비만에서의 미세혈관 기능장애

좌식생활 2등급 이상 비만[체질량지수(BMI) >35kg/m2, 허리둘레 >40인치(남성) 또는 >35인치(여성)] 남녀(18~45세) 25명이 참가한다. 이 실험들. 18세 미만의 개인은 프로토콜의 침습적 특성으로 인해 조사되지 않습니다. 45세 이상의 개인은 내피 기능의 연령 관련 감소로 인해 조사되지 않습니다. 인종, 성별 또는 사회경제적 지위에 관한 제한은 없습니다. 여성은 폐경 전이고, 에스트로겐/프로게스틴 복합 호르몬 피임 요법(경구 알약, 경피 패치 또는 질 링)을 받고 호르몬 피임 요법의 7일 비활성(위약) 단계(초기 난포 단계와 유사함) 내에서 연구될 것입니다. 정상 월경 주기, 혈액 에스트라디올 분석으로 확인됨). 내피 기능에 대한 에스트라디올의 알려진 긍정적인 효과로 인해 혈장 에스트라디올 농도가 가장 낮은 호르몬 피임 요법 단계에서 여성 연구의 일관성을 보장하는 것이 중요합니다. 좌식 비만인 사람은 이전 6개월 동안 체중이 안정적이었으며 대사 증후군을 앓게 됩니다. 대사증후군은 성인의 고혈중 콜레스테롤 검출, 평가 및 치료에 관한 국립 콜레스테롤 교육 프로그램 전문가 패널 3차 보고서(성인 치료 패널 III)의 대사증후군에 대해 가장 널리 사용되는 기준에 따라 정의됩니다. 대사 증후군이 있는 개인은 다음 중 적어도 세 가지를 가지고 있습니다. 1) 허리 둘레로 측정한 중앙 비만(남성 >40인치, 여성 >35인치); 2) 공복 혈중 트리글리세리드 > 150 mg/dL; 3) 남성 <40mg/dL 및 여성 <50mg/dL의 혈중 HDL 콜레스테롤; 4) 혈압 > 130/85 mmHg; 5) 공복 혈당 > 110mg/dL 및 (ATP III에 따름) 140-200mg/dl의 2시간 GTT 포도당.

이 연구에 참여하기 전에 대상자는 병력, 신체 검사, 심혈관 질환 및 제2형 당뇨병에 대한 선별 검사를 받게 됩니다. 평가는 단계별 러닝머신 스트레스 테스트, 혈액 화학, 이중 X선 흡수계측법(DXA)에 의한 체성분 분석 및 최소 허리 둘레(검상 돌기와 배꼽 사이) 측정으로 구성됩니다.

제외 의도적인 지구력 운동 훈련(>20분/일, >1일/주)에 참여하는 피험자는 제외됩니다. 폐경 전 여성 피험자는 임신 또는 수유 중이 아니어야 하며 지난 1년 동안 규칙적인 월경 주기를 가졌어야 합니다. 모든 피험자는 심혈관 및 말초 혈관 질환에 대해 스크리닝됩니다. 중추 또는 말초 순환에 영향을 줄 수 있는 약물을 복용하는 개인, 비스테로이드성 항염증제 또는 세로토닌 재흡수 억제제를 사용하는 개인, 흡연 또는 씹는 담배, 당뇨병(공복 혈당 >125mg/dL), 고혈압 >160/95mmHg(개인 당뇨병 및 고도 고혈압이 있는 사람은 대사 증후군), 울혈성 심부전, 협심증 또는 말초 혈관 질환이 있는 개인의 보다 균일한 그룹을 유지하기 위해 제외됩니다. 심각한 부정맥 및/또는 급성 심근 허혈의 증거가 있는 개인은 휴식 중 또는 운동 중 ST 세그먼트 함몰이 1mm 이상인 경우 제외됩니다. 만성 감염, 뇌졸중으로 인한 마비, 진행성 파킨슨병, 중증 류마티스 관절염 또는 운동 훈련 작업 수행을 방해하는 기타 심각한 정형외과적 문제가 있는 개인은 제외됩니다. 피험자는 조사 전 최소 2주 동안 항산화제, 약초 또는 비타민 보충제를 섭취할 수 없습니다. 이러한 제제 중 일부는 내피 의존성 혈관 확장을 개선하는 것으로 나타났기 때문입니다. 피험자는 실험 당일 카페인을 섭취할 수 없습니다. 훈련 프로그램 중 체중 변화가 5% 이상이거나 운동 순응도가 운동 세션 또는 총 운동 시간의 90% 미만인 경우 대상에서 제외됩니다.

