Glutamát-kiegészítés fiatal férfiakban

A glutamát a glükóz metabolizmusának számos aspektusában részt vesz az izomzatban és a májban egyaránt, szerepe azonban még nem teljesen meghatározott. Ez az elsődleges aminosav, amelyet a vázizom nyugalmi és gyakorlása során vesz fel, ahol kölcsönhatásba lép a (glikolízisből származó) piruváttal, és a TCA-ciklus közbenső 2-oxoglutarátot és a glükoneogén prekurzor alanint állítja elő. A glutamát a glutamin, egy másik glükoneogén prekurzor előállításához is szükséges, intramuszkuláris reakciók során ammóniával. Tekintettel arra, hogy a vázizomzat felelős a teljes test glükóz ártalmatlanításának 85%-áért, különösen fontos a glutamát, a rokon aminosavak és a glükóz homeosztázis közötti kölcsönhatás vizsgálata. Annak ellenére azonban, hogy számos kapcsolata van az energiaellátással, a glutamát szerepe a vázizomzat glükóz metabolizmusában továbbra is kevéssé ismert.

Kevés tanulmány manipulálta mind a glutamát, mind a glükóz keringő koncentrációját emberben, és egyik sem értékelte ennek az egyedülálló manipulációnak a vázizomszövetre gyakorolt ​​hatását. Egészséges fiatal felnőtteknél körülbelül 10 g-os mononátrium-glutamát (MSG) adagja átmenetileg megemeli a plazma (700-800%) és az intramuszkuláris (30%) glutamát koncentrációját. Az akut MSG-kiegészítés serkenti az aszpartát, alanin és glutamin plazmakoncentrációjának mérsékelt növekedését is (amelyek glutamátból termelődnek az izomban, majd a keringésbe kerülnek). Érdekes módon az inzulin az MSG-kiegészítés hatására választódik ki, amely hatás úgy tűnik, hogy a glutamát kötődik a hasnyálmirigy serkentő aminosav receptorához. A hasnyálmirigyre kifejtett hatásán túlmenően néhány bizonyíték arra utal, hogy a glutamát másodlagos hírvivőként működhet azáltal, hogy fokozza a glükóz-stimulált inzulin szekréciót a fokozott szénhidrát (CHO) elérhető időszakokban. A glutamátnak az inzulinra gyakorolt ​​másodlagos hatása azonban kevéssé ismert.

A glutamát azon képessége, hogy önállóan serkenti az inzulinszekréciót, további alátámasztást nyújt a glutamát és a glükóz metabolizmus közötti összefüggéshez, ennek ellenére eddig csak két tanulmányban alkalmaztak MSG-t orális glükóz-kihívás során, hogy közvetlenül megvizsgálják ezt a kapcsolatot. Egy vizsgálatban az MSG-nek nincs hatása a glükóz toleranciára, azonban a plazma glutamát csúcsértéke drámaian lecsökkent ebben a vizsgálatban a korábbi jelentésekhez képest (~ 80 vs. 400-500 µM), valószínűleg azért, mert a glutamát visszamarad a bélben a társhatás következtében. -lenyelés CHO-val. Egy külön tanulmányban a szerzők módszertani megközelítést dolgoztak ki ennek a problémának a megkerülésére: az MSG és a CHO adagolásának 30 perccel történő eltolásával a plazma glutamát és glükóz szintje jelentősen és egyidejűleg emelkedett. Ezenkívül az MSG beadása javította a glükóz toleranciát. Ezen megállapítások alátámasztására a glükóz-clearance javulását is beszámolták egy magas zsírtartalmú, nátrium-glutamáttal kombinált étkezést követően. Érdekes módon nem minden tanulmány figyelt meg fokozott inzulinszekréciót magasabb glutamát-elérhetőség mellett. Ez arra utal, hogy a szénhidrát azon képessége, hogy serkenti az inzulinszekréciót, felülmúlhatja a glutamátnak erre a hormonra gyakorolt ​​hatását, de a specifikus mechanizmusok még teljesen tisztázandók.

A közelmúltban a kutatók sejtkultúra-modellt fejlesztettek ki annak kimutatására, hogy a glutamát inzulin hiányában serkenti a glükózfelvételt patkány L6 myotubusokban. Ez azt sugallja, hogy a glutamát közvetlenül képes hatni a vázizomzatra, és alátámasztja a korábbi megállapításokat, miszerint akut MSG-kiegészítés hatására javult a glükóztolerancia, annak ellenére, hogy az inzulinszekréció nem nőtt tovább. Ezenkívül a sejtadatok azt mutatják, hogy a glutamát által stimulált glükózfelvétel a glükóz transzporter 4 (GLUT4) megnövekedett szarkolemmába való transzlokációjából ered, az AMP-aktivált protein kináz (AMPK) és a p38 mitogén által aktivált protein kináz (MAPK) aktiválása révén. Lehetséges, hogy ezek a mechanizmusok alátámasztják az emberek glükóztoleranciájának glutamát által közvetített javulását. Ezt azonban – csakúgy, mint a glükóz sorsát, amikor az izomsejt felveszi – még nem vizsgálták.

