류신 보충이 불용성 근육 위축을 상쇄할 수 있습니까? (LEU-DIMA)

일반적으로 근감소증이라고 하는 현상인 건강한 노화와 함께 골격근량이 점진적으로 감소한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 시간이 지남에 따라 기능적 독립성이 상실되고 동반 질환이 발생할 위험이 높아집니다. 최근 추산에 따르면 75-84세 노인의 30%가 근감소증을 앓고 있습니다. 85세 이상의 인구가 급속히 증가함에 따라 근감소증은 의료 서비스에 상당한 사회 경제적 부담을 안겨줍니다. 생리학적 관점에서 근육량의 유지는 근육 단백질 합성(MPS)과 분해(MPB) 비율 사이의 미세한 균형에 달려 있습니다. 노년기에는 영양에 대한 MPS 반응이 손상되어('단백동화 저항'이라고 함) 근육이 만성 이화 상태로 남고 궁극적으로 근감소증의 진행을 뒷받침합니다.

연령 관련 근육 단백 동화 저항은 비활성/비사용 기간의 축적에서 비롯될 수 있으며, 이는 젊은 사람과 노인 모두의 근육량 감소(위축)와 밀접하게 관련되어 있습니다. 사실 근육량의 관련 손실은 근육을 사용하지 않을 때 가장 빠르게 발생하며 사용하지 않은 지 5일 만에 근육량의 현저한 감소가 발생합니다. 이는 노인의 평균 입원 기간이 5-6일이기 때문에 특히 중요합니다. Disuse-induced muscle deconditioning은 영양에 대한 반응으로 MPS가 감소하고 잠재적으로 MPB가 상승하기 때문입니다. 따라서 일생 동안 이러한 사용하지 않는 기간이 누적되면 일반적으로 노화와 함께 나타나는 근감소증의 궤적을 가속화할 수 있습니다. 결과적으로 건강한 근골격계 노화를 극대화하기 위한 영양 전략은 단기간 사용하지 않는 동안 근육 대사 조절 장애를 완화하는 데 초점을 맞춰야 합니다.

단기간 사용하지 않는 동안 근육 악화를 막는 한 가지 접근 방식은 식이 단백질 섭취를 늘리는 것입니다. 사실, 적절한 단백질 섭취는 근육이 긍정적인 순 단백질 균형을 유지하는 데 필수적이며, 이러한 영양 개입의 중요성은 사용하지 않는 기간 동안 증가합니다. 그러나 이 접근법은 사용하지 않는 기간 동안 활동 수준이 더 제한되고 개인이 적절한 영양 섭취를 할 가능성이 적기 때문에 항상 실현 가능한 것은 아닙니다. 보다 실현 가능한 접근 방식은 아미노산인 류신을 보충하여 차선 단백질 용량의 단백동화 효능을 강화하는 것일 수 있습니다. 류신은 MPS 자극 및 MPB 억제를 통해 다른 어떤 아미노산보다 단백질 균형을 증가시키는 독특한 능력을 가지고 있습니다. 류신은 인간에서 아직 조사되지 않은 쥐의 뒷다리 고정화 동안 강력한 항이화 효과를 제공합니다. 따라서 류신은 MPS 및 MPB의 조절 장애를 상쇄하고 젊은 사람과 노인 모두에서 단기간 사용하지 않는 동안 근골격계 건강을 보존할 수 있는 실행 가능한 전략을 나타내므로 추가 조사가 필요하다는 것이 분명합니다.

참가자들:

18-35세의 24명의 건강한(비비만, 비당뇨병, 비흡연자) 남성이 연구에 참여하도록 모집됩니다. 현재 연구는 2개의 개입 그룹을 포함하는 위약 대조 이중맹검 연구로, 참가자는 일방적인 7일 동안 류신 보충(LEU; n=12) 또는 위약(PLA; n=12)을 받도록 무작위로 배정됩니다. 다리 고정. 참가자는 활동적이지만 운동 훈련을 받지 않은 상태입니다(예: 운동 ≤3회/주). 모든 연구 절차는 명확하게 설명되며 참가자는 기본 조치를 얻기 전에 사전 서면 동의를 제공합니다.

등록:

참가자는 University of Birmingham의 스포츠, 운동 및 재활 과학 학교에 초대됩니다. 도착하면 시험에 참여한 연구원이 참가자에게 연구 설계 및 중재에 대해 설명합니다. 참가자는 연구와 관련된 질문을 할 기회가 주어지며 참여 여부를 결정할 시간이 주어집니다. 참가자가 기꺼이 참여하는 경우 참가자는 동의서에 서명하고 건강 설문지를 작성해야 합니다. 참가자가 떠날 때 참가자는 무작위로 류신 또는 위약 그룹으로 분류됩니다. 참가자는 습관적인 식이 섭취를 평가하기 위해 3일 다이어트 일기를 작성해야 합니다.

