若い男性のグルタミン酸補充

グルタミン酸は、筋肉と肝臓の両方でグルコース代謝のいくつかの側面に関与していますが、その役割は完全には定義されていません. 骨格筋の休息や運動によって取り込まれる一次アミノ酸であり、ピルビン酸 (解糖由来) と相互作用して、TCA サイクル中間体の 2-オキソグルタル酸と糖新生前駆体アラニンを生成します。 グルタミン酸は、アンモニアとの筋肉内反応を介して、別の糖新生前駆体であるグルタミンの産生にも必要です. 骨格筋が全身のグルコース処理の 85% を担っていることを考えると、グルタミン酸、その関連アミノ酸、およびグルコース恒常性の相互作用を調査することは特に重要です。 しかし、エネルギー供給への多くのリンクにもかかわらず、骨格筋のグルコース代謝におけるグルタミン酸の役割はよくわかっていません.

ヒトのグルタミン酸とグルコースの両方の循環濃度を操作した研究はほとんどなく、骨格筋組織におけるこの独特の操作の効果を評価した研究はありません. 健康な若年成人では、約 10 g のグルタミン酸ナトリウム (MSG) を投与すると、血漿 (700-800%) および筋肉内 (30%) のグルタミン酸濃度が一時的に上昇します。 急性MSG補給は、アスパラギン酸、アラニン、およびグルタミン（筋肉内のグルタミン酸から生成され、その後循環に放出される）の血漿濃度の適度な増加も刺激する. 興味深いことに、インスリンは MSG 補給に反応して分泌されます。これは、グルタミン酸が膵臓の興奮性アミノ酸受容体に結合することによって媒介されると考えられる効果です。 膵臓への作用に加えて、グルタミン酸は、炭水化物 (CHO) の利用可能性が増加する期間にグルコース刺激によるインスリン分泌を促進することにより、二次メッセンジャーとして機能する可能性があることを示唆するいくつかの証拠があります. しかし、インスリンに対するグルタミン酸のこの二次的効果はよくわかっていません。

グルタミン酸が独立してインスリン分泌を刺激する能力は、グルタミン酸とグルコース代謝の関連性をさらに支持しますが、この関係を直接調べるために経口グルコース負荷中に MSG を投与した研究はこれまでに 2 つしかありません。 ある研究では、MSG が耐糖能に及ぼす影響は観察されませんでしたが、この研究では血漿グルタミン酸のピークが以前の報告と比較して劇的に鈍化しました (~ 80 対 400-500 μM)。 -CHOと一緒に摂取。 別の研究で、著者らはこの問題を回避するための方法論的アプローチを開発しました。MSG と CHO の投与を 30 分ずつずらすことにより、血漿グルタミン酸とグルコースの両方が有意かつ同時に上昇しました。 さらに、MSG投与は耐糖能を改善しました。 これらの発見を支持して、MSGと組み合わせた高脂肪食後のグルコースクリアランスの改善も報告されています. 興味深いことに、すべての研究で、グルタミン酸の利用可能性が高いほどインスリン分泌が促進されることが観察されているわけではありません. これは、インスリン分泌を刺激する炭水化物の能力が、このホルモンに対するグルタミン酸の影響を圧倒する可能性があることを示唆していますが、特定のメカニズムは完全には解明されていません.

最近、研究者は、グルタミン酸がインスリンの非存在下でラット L6 筋管のグルコース取り込みを刺激することを示す細胞培養モデルを開発しました。 これは、グルタミン酸が骨格筋に直接作用できることを示唆しており、インスリン分泌がそれ以上増加しないにもかかわらず、急性 MSG 補給により耐糖能が改善されたという以前の発見を支持しています。 さらに、細胞データは、グルタミン酸刺激によるグルコース取り込みが、AMP 活性化プロテインキナーゼ (AMPK) および p38 マイトジェン活性化プロテインキナーゼ (MAPK) の活性化を介した筋鞘へのグルコース輸送体 4 (GLUT4) 転座の増加に起因することを示しています。 これらのメカニズムが、グルタミン酸を介したヒトの耐糖能の改善を支えている可能性があります。 しかし、これは、筋肉細胞に取り込まれた際のグルコースの運命と同様に、まだ調査されていません.

