Identificazione di biomarcatori muscolo-specifici della beta-ossidazione degli acidi grassi (FL-68)

I ricercatori utilizzeranno diverse piattaforme complete di analisi dei metaboliti all'avanguardia per testare l'ipotesi che specifici metaboliti sistemici o firme di metaboliti siano correlati alla combustione degli acidi grassi miocellulari. I ricercatori determineranno quindi se detti metaboliti riflettono effettivamente lo stato di salute metabolica come previsto, determinando se i profili sono alterati in soggetti obesi la cui sensibilità all'insulina e l'ossidazione muscolare FA ß è migliorata attraverso l'esercizio aerobico e l'intervento dietetico. In particolare, questo studio sta studiando l'utilità dei profili metabolomici che riflettono la combustione del grasso muscolare nel prevedere i cambiamenti metabolici della salute in seguito a dieta ed esercizio fisico in soggetti obesi. I ricercatori ipotizzano che i biomarcatori che riflettono una ß-ossidazione muscolare normale ed efficiente saranno aumentati e i marcatori indicativi di una scarsa combustione del grasso muscolare ridotti, in una coorte di soggetti obesi sedentari dopo aver subito un protocollo di dieta-esercizio di 4 mesi che aumenterà la forma muscolare e migliorare l'azione dell'insulina

In previsione del completamento dello studio da parte di 16 soggetti, fino a 20 soggetti di sesso femminile obesi verranno reclutati dalle aree di Davis e Sacramento e invitati a partecipare a un regime di perdita di peso che comporti restrizione calorica (riduzione di circa il 25% dell'apporto calorico tipico, con rotazione di 7 giornalieri basati su composizioni nutritive che riflettono le linee guida dietetiche degli Stati Uniti) e regolare esercizio aerobico progettato per ottenere una perdita di peso del 10% in 4 mesi (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). I volontari da includere in questo studio avranno le seguenti caratteristiche: età 30-50, BMI compreso tra 30-34,9 con peso corporeo auto-dichiarato stabile negli ultimi 6 mesi, sedentari (non partecipano a un programma di esercizi regolari, tipico esercizio pianificato ≤30 min. a settimana valutata mediante questionario telefonico pre-screening), non fumatore, nessun segno clinico di infezione (cioè, nessuna febbre, CBC wnl), nessuna storia personale di malattie cardiovascolari, nessun aumento clinicamente significativo della pressione sanguigna o diabete, nessuna farmaci regolari (eccetto contraccettivi orali, farmaci per l'allergia) o abuso di droghe. Questi studi iniziali coinvolgeranno solo le donne al fine di (a) ridurre la potenziale variabilità dei metaboliti legata al sesso e (b) corrispondere meglio alle caratteristiche dei soggetti negli studi precedenti. Ogni soggetto servirà come proprio controllo, con i cambiamenti nei profili del metabolita a seguito dell'intervento calcolato per ogni individuo. Verranno effettuate misurazioni dell'insulina e del glucosio post-assorbimento per stimare la sensibilità all'insulina mediante HOMA, e modelli dopo un pre e post-trattamento OGTT utilizzati per valutare l'indice di sensibilità all'insulina utilizzando il metodo di Matsuda et al. (Matsuda e DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). I cambiamenti individuali nei valori di HOMA e di sensibilità all'insulina rispetto ai periodi pre e post intervento saranno considerati indicativi di cambiamenti nell'azione dell'insulina. Un protocollo di esercizio acuto per sollecitare il lavoro muscolare verrà eseguito nell'arco di 20 min. per aumentare il flusso metabolico di FA nei muscoli, una strategia progettata per arricchire il plasma con metaboliti muscolari. Le differenze nelle variabili di risultato saranno testate mediante ANOVA a misure ripetute per determinare il significato dell'esercizio di intervento di fitness e le interazioni dell'esercizio di intervento.

