筋肉成長の栄養と収縮の調節
筋肉成長の栄養および収縮調節 (サイクル 2)
調査の概要
詳細な説明
骨格筋は体重の約 40% を占め、人体の全タンパク質の約 50% ~ 75% を含んでいます。 タンパク質の代謝回転は人間の体の定期的なプロセスです。 健康な成人では、筋タンパク質の合成と筋タンパク質の分解の間の相互作用により、筋肉量の正味の成長または減少は生じません。 しかし、筋肉タンパク質の分解が進むと、筋肉の消耗が起こる可能性があります。 これはマイナスの結果をもたらす可能性があります。筋肉は、姿勢を動かしたり維持したりするために化学エネルギーを機械エネルギーに変換するという明白な役割を果たすだけでなく、次のあまり目立たない役割にも関与しているためです。潜在的に有毒な物質を血液循環から除去する。他の組織のための燃料を生成します。エネルギーと窒素を貯蔵します。どちらも脳と免疫システムにエネルギーを供給するために重要です。栄養失調、飢餓、怪我、病気の際の傷の治癒を促進します。 したがって、筋肉は身体的な自立だけでなく、人体の単なる生存にとっても重要です。 実際、体のタンパク質がわずか 30% 失われるだけで、呼吸と循環が障害され、最終的には死に至る可能性があります。 この研究の目的は、骨格筋の成長を調節する生理学的および細胞機構を調べることです。 この研究の結果は、機能を改善し、疾患の合併症を軽減し、生存率を高める方法として筋肉量を維持し、場合によっては増加させるための将来の治療法の開発に役立つ可能性があります。
この研究では、健康な参加者が登録され、3 つの別々の実験のうちの 1 つで、いくつかの治療群の 1 つにランダムに割り当てられます。 全体として、3 つの実験は以下のことを調べることになります: (1) 哺乳類ラパマイシン標的 (mTOR) シグナル伝達経路 (特定の細胞機能を制御するために協働する分子のグループ) が耐性後の筋タンパク質合成の刺激に関与しているかどうか運動および/またはアミノ酸サプリメントの摂取。 (2) 低強度の抵抗運動中に血圧カフを使用して血流を制限することが、最終的に筋タンパク質の合成につながるかどうか。 (3) 老化は筋タンパク質合成に関連する生理学的および細胞機構の低下と関連しているのか、またそのような低下は運動後のアミノ酸サプリメントの摂取や低強度の抵抗運動中の血流制限によって克服できるのかどうか。
参加者がどの治療群に割り当てられるかに応じて、参加者はアミノ酸の補給、ラパマイシン薬剤、ニトロプルシドナトリウム薬剤、および/またはプラセボを受ける場合があります。 また、血流制限を伴う高強度の抵抗運動、低強度の抵抗運動、または低強度の抵抗運動を受ける場合もあります。 すべての参加者は、1 回の 8 時間の研究訪問と 1 週間後のフォローアップ訪問に参加します。 研究訪問中に、参加者は次の検査を受けます:バイタルサイン、身長、体重の測定。血液と尿のサンプリング。デュアルエネルギーX線吸収測定法(DEXA)スキャン。追加の採血、筋生検、および割り当てられた介入を含む注入研究。 フォローアップ訪問には、注入研究中に行われた切開の評価が含まれます。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- フェーズ 1
連絡先と場所
研究場所
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Texas
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Galveston、Texas、アメリカ、77550
- Department of Nutrition & Metabolism, University of Texas Medical Branch
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- 18歳から35歳までの若年層
- 60歳から85歳までの高齢者グループ
- 若い女性の参加者の卵胞期
- 30 項目のミニ精神状態検査 (MMSE) で 25 点以上のスコアに基づいて、同意書に署名する能力
- 少なくとも1年間は体重が安定している
除外基準:
- 日常生活活動(ADL)のいずれかの障害、年間2回以上の転倒歴、または過去1年間の大幅な体重減少によって判断される身体的依存または虚弱
- 中強度から高強度の有酸素運動またはレジスタンス運動を週に 2 回以上行うエクササイズ トレーニング
- 重大な心臓、肝臓、腎臓、血液、または呼吸器疾患
- 末梢血管疾患
- 糖尿病またはその他の未治療の内分泌疾患
- 活動性がん
- ラパマイシンにランダムに割り当てられる可能性のある参加者のがんの病歴)
- 急性感染症または慢性感染症の病歴(結核、肝炎、HIV、ヘルペスなど)
- -研究参加後6か月以内のアナボリックステロイドまたはコルチコステロイドによる治療
- アルコールまたは薬物乱用
- タバコの使用(喫煙または噛み)
- 栄養失調(例、BMIが20 kg/m2未満、低アルブミン血症、および/または低トランスフェリン血症)
- 肥満(BMIが30kg/m2を超える)
- ヘモグロビンレベルが正常より低い
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:階乗代入
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ:Exp 1: AA + ラップ
参加者にはアミノ酸の補給とラパマイシンが投与されます。
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単回 16 mg 経口投与
必須アミノ酸を配合した栄養ドリンク
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プラセボコンパレーター:経験値 1: AA
参加者にはアミノ酸の補給とプラセボのラパマイシンが投与されます。
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必須アミノ酸を配合した栄養ドリンク
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アクティブコンパレータ:Exp 1: HEx + ラップ
参加者はラパマイシンとプラセボのアミノ酸補給を受け、高強度のレジスタンスエクササイズを受けます。
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単回 16 mg 経口投与
Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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プラセボコンパレーター:Exp 1: HEx
参加者はプラセボアミノ酸補給とプラセボラパマイシンを摂取し、高強度のレジスタンスエクササイズを受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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アクティブコンパレータ:Exp 1: HEx + AA + ラップ