グルタミン酸とグルコース代謝の間には高度な相互作用がありますが、グルタミン酸とグルコースの血漿濃度の上昇が、ヒト骨格筋への互いの取り込み、およびその後のそれぞれの筋肉内代謝反応に影響を与えるかどうかは不明のままです. したがって、この研究の包括的な目標は、MSG および CHO の摂取と比較して、健康な若い男性の血漿および筋肉内アミノ酸濃度、ならびに骨格筋のグルコース代謝の側面に対する急性 MSG+CHO 補給の影響を明らかにすることです。 1人。

治験責任医師は、MSG と CHO の投与を 30 分ずつずらして、グルタミン酸とグルコースの同時ピーク循環濃度を達成します。 これらの条件の下で、目的は次のとおりです。

主要な：

1. 循環グルタミン酸および筋肉内グルタミン酸の変化を定量化し、MSG+CHO と MSG 単独との比較を行います。
2. 筋肉内遊離アミノ酸プール (特にアスパラギン酸、アラニン、およびグルタミン) に対する MSG + CHO の急性効果を、MSG 単独投与と比較して評価します。

セカンダリ:

1. MSG + CHO が CHO 単独と比較して血漿グルコースの上昇を減衰させる (ただし、インスリンまたは C-ペプチド濃度には影響しない) ことを実証した以前の研究 (7) の結果を確認してください。
2. MSG + CHO が、MSG および CHO 単独と比較して、骨格筋の AMPK/p38 MAPK および/またはインスリン経路を介したシグナル伝達の度合いに関連しているかどうかを判断します。
3. CHO 単独と比較して、骨格筋のグルコース取り込み、貯蔵、および/または利用の側面が MSG + CHO 中に変化するかどうかを調べます。

研究者らは、グルタミン酸とグルコースが循環中のピーク濃度で同時に利用できる場合、次のことを観察すると仮定しています。

主要な：

1. MSG 単独と比較して、MSG + CHO 後の循環および筋肉内グルタミン酸濃度の低下。
2. ＭＳＧ＋ＣＨＯおよびＭＳＧ単独に応答したアスパラギン酸、アラニン、およびグルタミンの同様の筋肉内濃度。

セカンダリ:

1. CHO 単独と比較して、MSG + CHO 後の血漿グルコースの鈍い増加 (ただし、インスリンまたは C-ペプチド濃度の差はありません)。
2. MSG+CHO 後の AMPK/p38 MAPK とインスリンシグナル伝達の両方に関連するタンパク質の発現と活性化の上昇。 ただし、AMPK/p38 MAPK シグナル伝達は、MSG 単独の後に最大になり、インスリンシグナル伝達経路の活性化は無視できる程度です。 逆に、インスリン シグナル伝達は CHO のみの後に最大となり、AMPK/p38 MAPK を介したシグナル伝達は無視できる程度になります。

強化された骨格筋のグルコース取り込み (すなわち. 原形質膜へのGLUT4転座の増加）および利用（すなわち CHO単独の投与と比較して、TCAサイクルを介した解糖およびフラックスの速度の増加）。

参加に同意した有資格の若い男性は、それぞれ約1週間のウォッシュアウト期間で区切られた4回研究室を訪れます。 体組成、フィットネスなどを評価するための一連のベースライン評価 (訪問 1) に続いて、参加者は無作為化された順序で 3 つの試験 (訪問 2、3、および 4) を完了します。 3 つの試験のそれぞれについて、参加者は 8 ～ 12 時間の一晩絶食した後、車または公共交通機関で研究室に到着します (前夜の真夜中以降は水以外は飲食禁止)。 カテーテルを肘前静脈に挿入し、空腹時血液サンプルを採取します (~8 mL)。 その後、参加者は 150 mg/kg 体重の MSG またはプラセボを 5 分以内に摂取します。 10、20、30、40、50、60、75、90、105、および 120 分: 血液 (~ 8 mL) は、次の時点で描画されます。 30 分間の採血の直後に、参加者は 75 g の炭水化物 (デキストロース) 飲料または 2 番目のプラセボを摂取します。 最後の血液サンプルが採取された後、カテーテルは取り除かれます。 各試験中に採取された血液の総量は ~ 88 mL になります。