筋肉タンパク質合成における食事シナジー (POTATO)

1. 予備検査

   1.1 準備: 参加者は前夜からの絶食（約10時間、カロリーのある食品/飲料を摂取していない状態）および72時間前からの運動制限後に予備検査セッションに参加します。 対面での手順の前に、参加者はインフォームド・コンセント文書の確認を通じて、参加に伴う手順とリスクについて説明を受けます。 参加者は質問を促され、継続の意思を確認される前に質問に回答されます。 確認はインフォームド・コンセントプロセスフォームへの署名によって文書化されます。

   1.2 人体測定: 同意の提供後、参加者の身長と体重を測定し、体格指数（BMI）が適格範囲内（18.5～30 kg/m²）であることを確認します。 参加者は他のすべての包含・除外基準について既に評価されているため、適格なBMIであれば研究への参加が確定し、予備検査セッションを継続します。 研究適格性の確認後、研究チームの訓練を受けたメンバーが血圧を測定します。 その後、製造元の推奨に従い、二重エネルギーX線吸収測定法（DEXA）により体組成を決定します。 簡単に説明すると、参加者は訓練を受けた技術者による正確な除脂肪体重と脂肪量の測定の前に、身につけているすべての金属物を取り除くよう求められます。 スキャンは約6～10分間続き、その間参加者は動かないように指示されます。

   1.3 習慣的食事記録: 現在の食事習慣は、オンライン自動自己管理（ASA24）食事記録システムを通じて評価されます。 参加者はこのセッション中に個別のユーザー名とパスワードを受け取り、各試験前に3日間連続で（平日2日、週末1日）記録するよう求められます。 オンラインであるため、参加者はオフサイトで自分の都合の良い時に完了できます。

   1.4 安静時代謝率: 安静時代謝率（RMR）は間接熱量測定により評価されます。 これは非負荷試験であり、自動ガス分析システムを使用してRMRを測定します。 この装置は、吸入ガスと呼出ガスの濃度差として酸素消費量と二酸化炭素生成量を測定します。 試験開始前、参加者はテーブル上に仰向けに寝て、透明な硬質プラスチック製フードと柔らかい透明プラスチック製ドレープを首、頭、肩にかけ、呼出ガスを捕捉します。 その後、参加者は呼吸ガス濃度が捕捉される間、眠らずに動かずに横たわります。 試験は、RMRが少なくとも20分間安定した時点（通常は開始から約30分）で終了します。

   1.5 10回最大反復（10RM）テスト: 安静時代謝率試験後、参加者はレッグエクステンションとレッグプレスの10RMをテストされます。 開始時、参加者は標準的な自転車エルゴメーターで自己選択のペースで約5分間サイクリングします。 その後、参加者は予測10RMの約50％で8～10回の反復を1セット行い、1～2分間の休息を取ります。 その後、負荷は予測10RMの約90％に設定されます。 負荷は、各成功試行後に2.5～5.0％増加され、失敗するまで（通常は5回以内の試行で）続けられます。 最大試行間には2分間、種目間には5分間の休息が設けられます。 レッグエクステンションが最初にテストされ、次にレッグプレスがテストされます。 研究室を離れる前に、参加者はセッションを終了する前に質問があれば尋ねることができます。

   1.6 加速度計: 研究室を離れる前に、参加者は日々の身体活動レベル（例：歩数）を評価するための加速度計（Actigraph）が与えられます。 研究担当者は正しい使用方法を実演し、参加者に研究期間全体を通じてデバイスを装着するよう指示します。 実演後、参加者は余分な運動を控え、試験に向けて2日間デバイスを装着するよう念押しされます。

   1.7 計画: 研究室を離れる前に、参加者と研究チームは最初の注入試験の日付（予備検査後少なくとも7日後）を決定します。 さらに、研究チームは参加者に、最初の注入の前夜に摂取する標準化された食事と、最初の試験に向けて72時間および24時間前からの激しい運動とアルコール摂取の制限指示を提供します。 参加者はまた、研究室を離れる前に軽食を提供されます。

2. 注入試験

2.1 準備: 予備検査または前回の注入から少なくとも7日後、参加者は注入試験のために研究室に戻るよう求められます。 各注入の朝、参加者は前夜からの絶食（約10時間、カロリーのある食品/飲料を摂取していない状態）および72時間および24時間前からの激しい運動とアルコール摂取の制限後に、朝に研究室に到着します。 各試験の3日前から、参加者はオンライン自動自己管理（24時間）食事記録システム（ASA24）を通じて食事摂取量を記録するよう求められます。

2.2 安定同位体注入: 研究室に到着後、参加者は診療所スタイルのベッドに仰向けに寝て、手の甲または腕の静脈に静脈内カテーテルを挿入されます。 カテーテルの設置は4回以内の試行に留めます。 ベースライン採血後、L-[1-13C]ロイシンとL-[ring 2H5]フェニルアラニンの初回投与量が、較正された注入ポンプを使用した持続注入の開始前に投与されます。 この実験で使用される安定同位体アミノ酸トレーサーは放射性ではなく、完全に安全です。 これらの安定同位体は体内のアミノ酸プールを濃縮し、組織へのアミノ酸取り込み速度を特定できるようにします。 静脈内投与のためのトレーサーの調製は、トレーサー調製専用のラミナーフローフード下の無菌環境で、適正製造規範ガイドラインに従って行われます。