기간: 피험자는 이 보조금의 3-28개월 동안 모집, 선별, 등록 및 테스트됩니다. 피험자 모집 절차 및 필요한 물품 조달은 프로젝트의 첫 2개월 동안 진행됩니다. 추가 모집, 피험자 선별 및 테스트는 다음 25개월 동안 주기당 약 1회의 속도로 1개월 주기로 수행됩니다. 따라서 총 50회의 미세 투석 실험에 대해 8주간의 운동 훈련 전후에 참가자들에게 25개의 미세 투석 실험이 수행될 것입니다. 따라서 이 계획은 테스트 기간 동안 월 평균 2회의 미세 투석 테스트가 필요합니다. 이들 피험자에 대한 테스트에는 미세 투석 절차를 위한 6시간이 포함됩니다. 샘플의 생화학적 분석은 실험당 약 6시간이 필요하고 데이터 감소는 실험당 또 다른 5시간이 필요합니다. 피험자 모집, 사전 테스트 및 후속 조치를 위해 추가 시간(주당 5시간)이 필요합니다. 따라서 채용 및 테스트 목표는 할당된 인력 및 비율 노력과 보조금에 부과되지 않는 인력 및 자원에 비추어 현실적입니다.

미세 투석(운동 훈련 전후):

피험자는 하룻밤 금식 후 Hickner 실험실에 보고합니다. 피험자가 조용히 쉬고 있는 동안, 전통적(인슐린, 포도당, 지질, c-반응성 단백질) 및 비전통적 [(사이토카인 TNF-알파, IL-6, IL-13, 세포간 접착 분자-1(ICAM-1), 혈관 접착 분자-1(VCAM-1) 및 P-셀렉틴] EMD Millipore의 ELISA 또는 당사 임상 분석기를 사용하여 혈액 내 심장 대사 질환 위험/염증 마커 (Beckman 액세스 시스템). 또한 혈장 글루타티온(GSH/GSSG)은 Percipio Biosciences(Bioxytech GSH/GSSG)의 키트를 사용하여 전신 산화 스트레스의 마커로 분석됩니다.

미세투석 절차 7개의 미세투석 프로브(CMA 20: 10mm * 0.5mm 20kilodalton cutoff membrane, 5cm 프로브 샤프트 길이, 입구 튜브 및 출구 튜브 20cm; CMA/Microdialysis, Stockholm, Sweden)를 광근에 3cm 간격으로 경피적으로 삽입합니다. 국소 마취(1% 리도카인) 하에서 멸균 기술을 사용하여 대퇴사두근 근육 그룹(다리당 3-4 프로브)의 외측. 프로브는 표 2의 일정에 따라 CMA/102 미세 주입 펌프(CMA/Microdialysis, Stockholm, Sweden)를 사용하여 2.0 μL/min의 속도로 적절한 용액으로 관류됩니다.

