달리기 선수의 소화관 보호에 대한 유지방 소구막(MFGM)의 효과

Utah State University 캠퍼스에서 14명의 주자를 대상으로 무작위 이중 맹검 교차 운동 시험을 실시했습니다. 이 14명의 러너 집단은 두 번의 초기 시험을 완료하기 위해 모집된 20명의 더 큰 집단에서 선택되었습니다. 두 번의 사전 방문에서 실험을 수행하는 데 필요한 매개 변수를 결정했습니다. 첫 번째 방문 동안 주자의 유산소 능력뿐만 아니라 장 투과성에 대한 기준 값이 결정되었습니다. 두 번째 방문에서는 80% VO2max에서 러닝을 완료할 수 있는 능력을 테스트했고 운동 스트레스가 장 투과성, 혈장 LPS 및 심부 체온에 미치는 영향을 측정했습니다.

일단 테스트 집단이 선택되면, MFGM이 운동으로 인한 장 투과성의 변화를 방지하는 능력에 대해 테스트되는 무작위, 이중 맹검, 교차 시험이 수행되었습니다.

각 테스트 세션 동안 심박수(HR), 작업 출력 및 심부 온도(CT)를 모니터링했습니다. HR 및 CT는 시험 전에 운동선수가 섭취한 CorTemp™ 온도 알약으로 모니터링했습니다(http://www.hqinc.net/pages/pill_page.html). 또한 기준선(고갈 시험 전), 타임 트라이얼 직후, 그리고 다시 1시간 및 5시간에 혈액을 채취했습니다. 훈련 강도(젖산), 근육 손상(크레아틴 키나제, 사이토카인) 및 장 장벽 기능 장애(지질다당류, 사이토카인)의 지표에 대해 혈액을 분석했습니다. 또한, 달리기 직후 선수들은 두 가지 탄수화물(락툴로오스 및 람노오스)이 함유된 음료를 섭취했습니다. 이후 6시간 동안 소변을 채취하고 가스 크로마토그래피를 통해 이러한 당을 측정하여 소화관의 투과성을 결정했습니다.

피험자 모집 20명의 러너(18-50세)는 처음에 캠퍼스 전단지, 지역 신문 광고 및 주간 스포츠 가이드를 통해 모집되었습니다. 심장병, 조절되지 않는 고혈압, 당뇨병, 크론병, 과민성 대장 증후군, 대장염, 셀리악병, 염증 또는 자가면역 질환 또는 유당 불내증을 포함한 병력이 있는 참가자는 연구에서 제외되었습니다. 모든 피험자는 시험 활동 전 최소 24시간 동안 모든 항염증제를 피하도록 지시받았습니다. 첫 번째 방문일 아침에 승인된 피험자는 BodPod(Life Measurement, Inc., Concord, CA)로 체성분을 측정했습니다. 참가자들은 첫 내원 전 48시간 동안 과격한 운동을 삼가도록 요청받았다. 피험자에게 5g 락툴로오스 및 2g 람노오스 설탕 탐침이 들어 있는 50ml 튜브를 제공하고 기준선 장 투과성을 측정하기 위해 아침 식사를 마친 후 4시간 후에 탐침을 마시도록 지시했습니다. 피험자에게 소변 수집 용기를 제공하고 프로브 섭취 후 6시간 동안 모든 소변을 수집하도록 지시했습니다. 피실험자들은 당 탐침을 마신 후 1.5시간이 될 때까지 점심을 먹지 않았습니다. 6시간의 소변 수집 후 피험자는 테스트 장소로 돌아와 실행 중인 VO2 최대 테스트를 수행했습니다.

두 번째 방문(첫 번째 방문 후 약 1주일) 아침 식사 완료 후 약 3시간 후 피험자는 테스트 사이트에 혈액을 채취하고(기준 혈장 LPS를 결정하기 위해) 체중을 측정하고 온도 탐침을 섭취한다고 보고했습니다. 참가자들은 아침 식사 완료 후 약 4시간 후에 운동 챌린지(최대 VO2 80%에서 60분 달리기)를 시작했습니다. 운동 챌린지는 팬 없이 22°C의 기후 조절실에서 진행되었습니다. 피험자는 80% VO2 max로 달리고 있는지 확인하고 도전하는 동안 물을 마시지 않도록 모니터링했습니다. 운동 챌린지 직후 참가자들은 당 탐침을 섭취했습니다. 체중을 측정하고 채혈(운동 후 혈장 LPS)하고 피험자들에게 다음 6시간 동안 소변을 모으도록 지시했습니다. 재수화 및 소변 생성을 촉진하기 위해 피험자는 체액 손실(운동 전후 체중)의 150%를 물 섭취로 대체하도록 지시받았습니다.