参加者はアミノ酸の補給とラパマイシンの投与を受け、高強度のレジスタンスエクササイズを受けます。
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単回 16 mg 経口投与
必須アミノ酸を配合した栄養ドリンク
Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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プラセボコンパレーター:Exp 1: HEx + AA
参加者はアミノ酸の補給とプラセボのラパマイシンを摂取し、高強度のレジスタンスエクササイズを受けます。
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必須アミノ酸を配合した栄養ドリンク
Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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アクティブコンパレータ:Exp 2: LExFR + ラップ
参加者はラパマイシンを投与され、血流制限を伴う低強度の抵抗運動を受けます。
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単回 16 mg 経口投与
Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
2回目の生検後5分間の血流制限
他の名前:
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プラセボコンパレーター:実験 2 および 3: LExFR
参加者はプラセボのラパマイシンを投与され、血流制限を伴う低強度の抵抗運動を受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
2回目の生検後5分間の血流制限
他の名前:
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アクティブコンパレータ:実験 2: SNP
参加者は安静状態でニトロプルシドナトリウムを投与されます。
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3時間変動料金
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アクティブコンパレータ:経験値 2: FR
参加者は安静状態で血流制限を受けます。
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2回目の生検後5分間の血流制限
他の名前:
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アクティブコンパレータ:実験 2: LEx + SNP
参加者はニトロプルシドナトリウムを投与され、低強度の抵抗運動を受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
3時間変動料金
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プラセボコンパレーター:経験 3: LEx
参加者は低強度の抵抗運動を受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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アクティブコンパレータ:Exp 3: HEx
参加者は高強度の抵抗運動を受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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アクティブコンパレータ:Exp 3: HEx + AA
参加者はアミノ酸の補給を受け、高強度のレジスタンスエクササイズを受けます。
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Cybex レッグエクステンションマシンを使用したレッグエクステンションエクササイズ
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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筋肉タンパク質の合成
時間枠:8時間の点滴研究中に測定
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8時間の点滴研究中に測定
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二次結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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MTORシグナル伝達タンパク質のリン酸化状態
時間枠:8時間の点滴研究中に測定
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8時間の点滴研究中に測定
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協力者と研究者
捜査官
- 主任研究者:Blake Rasmussen, PhD、The University of Texas Medical Branch, Galveston
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Bell JA, Volpi E, Fujita S, Cadenas JG, Sheffield-Moore M, Rasmussen BB. Skeletal muscle protein anabolic response to increased energy and insulin is preserved in poorly controlled type 2 diabetes. J Nutr. 2006 May;136(5):1249-55. doi: 10.1093/jn/136.5.1249.
- Drummond MJ, Bell JA, Fujita S, Dreyer HC, Glynn EL, Volpi E, Rasmussen BB. Amino acids are necessary for the insulin-induced activation of mTOR/S6K1 signaling and protein synthesis in healthy and insulin resistant human skeletal muscle. Clin Nutr. 2008 Jun;27(3):447-56. doi: 10.1016/j.clnu.2008.01.012. Epub 2008 Mar 14.