2.3 採血: 研究者が注入を開始した後、試験中に採血できるように、もう一方の手または腕の静脈に2本目のカテーテルが挿入されます。 試験中、カテーテルから定期的に採血が行われます。 一部のサンプル収集前には、カテーテル部位（腕または手）に加熱ブランケット（60°C）を置き、血液サンプルを「動脈化」（動脈内の血液を模倣）します。 最初の試験では合計17回の血液サンプル（約174 mL）が収集され、2回目の試験では15回の血液サンプル（約149 mL）が収集されます。 定期的な採血により、血液中の同位体濃縮度、アミノ酸濃度、遊離脂肪酸濃度を決定できます。 採血間には、カテーテルは低速度の0.9％生理食塩水点滴で開存性が維持されます。

2.4 VCO2: 二酸化炭素生成量（VCO2）は、ホースに接続されたオープンサーキットマウスピースでサンプリングされた呼気から決定されます。 VCO2分析が行われた直後（10分）、参加者は別のマウスピースに接続されたプラスチックバッグに呼気を吹き込むよう求められます。 この呼気サンプルは、将来の安定同位体トレーサー濃縮度の分析のために無菌真空採血管に保存されます。

2.5 筋採取: 合計5回の筋生検が収集されます（1回目の注入の一部として3回、2回目の注入中に2回）。 生検手順は、無菌中空針（ベルグストローム針）を使用して小さな筋組織片を除去することを含み、医学博士ジャレッド・ウィラードの監督下でニコラス・バード博士によって行われます。 参加者はベッド上で休み、必要に応じて生検部位を剃毛します。 その後、4％グルコン酸クロルヘキシジンで部位を消毒し、5 mLの局所麻酔薬（2％キシロカイン、1:100,000エピネフリン含有）を筋肉への浸潤を避けるように注意して皮下注射します。 麻酔が効いた後（約10分）、バード博士は組織採取のための生検針を挿入する開口部を作るために、皮膚に小さな切開（約4～5 mm）を行います。 バード博士は小さな筋片（約50～100 mg；標準的な鉛筆消しゴムの大きさ）を素早く切り取り、被験者の脚から針を取り外します。 サンプル収集中（約30秒）、被験者は脚に深い圧迫感を感じる場合があります。 無菌使い捨てドレープが参加者の太ももの下に置かれ、すべての生検手順には無菌手袋が使用されます。

生検完了後、訓練を受けた研究チームメンバーが無菌ガーゼで圧迫を加え、出血が止まるまで（少なくとも10分間）続けます。 その後、切開部位は蝶ネクタイステッチ（ステリストリップ）で閉じられ、包帯が適用されます。 あざの可能性を最小限に抑えるために、包帯の上に弾性圧迫包帯が適用されます。 参加者はその後、傷口に蝶ネクタイステッチと圧迫包帯をそれぞれ96時間と24時間装着するよう指示されます。 参加者は、研究室を離れた後に切開を適切にケアするための「生検ケアキット」（セクション10.1/生検ケアキットで説明）を提供されます。 研究チームのメンバーは、治癒過程を確認するために試験翌日に参加者に連絡します。

抵抗運動と食事摂取: 2回目の生検の閉鎖直後、参加者は急性抵抗運動のためのウォームアップを開始します。 開始時、参加者は標準的な自転車エルゴメーターで自己選択のペースで5分間サイクリングします。 その後、参加者は抵抗運動を開始します。 参加者は、予備検査で測定した10回最大反復（10RM）の約60％でウォームアップセットを行い、その後、レッグエクステンションとレッグプレスの両方で、セット間1～3分間の休息を挟みながら、約90％10RMで10～12回反復を4セット完了します。 参加者は、2回目の試験中に最初の試験と同じ負荷、セット数、反復数を合わせます。

運動完了直後、参加者は注入室に戻り食事を摂取します。 最初の試験中、参加者は無作為化され、タンパク質代謝測定のための初回投与持続注入中に、1個の中型ラセットポテト（皮付き）と2オンス相当の赤身挽肉の組み合わせ（274 kcal、19.3 gタンパク質、5 g脂質、37 g炭水化物、4 g食物繊維）、2枚の白パンと牛肉の組み合わせ（262 kcal、19.8 gタンパク質、6.8 g脂質、28 g炭水化物、1.8 g食物繊維）、または2オンス相当の牛肉（93％赤身肉/7％脂肪；110 kcal、14.8 gタンパク質、5 g脂質）のいずれかを摂取するようカウンターバランスされます。 2回目の試験中、参加者は残りの条件のいずれかを無作為に割り当てられて摂取します。

市販のラセットポテト（皮付き）は1インチ角に切り分け、挽肉パティとともに200°Cで約30分間、または試験当日に摂取直前に牛肉の内部温度が75°Cに達するまで焼かれます。 食事は、食中毒を防ぐためのUSDAの最低内部温度である少なくとも165°F（約74°C）まで内部温度が上がるように調理されます。