예비 평가:

연구에 대한 설명과 정보에 입각한 동의를 얻은 후 참가자는 08:00-09:00에 실험실에 10시간 동안 금식하고 이전 24시간 동안 격렬한 운동과 음주를 삼가했다고 보고합니다. 등속성 동력계를 사용하여 무릎 신근 및 굴근의 최대 등척성 및 등속성 강도 측정을 통해 참가자의 기본 근육 기능을 획득합니다. 체력 테스트 후 조사관은 개인에게 3일 다이어트 일지와 활동 모니터를 제공합니다. 기준 근력 측정 3일 후, 참가자는 밤새 10시간 금식 후 08:00-09:00에 실험실에 다시 한 번 보고합니다. 참가자는 가벼운 옷을 입고 디지털 저울로 0.1kg 단위로 체중을 측정합니다. 허벅지의 구성(제지방 및 제지방량)을 결정하기 위해 이중 X선 흡광계(DXA) 및 초음파 스캔을 실시합니다.

고정화:

예비 평가 후 아침 08:00-09:00에 참가자는 7일 동안 일방적인 다리 고정을 받게 됩니다. 단일 다리가 무작위로 선택되고(좌/우 균형 조정) 전체 다리 무릎 보호대에 배치됩니다. 자격을 갖춘 물리치료사가 지시한 대로 참가자는 목발을 사용하여 보행하고 매일 발목 운동을 수행하여 심부 정맥 혈전증의 위험을 최소화합니다. 참가자는 야간 수면 중에 무릎 보호대를 제거할 수도 있습니다. 숙련된 물리치료사가 목발의 안전한 사용(예: 계단 오르기)에 대해 참가자에게 지시합니다. 고정 기간의 각 주요 식사 동안 참가자는 5g의 분말 LEU 또는 PLA 보충제를 250-300ml의 물과 함께 섭취하며 이는 안전 한도 내입니다. 식이 섭취는 55% 탄수화물, 30% 지방 및 15% 단백질의 다량 영양소 구성과 함께 개인의 총 칼로리 섭취량(표준 방정식에서 파생됨)에 따라 고정 기간 동안 제어됩니다. 총 단백질 섭취량은 1.0g/kg/일입니다. 참가자의 활동 수준은 손목 착용 활동 모니터를 통해 7일 동안 모니터링됩니다.

실험적 시도:

7일 고정 기간이 종료되는 아침에 참가자는 하룻밤 금식 후 0600-0700시에 실험실에 보고합니다. i) -150, -90, 0, 20, 40, 60, 80, 120, 180, 240분의 실험적 시도(총 ~100mL) 및 ii) 안정한 동위원소 아미노산 추적자(L-[링] 13C6 페닐알라닌)의 연속 주입. 참가자는 재판 내내 앙와위 자세를 유지합니다. 주입 150분 후, 국소 마취하에 고정된 다리와 고정되지 않은 다리의 대퇴사두근에서 근육 생검을 얻을 것입니다. 그런 다음 참가자는 20g의 우유 단백질 음료를 섭취합니다. 추가 생검은 주입 270분 및 390분 후에 양쪽 다리에서 얻을 것입니다. 따라서 시험 기간 동안 총 6개의 침습성 근육 생검(각 다리에서 3개)을 얻을 것이며, 각 생검은 약 3cm 간격의 별도 절개에서 얻습니다. 이 2단계 안정 동위원소 주입 설계를 통해 흡수 후(0-120분)에서 식후 상태(120-240분)로의 전환에서 MPS를 효율적으로 평가할 수 있습니다. 근육 단백질 회전율에 대한 이전 수축의 간섭 효과를 피하기 위해 10시간 단식 후 08:00-09:00시에 안정 동위원소 주입 다음 날 다리 강도를 재평가합니다.

데이터 분석:

근섬유 및 미토콘드리아 단백질 합성을 계산하기 위해 연구자들은 전형적인 정교한 질량 분석 기술을 채택하여 생검에서 분리된 근육 단백질 및 혈장의 동위원소 추적자 농축을 결정합니다. 근육내 "동화 신호"(mTORC1 경로에서) 및 "이화" 신호는 웨스턴 블롯 및 q-rtPCR 분석을 통해 결정됩니다. 고해상도 호흡 측정법은 또한 대조군과 고정된 사지 모두에서 생검 분리 골격근 조직의 미토콘드리아 기능을 평가하는 데 사용될 것입니다.