé sur les directives diététiques américaines) et le plan d'exercice seront conçus pour obtenir un objectif de perte de poids corporel de 10 % et pour améliorer la forme physique au cours de la période d'intervention de 16 semaines. Semaine de test 2 : La semaine de test 2 duplique la semaine de test 1. Les sujets seront programmés en fonction des prévisions de leurs calendriers menstruels. Cela pourrait signifier que les sujets continueront à faire de l'exercice pendant des jours supplémentaires afin de coïncider avec le jour menstruel 4 lorsque le régime est fourni et que les tests commencent. L'exercice aigu sera de 40 à 50 % de la VO2max de la semaine de test 1.