20명의 피험자를 선별한 후 15명의 피험자가 교차 시험에 참여하기로 동의했습니다. 1명은 임신으로 인해 탈락했고, 4명은 일정 충돌로 참가할 수 있었다. 한 피험자는 연구와 관련이 없는 부러진 발목을 유지한 후 중퇴했습니다.

세 번째 및 네 번째 방문은 MFGM을 차량과 비교하는 실험의 교차 부분이었습니다. 3차 및 4차 방문은 참가자가 운동 챌린지 1시간 전에 유체 대체 차량 또는 유체 대체 + MFGM을 마신 것과 운동 직후에 다시 마신 것을 제외하고는 2차 방문과 동일했습니다. 참가자와 실험 프로토콜을 관리하는 직원은 코딩된 투명하지 않은 음료 용기를 사용하여 치료에 대해 눈이 멀었습니다. 피험자는 1주일 후에 4차 방문을 완료하고 비히클 음료 또는 비히클 + MFGM을 소비합니다.

연구의 교차 부분을 위해 운동선수에게 두 가지 음료 중 하나가 제공되었습니다. 대조군 음료는 운동 전 및 운동 후 영양분 공급을 위한 현재의 스포츠 영양 지침에 따라 제조되었습니다. 여기에는 유청 단백질, 자당, 말토덱스트린, 초콜릿 향료 및 소량의 버터 오일이 포함되어 있습니다. 테스트 음료는 다량영양소 함량은 동일하나 '유지방구막'이라는 우유 기반 성분을 함유하고 있다. 이 물질은 버터 생산의 부산물에서 분리되며 인지질이 풍부합니다. 음료는 운동 시도 3시간 전과 직후에 제공되었습니다. 테스트 음료에는 대략 20%의 인지질과 60%의 단백질을 포함하는 Arla Foods(Lacprodan PL-20)가 생산하는 MFGM이 풍부한 분말이 포함되어 있습니다. 쥐를 대상으로 한 연구에서 Dial 등은 동물에게 100mg/kg 체중의 인지질을 제공했을 때 1시간 안에 장 보호에 미치는 영향에 주목했습니다. 두 번째 음료는 다량 영양소 함량이 일치했지만 인지질 분말은 포함하지 않았습니다.

측정된 종점 장 투과성의 변화 휴지기를 결정하기 위해 Pals의 방법을 사용하여 기준선 장 투과성을 사용했습니다. 이 방법은 소화 불가능한 당인 락툴로오스, 람노오스를 공급하여 장투과성을 결정하고, 소변에서 이들 당 탐침을 회수하여 장 및 위 투과성을 추정합니다. 건강한 장 상피에서 락툴로오스는 장 장벽을 통과하는 수송이 매우 제한적입니다. Rhamnose는 세포 횡단 경로를 통해 소장 상피를 가로지르며 위 배출 속도, 장 통과 시간 및 신장 기능을 설명하는 내부 통제 역할을 합니다. 더 큰 락툴로오스 분자는 밀착 연접을 통한 세포주위 ​​경로를 통해서만 장 상피를 가로지를 수 있습니다. 따라서 소변에서 회수된 락툴로스 대 람노스의 비율이 높을수록 장 장벽 기능이 손상되었음을 나타냅니다. 운동 스트레스는 소변의 락툴로스/람노스 비율을 상당히 증가시키는 것으로 입증되었습니다. 우리가 제안한 운동 스트레스 모델과 유사하게, 이 방법은 1시간 동안 80% VO2max에서 실행하면 기준선에 비해 장 투과성이 두 배로 증가한다는 것을 입증하는 데 사용되었습니다.

혈장 LPS의 변화: 내독소혈증을 평가하기 위해 혈장 LPS 농도를 Nieman이 기술한 운동 활성을 통해 측정했습니다. 혈장 LPS는 운동 전(기준선), 운동 직후, 운동 시도 1시간 및 5시간 후에 채취한 혈액에서 측정되었습니다. 혈장 LPS는 지구력 운동 후 증가하는 것으로 입증되었으며 손상된 장 장벽을 통한 장내 박테리아의 비정상적인 박테리아 전위의 결과로 가정됩니다. 운동 직후 기준선에서 증가된 혈장 LPS는 이전에 하프 마라톤, 풀 마라톤 후에 입증되었습니다. 혈장 LPS 수치는 운동 스트레스 후 증가할 것이며 심부 체온 및 장 장벽 무결성의 락툴로오스/람노오스 지수와 상관관계가 있을 것으로 예상되었습니다.

