ヒト骨格筋のタンパク質代謝回転と炭水化物代謝に対する肥満由来サイトカインの影響

被験者募集：

サイトカインレベルが上昇した24人の肥満（ただしそれ以外は健康）の参加者と、サイトカインレベルが正常な24人の非肥満被験者が募集されます。 最初の実験的訪問（下記参照）に続いて、参加者は二重盲検法で4つのグループ（n = 12）に分けられます。 チアゾリジンジオンが投与された同様の軽度の炎症状態を利用した以前の研究では、調査中のプロセスの有意差 (P < 0.05) がグループサイズ 10 で観察されました。 したがって、長期研究で見られる予想される 15% のドロップアウトに対応するために、12 のグループ サイズが選択されています。 参加者は男性で、年齢が一致し (>55 歳)、非喫煙者で、座りがちな生活を送っており、菜食主義者ではありません。 研究に参加する前に、すべての被験者は健康診断を受け、一般的な健康アンケートに記入します。 これには、血圧、心拍数、12 誘導心電図 (ECG)、血液生化学、および血液凝固プロファイルの測定が含まれます。 非対照被験者の場合、研究への参加は、胴囲（> 100 cm）、および炎症状態（C反応性タンパク質（CRP）血漿レベル<1.35μg.ml-1の非肥満被験者および腫瘍壊死因子アルファ (TNFα) 血漿レベル <3.3 pg.ml-1 および CRP >1.35 μg.ml-1 および TNFα >4.1 pg.ml-1 の肥満被験者)。 研究および関連する手順の説明に続いて、書面による同意が得られ、被験者はいつでも自由に撤回できることを認識します。 対象者は、地元住民からのプレス広告を通じて募集されます。

実験的試行:

12週間にわたる研究の開始時に、筋肉タンパク質の合成と脚のタンパク質の分解は、断食から摂食状態。 これにより、12 週間の介入期間の前に、これらの測定値のベースライン値が確立されます。 これらの措置は、筋肉タンパク質合成と脚タンパク質分解の決定のための確立されたプロトコルの実行により、1 回の訪問で達成されます。 要約すると、これを達成するために、次のことが実行されます。太ももから基底筋生検が取得され、その後、血清インスリン濃度が絶食レベルに保持され、さらに筋生検が取得されます。摂取すると、血清インスリン濃度が上昇し、摂食をシミュレートするために混合アミノ酸が投与され、続いて3回目の最終的な筋肉生検が行われます。 生検を行うことで、同位体の取り込みを決定し、それによって筋肉タンパク質の合成と脚のタンパク質分解率を決定することができます。

最初の実験的来院後、被験者は、ピオグリタゾン（30mg・日 -1 ）またはプラセボのいずれかの12週間の治療期間を開始し、二重盲式で投与する。 被験者は、コンプライアンスを確保し、望ましくない副作用を報告するために、期間を通じて定期的に監視されます。 12週間の薬物またはプラセボ投与後、被験者は実験室に戻り、最初の実験訪問で決定された測定値を繰り返します（模擬摂食に応じた筋肉タンパク質合成および脚タンパク質分解）。 選択されたサイトカインの循環レベルは、2回の実験的訪問の開始時に被験者から収集された血液サンプルでさらに検査されます（12週間の薬物介入期間の前後）。これにより、全身のサイトカイン濃度と筋肉タンパク質合成と脚タンパク質分解.

研究プロトコル:

この研究には、12 週間の薬物介入期間を挟んで 2 回の訪問が含まれます。 2回の訪問のそれぞれで、模擬摂食に応じた筋肉タンパク質の合成率と脚のタンパク質分解率を、以下に説明する確立された実験プロトコルを使用して評価する必要があります。