A glutamát és a glükóz metabolizmusa között nagyfokú kölcsönhatás áll fenn, de továbbra sem világos, hogy a glutamát és a glükóz emelkedett plazmakoncentrációi befolyásolják-e egymás felvételét az emberi vázizomzatba, valamint az azt követő megfelelő intramuszkuláris metabolikus reakciókat. Ezért ennek a tanulmánynak az átfogó célja, hogy feltárja az akut MSG+CHO-kiegészítés hatásait a plazma és intramuszkuláris aminosav-koncentrációra, valamint a vázizomzat glükóz-anyagcseréjének szempontjait egészséges fiatal férfiaknál, összehasonlítva az MSG és CHO bevételével. egyedül.

A kutatók 30 perccel elosztják az MSG és a CHO adagolását, hogy a glutamát és a glükóz egyidejű csúcskoncentrációját érjék el. Ilyen feltételek mellett a cél:

Elsődleges:

1. Számszerűsítse és hasonlítsa össze a keringő glutamát és az intramuszkuláris glutamát változásait MSG+CHO és MSG önmagában.
2. Értékelje az MSG+CHO akut hatását az intramuszkuláris szabad aminosavkészletre (különösen az aszpartátra, alaninra és glutaminra), összehasonlítva az MSG önmagában történő alkalmazásával.

Másodlagos:

1. Erősítse meg korábbi tanulmányunk (7) megállapításait, amelyek kimutatták, hogy az MSG+CHO csökkenti a plazma glükózszintjének emelkedését (de nem befolyásolja az inzulin vagy a C-peptid koncentrációját), összehasonlítva a CHO-val önmagában.
2. Határozza meg, hogy az MSG+CHO összefüggésben van-e nagyobb vagy kisebb fokú jelátvitellel az AMPK/p38 MAPK és/vagy inzulin útvonalon keresztül a vázizomzatban, mint az MSG és a CHO önmagában.
3. Fedezze fel, hogy a vázizomzat glükózfelvételének, tárolásának és/vagy felhasználásának szempontjai megváltoznak-e az MSG+CHO során, a CHO-hoz képest.

A kutatók azt feltételezik, hogy amikor a glutamát és a glükóz egyidejűleg csúcskoncentrációban állnak rendelkezésre a keringésben, akkor megfigyelik:

Elsődleges:

1. Alacsonyabb keringési és intramuszkuláris glutamát koncentrációk MSG+CHO után, mint az MSG önmagában.
2. Hasonló intramuszkuláris koncentrációjú aszpartát, alanin és glutamin válaszként MSG+CHO és MSG önmagában.

Másodlagos:

1. A plazma glükózszintjének tompa emelkedése (de nincs különbség az inzulin vagy a C-peptid koncentrációjában) MSG+CHO után, összehasonlítva a CHO önmagával történő kezelésével.
2. A fehérjék fokozott expressziója és aktiválása mind az AMPK/p38 MAPK-hoz, mind az inzulin jelátvitelhez kapcsolódik MSG+CHO után. Azonban az AMPK/p38 MAPK jelátvitel a legnagyobb az MSG önmagában történő alkalmazása után, az inzulin jelátviteli útvonal elhanyagolható aktiválásával. Ezzel szemben, az inzulin jelátvitel a legnagyobb csak CHO után, elhanyagolható jelátvitel mellett az AMPK/p38 MAPK-n keresztül.

A vázizomzat fokozott glükózfelvétele (pl. megnövekedett GLUT4 transzlokáció a plazmamembránba) és hasznosulás (azaz. megnövekedett glikolízis sebessége és a TCA-cikluson keresztüli átáramlás), összehasonlítva a CHO önmagában történő alkalmazásával.

Azok a jogosult fiatal férfiak, akik hozzájárultak a részvételhez, 4 alkalommal látogatják meg a laboratóriumot, mindegyiket körülbelül 1 hetes kimosási időszak választja el. A testösszetétel, a fittség stb. értékelésére irányuló kiindulási felmérések sorozatát követően (1. látogatás) a résztvevők 3 próbát (2., 3. és 4. látogatás) végeznek el, véletlenszerű sorrendben. Mind a 3 kísérletnél a résztvevők autóval vagy tömegközlekedéssel érkeznek a laboratóriumba egy 8-12 órás éjszakai böjt után (előző este éjfél után nem fogyasztanak ételt vagy italt, kivéve a vizet). A katétert behelyezik egy antecubitalis vénába, és éhgyomri vérmintát vesznek (~8 ml). A résztvevők ezután 5 percen belül 150 mg/testtömeg-kg MSG-t vagy placebót fogyasztanak. Vérvétel (~8 ml) a következő időpontokban történik: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 és 120 perc. Közvetlenül a 30 perces vérvétel után a résztvevők egy 75 g szénhidrát (dextróz) italt vagy egy második placebót fogyasztanak. Az utolsó vérminta vétele után a katétert eltávolítják. Az egyes vizsgálatok során levett vér teljes mennyisége ~88 ml lesz.