염증성 사이토카인의 변화: IL-6, TNFα, IL-10, IL-17, INFγ, IL-3, MCP-1, IL-15 및 GMCSF의 혈장 수치를 기준선과 운동 후 1시간 샘플에서 측정했습니다. . 사이토카인 농도는 시중 판매업체(Quansys Biosystems, Logan, UT)의 다중 효소 결합 면역흡착 분석(ELISA)에 의해 결정되었습니다. 이 사이토카인은 생쥐를 대상으로 한 LPS 자극 장 누출 시험에서 장 누출 및 MFGM 소비를 조사한 이전 연구를 기반으로 선택되었습니다. 모든 사이토카인은 GMCSF를 제외하고 새는 장을 가진 동물에서 상당히 상향 조절되었고 대조군에 비해 MFGM을 먹인 동물에서 상당히 낮았습니다. 또한, Ng 등은 하프 마라톤 직후 러너에서 IL-10 및 IL-6의 혈장 수치 증가(각각 기준선에서 50% 및 65.2% 증가)를 입증했습니다. 유사하게, IL-6 및 TNFα의 혈장 수치는 마라톤 직후 기준선에서 증가하는 것으로 입증되었습니다. 예비 데이터와 앞서 언급한 연구를 기반으로 운동 챌린지 후에 염증성 사이토카인 수치 증가가 측정될 것으로 예상되었으며 MFGM이 다른 회복 음료와 비교하여 이 효과를 없앨 것이라는 가설을 세웠습니다.

혈장 크레아틴 키나아제의 변화: 크레아틴 키나아제는 운동 챌린지 전, 직후 및 1시간 후에 채취한 샘플에서 측정되었습니다. 크레아틴 키나아제는 96-웰 UV/vis 플레이트 판독기(Molecular Devices)에서 상업용 비색 키트(Sigma)를 사용하여 측정했습니다. 혈장 크레아틴 키나아제 증가는 운동으로 인한 근육 손상의 잘 알려진 지표입니다. 유사한 연구에서 전날 글리코겐이 고갈된 후 지칠 때까지 최대 VO2 85%로 자전거를 타는 사이클리스트는 탄수화물 대체 음료에 비해 회복 음료로 초콜릿 우유를 섭취했을 때 혈장 크레아틴 키나아제가 적었습니다.

혈장 젖산염: 혐기성 대사를 평가하기 위해 혈장 젖산염은 기준선, 운동 스트레스 직후 및 2시간 후에 측정됩니다. 락테이트는 효소 테스트 키트(r-Biopharm, Marshall, MI)를 사용하여 측정됩니다.

이 연구에서 측정된 1차 종점은 소변 및 혈장 LPS의 락툴로스/람노스 비율이었습니다. 데이터는 단일 요인 ANOVA로 분석되었고 중요한 차이점은 사후 테스트로 탐색되었습니다. 심부 체온은 실시간으로 측정되었고 장 저산소증 및 장 누출과 상관관계가 있었습니다.

혈액에서 측정된 모든 구성 요소(젖산, LPS, 사이토카인 및 CK)는 시간 및 치료를 변수로 하는 2인자 ANOVA로 분석되었습니다. 일반적으로 혐기성 활동의 지표로 간주되는 젖산염이 포함되었습니다. 관심이 있었던 또 다른 매개변수는 크레아틴 키나제입니다. 서론에서 언급했듯이 이 효소는 격렬한 운동 후 혈액에서 검출되며 근육 손상과 관련이 있는 것으로 생각됩니다. 또한 초콜렛 우유에 대한 최소 2건의 연구에서 혈장 CK가 다른 회복 음료에 비해 초콜렛 우유를 마시는 운동선수에게서 더 낮다고 밝혔습니다.

관리 계획 세 PI 모두 이 연구의 계획 및 실행, 샘플 처리 및 분석에 적극적으로 참여했습니다. Dr. Ward는 MFGM 음료 제조를 담당했습니다. 또한 Dr. Ward는 소변의 GC-FID 분석을 담당했습니다. 또한 Dr. Ward는 이 프로젝트에서 지원하는 대학원생을 감독할 것입니다.

Bressel 박사는 운동 선수를 모집하고 테스트 조직을 도왔습니다. 또한 Dr. Bressel은 모든 수행 시험과 운동 데이터 수집을 감독했습니다.

Hintze 박사는 혈액 및 소변 샘플을 담당했습니다. 학생(및 아마도 Hintze 박사)은 LPS, 젖산염 및 CK 분석을 수행했습니다. 또한 Hintze 박사는 적절한 혈액 샘플 취급과 사이토카인 분석을 위해 Quansys Biosystems로 샘플 전달을 담당했습니다.

세 PI 모두 데이터 분석 및 원고 준비에 협력했습니다.