Screening: dopo aver firmato il modulo di consenso, verrà effettuato un prelievo di sangue a digiuno iniziale (fino a 20 ml) e segni vitali per garantire che i potenziali soggetti soddisfino i criteri clinici. L'altezza e il peso saranno determinati e saranno condotti colloqui per valutare se soddisfano i criteri di cui sopra. Il peso corporeo sarà misurato con l'approssimazione di 0,1 kg con soggetti che indossano camici chirurgici leggeri. L'altezza sarà misurata con l'approssimazione di 0,1 cm utilizzando uno stadiometro Ayrton modello S100 montato a parete (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). L'indice di massa corporea (BMI) sarà calcolato in kg/m2. La circonferenza della vita sarà misurata in posizione eretta, con misurazioni ottenute a metà strada tra il margine costale inferiore laterale e la cresta iliaca. La misurazione verrà effettuata a metà espirazione e verrà registrata la media di due letture. La circonferenza dell'anca sarà misurata alla massima protuberanza dei glutei. Verranno prelevati altri 5 ml di sangue 2 ore dopo che i soggetti consumano una bevanda contenente una dose di 75 g di zucchero (un test di tolleranza al glucosio orale abbreviato) per valutare la sensibilità all'insulina. Verrà utilizzato un questionario Baecke per valutare il livello di attività fisica da utilizzare nei calcoli DRI delle calorie di mantenimento per il lead-in pre-intervento. Per ridurre al minimo la variabilità nelle nostre misure di esito che possono essere introdotte dai cambiamenti ormonali del ciclo mestruale, cercheremo di mantenere la coerenza valutando i soggetti durante la fase follicolare del ciclo mestruale (come stimato dai registri del ciclo per ogni donna), preferibilmente a partire dal giorno 4 del ciclo mestruale. Anche i soggetti che assumono farmaci anticoncezionali saranno valutati preferibilmente il giorno 4 del loro ciclo mestruale. Ai soggetti verrà fornito un calendario e le istruzioni per registrare i loro cicli mestruali durante lo studio. Ai soggetti idonei verrà chiesto di visitare il WHNRC più volte, come segue:

Settimana di test 1: il giorno 4 del loro ciclo mestruale, i soggetti verranno in clinica per l'inizio della settimana di test 1. Ogni giorno ai soggetti verranno dati pasti preparati da consumare presso il WHNRC, o confezionati per accompagnare le istruzioni finali per la preparazione. Durante la settimana di test i soggetti riceveranno pasti e spuntini per un menu di 7 giorni preparato dalla WHNRC Metabolic Kitchen e basato sulle linee guida dietetiche statunitensi e prescritto per mantenere un peso corporeo stabile. Ai volontari verrà fornito uno studio giornaliero di integratori multivitaminici e sarà richiesto di astenersi dall'assumere integratori alimentari personali o vitamine durante lo studio. Questo è progettato per garantire un profilo nutrizionale simile in tutti i soggetti, prima di ottenere biofluidi per l'analisi metabolomica per ridurre al minimo la variabilità fisiologica. I soggetti verranno pesati quotidianamente durante le settimane 1 e 2 del test per garantire il mantenimento del peso corporeo e le prescrizioni dietetiche modificate se necessario. Durante questa settimana di test ogni soggetto parteciperà a una sessione di istruzione riguardante la dieta e la conformità alla dieta fornita sotto la guida di un dietista registrato. Questa istruzione può essere svolta individualmente o in un contesto di gruppo. La dieta di ogni individuo (basata sulle linee guida dietetiche statunitensi) e il piano di esercizi saranno progettati per ottenere un obiettivo di perdita di peso corporeo del 10% e per migliorare la forma fisica durante il periodo di intervento di 16 settimane. Settimana di test 2: la settimana di test 2 duplica la settimana di test 1. I soggetti saranno programmati in base alle previsioni dei loro calendari mestruali. Ciò potrebbe significare che i soggetti continueranno ad allenarsi per altri giorni in modo da coincidere con il giorno 4 mestruale quando viene fornita la dieta e iniziano i test. L'esercizio acuto sarà un 40-50% del VO2max della settimana 1 di test.