- Drummond MJ, Dreyer HC, Pennings B, Fry CS, Dhanani S, Dillon EL, Sheffield-Moore M, Volpi E, Rasmussen BB. Skeletal muscle protein anabolic response to resistance exercise and essential amino acids is delayed with aging. J Appl Physiol (1985). 2008 May;104(5):1452-61. doi: 10.1152/japplphysiol.00021.2008. Epub 2008 Mar 6.
- Fujita S, Rasmussen BB, Cadenas JG, Drummond MJ, Glynn EL, Sattler FR, Volpi E. Aerobic exercise overcomes the age-related insulin resistance of muscle protein metabolism by improving endothelial function and Akt/mammalian target of rapamycin signaling. Diabetes. 2007 Jun;56(6):1615-22. doi: 10.2337/db06-1566. Epub 2007 Mar 9.
- Fujita S, Rasmussen BB, Bell JA, Cadenas JG, Volpi E. Basal muscle intracellular amino acid kinetics in women and men. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2007 Jan;292(1):E77-83. doi: 10.1152/ajpendo.00173.2006. Epub 2006 Aug 8.
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- Drummond MJ, Miyazaki M, Dreyer HC, Pennings B, Dhanani S, Volpi E, Esser KA, Rasmussen BB. Expression of growth-related genes in young and older human skeletal muscle following an acute stimulation of protein synthesis. J Appl Physiol (1985). 2009 Apr;106(4):1403-11. doi: 10.1152/japplphysiol.90842.2008. Epub 2008 Sep 11.
- Drummond MJ, McCarthy JJ, Sinha M, Spratt HM, Volpi E, Esser KA, Rasmussen BB. Aging and microRNA expression in human skeletal muscle: a microarray and bioinformatics analysis. Physiol Genomics. 2011 May 1;43(10):595-603. doi: 10.1152/physiolgenomics.00148.2010. Epub 2010 Sep 28.
- Drummond MJ, Dickinson JM, Fry CS, Walker DK, Gundermann DM, Reidy PT, Timmerman KL, Markofski MM, Paddon-Jones D, Rasmussen BB, Volpi E. Bed rest impairs skeletal muscle amino acid transporter expression, mTORC1 signaling, and protein synthesis in response to essential amino acids in older adults. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012 May 15;302(9):E1113-22. doi: 10.1152/ajpendo.00603.2011. Epub 2012 Feb 14.
- Fujita S, Dreyer HC, Drummond MJ, Glynn EL, Volpi E, Rasmussen BB. Essential amino acid and carbohydrate ingestion before resistance exercise does not enhance postexercise muscle protein synthesis. J Appl Physiol (1985). 2009 May;106(5):1730-9. doi: 10.1152/japplphysiol.90395.2008. Epub 2008 Jun 5.
- Drummond MJ, McCarthy JJ, Fry CS, Esser KA, Rasmussen BB. Aging differentially affects human skeletal muscle microRNA expression at rest and after an anabolic stimulus of resistance exercise and essential amino acids. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008 Dec;295(6):E1333-40. doi: 10.1152/ajpendo.90562.2008. Epub 2008 Sep 30.
- Drummond MJ, Fry CS, Glynn EL, Dreyer HC, Dhanani S, Timmerman KL, Volpi E, Rasmussen BB. Rapamycin administration in humans blocks the contraction-induced increase in skeletal muscle protein synthesis. J Physiol. 2009 Apr 1;587(Pt 7):1535-46. doi: 10.1113/jphysiol.2008.163816. Epub 2009 Feb 2.
- Drummond MJ, Glynn EL, Fry CS, Dhanani S, Volpi E, Rasmussen BB. Essential amino acids increase microRNA-499, -208b, and -23a and downregulate myostatin and myocyte enhancer factor 2C mRNA expression in human skeletal muscle. J Nutr. 2009 Dec;139(12):2279-84. doi: 10.3945/jn.109.112797. Epub 2009 Oct 14.
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研究記録日
主要日程の研究
研究開始
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (見積もり)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (実際)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
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その他の研究ID番号
- 08-306
- R01AR049877 (米国 NIH グラント/契約)
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