被験者は、各実験訪問の前にアルコールを控え、48時間運動し、絶食状態で実験訪問の朝に到着するように求められます。 カニューレが採血のために非利き手の背側表面の表在静脈に逆行して挿入されている間、被験者は半仰臥位で休むように求められます。 手の静脈ドレナージを動脈化するために、手を加温ユニット（気温50～55℃）に入れておきます。 カニューレは、インスリン、オクトレオチド、グルコース、アミノ酸、およびロイシンとフェニルアラニンの安定同位体注入の注入のために、各前腕の肘前静脈に配置され、正確な方法で摂食をシミュレートします。大腿静脈に配置されたカテーテルは、動静脈 (A-V) 血液サンプルと組み合わせて、脚全体の動脈および静脈血サンプリングを可能にします。 摂食に応じた筋肉タンパク質の合成率と脚のタンパク質分解率を評価するために、血清インスリンは最初に、120 分間のインスリン投与 (0.6 mU•m-2•min-1) によって空腹時濃度に維持され、内因性インスリンを防止します。生産、オクトレオチド (30 ng•kg-1•min-1)。 次に、摂食をシミュレートするために、血清インスリン濃度を摂食状態と同等に 120 分間 (約 40 mU•l-1) 増加させ、20 g の混合アミノ酸 (Glamin® Fresenius-Kabi、英国) を注入により投与します。血糖濃度を安定させるためのブドウ糖 (~4.5 mmol.l-1)。 フェニルアラニンとロイシンの安定同位体バージョンの注入は、実験訪問中維持されます。 最初に、[2H5] フェニルアラニン (0.33 mg•kg-1 体重、98 原子 % 過剰) および [1-13C] ロイシン (0.8 mg•kg-1 体重、99 原子 % 過剰) のプライミング用量を 1 回投与します。投与後、0.5mg・kg-1・h-1のフェニルアラニンと1.0mg・kg-1・h-1のロイシンを持続的に注入した。 これら 2 つの安定同位体を、t = 0、120、および 240 分で脚の外側広筋から得られた筋肉生検と組み合わせて使用​​し、訪問中の血液サンプリングにより、筋肉タンパク質の合成と脚のタンパク質分解率が応答して可能になります。計算される給餌に。 実験期間を通して一定の間隔で、呼吸交換比を計算するために換気フード間接熱量計（NutrEn、英国）を使用して酸素（O2）取り込みと二酸化炭素（CO2）生成を測定することにより、呼吸ガス交換を監視します。

摂食に応じた筋肉タンパク質合成と脚タンパク質分解のベースライン測定が確立された最初の訪問の完了後、12週間の薬物介入期間が始まります. 12週間の介入が完了すると、上記の調査訪問が繰り返され、リストされた結果測定に対する介入の効果が決定されます。

サンプル コレクション:

各実験訪問の開始時に、8mlの血液が静脈カニューレからエチレンジアミン四酢酸（EDTA）バキュテナーに収集されます。 4℃で遠心分離した後、抽出した血漿を-80℃で保存し、選択したサイトカインの循環レベルを後で測定できるようにします。 インスリンクランプ中、血糖濃度のモニタリングのために 5 分ごとに 1 ml の A-V 血液が採取されます (YSI 2300 STATplus、Yellow Springs Instruments、USA)。 A-V 血液 (5 ml) をベースラインと +30、+75、+90、+105、+120、+150、+195、+210、+225、+240 分で採取し、凝固させ、遠心分離し、液体窒素で保存された血清。 後日、ラジオイムノアッセイキット（Coat-a-Count Insulin、米国）を使用して、これらのサンプルのインスリンを測定します。 -5、+75、+90、+105、+120、+195、+210、+225、+240 分で血液トレーサー測定のために大腿静脈および A-V 血液サンプル (2 ml) を採取し、4°で遠心分離します。 Cおよび-80°Cで保存。 筋肉生検は、経皮的針生検技術を使用して、0、+120、および +240 分で外側広筋から取得されます。 [1-13C]ロイシンの取り込みを測定する前に、筋肉サンプルを液体窒素で瞬間凍結します。

被験者のアフターケア：

筋肉生検およびカニューレ処置を含む治験責任医師の過去の研究の監査は、処置が被験者によって十分に許容され、重大な合併症がほとんどないことを示しました。 皮膚の瘢痕は最小限で、数か月後には目立たなくなります。 すべての筋肉生検は、医療資格のあるスタッフによって無菌状態で、局所麻酔薬の注射後に得られます。 すべての被験者は、手順の前、最中、および後に注意深く監視され、常に快適であることを確認します。 各生検の後、皮膚を滅菌粘着ストリップで閉じ、防水粘着包帯で覆います。 カニューレを取り外したら、出血を止めるために圧力を加え、部位を防水粘着包帯で覆います。 被験者には、研究室を出る前に、アドバイスが必要な場合のアフターケア情報と臨床医の連絡先が記載されたリーフレットが渡されます。 さらに、被験者は2、6、10週目に電話で連絡を受け、薬物投与の悪影響がないことを確認します。 被験者には、懸念がある場合に使用できる連絡先の詳細も提供されます。

測定と分析:

筋肉生検サンプルと血液サンプルは、トレーサーの取り込みについて測定され、筋肉タンパク質の合成と分解の速度を計算できるようになります。 収集された血液サンプルは、サイトカインの循環レベルについて分析されます。 ピオグリタゾン治療の前後にこれらの測定を行うことにより、筋肉代謝に対する高齢者の炎症の影響が決定されます。 統計分析は、分散分析 (ANOVA) を使用して実行されます。