제어 관류 용액은 5mM 에탄올이 포함된 멸균 식염수로 구성됩니다(혈류/미세혈관 교환 측정용). 프로브 중 두 개는 처음에 이 제어 용액으로 관류되고 다른 프로브는 NADPH 옥시다제 억제제로 관류됩니다. 피험자는 60분 동안 앉아 있는 동안 휴식을 취하여 탐침 삽입으로부터 회복하고 관류액을 국소 환경과 평형화할 수 있습니다. 1단계: NADPH 옥시다제 억제제의 부재(프로브 1) 및 존재(프로브 3-7) 시 기본 영양 흐름을 결정하기 위해 뚜껑이 있는 150µL 폴리에틸렌 수집 바이알에서 이후 30분 동안 3개의 10분 투석액 샘플을 수집합니다. SNP 관류(프로브 2) 이전에 프로브 내 제어 기간으로 사용됩니다. 단계 2: 두 번째 프로브의 관류액 용액은 대조 용액과 50mM 니트로프루시드나트륨(SNP: 비내피 의존적 변화를 제어하기 위해)을 포함하도록 변경됩니다. 100 μM Amplex UltraRed 및 1 U/mL 양고추냉이 과산화효소(HRP)는 생체 내 H2O2 생산 측정을 위해 다른 프로브의 관류액에 추가됩니다. 이후 60분 동안 3개의 20분 투석액 샘플을 수집하여 슈퍼옥사이드 디스뮤타아제가 없는 상태에서 이러한 측정을 제공합니다. 3단계: 그런 다음 10U/mL 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD)를 관류액이 포함된 Amplex UltraRed/HRP에 추가합니다. 이후 3개의 20분 투석액 샘플을 후속 60분에 걸쳐 수집하여 SNP, 1mM 아포시닌, 100nM MitoTempo, 100uM MitoTempo+Apocynin, 100nM GKT 137831 또는 100nM GKT 137831+Apocynin의 효과 측정값을 제공합니다. 잔디. 4단계: 프로브 2번부터 7번까지의 관류 용액은 제어 용액에 50mM Ach(내피 의존적 변화를 결정하기 위해) 또는 50mM ACh + 1mM 아포시닌, 100nM MitoTempo, 100uM MitoTempo+를 포함하도록 변경됩니다. 아포시닌, 100nM GKT 137831, 또는 100nM GKT 137831+아포시닌(NADPH 옥시다제 또는 미토콘드리아 ROS 생산의 억제가 내피 의존 반응을 개선하는지 여부를 결정하기 위해). 프로브는 로컬 환경과 평형을 이루도록 60분 동안 관류됩니다. NADPH 옥시다제 또는 미토콘드리아 ROS 억제의 존재 및 부재에서 ACH의 영양 흐름 효과를 결정하기 위해 3개의 10분 샘플이 이후 30분에 걸쳐 수집됩니다. Amplex UltraRed 및 HRP가 관류 배지에 추가된 각 샘플에 대해 30µL의 투석액이 즉시 실험실 형광계에서 H2O2에 대해 측정됩니다. 혈류가 측정되는 각 샘플에 대해 투석액은 4°C에 저장되고 24시간 이내에 에탄올(혈류/미세혈관 교환용)에 대해 분석됩니다. 모든 관류액과 투석액은 빛 노출로부터 보호됩니다.

미세투석 에탄올 유출/유입 비율 에탄올(5mM)은 이전 간행물 30-32에 설명된 대로 미세투석 프로브 영역에서 영양 혈류/미세혈관 교환을 모니터링하기 위해 관류 배지에 포함됩니다.

최대 유산소 능력 결정(운동 훈련 전후):

모든 피험자는 연구 등록 시 그리고 훈련 프로그램 완료 시 다시 러닝머신에서 표준화된 최대 운동 테스트를 수행합니다. 피험자는 5분간의 워밍업 기간 동안 속도와 경사를 개별적으로 조정합니다(3-6km·hr-1, 0-5%). 워밍업 기간 후, 피험자의 만료된 O2 및 CO2는 개방 회로 폐활량계(TrueOne 2400; Parvomedics; Salt Lake City, UT)를 통해 지속적으로 모니터링됩니다. VO2peak 테스트는 속도가 일정하고 경사가 VO2peak에 도달할 때까지 2분마다 2%씩 증가하는 램프 프로토콜을 사용하여 수행됩니다. 시작 속도는 워밍업 속도와 심박수에 따라 개별적으로 조정되며 8~12분 내에 VO2peak를 얻을 수 있습니다.

훈련 프로토콜 모든 참가자는 8주 동안 비연속적으로 주당 3회 유산소 인터벌 운동 훈련을 수행합니다. 운동은 러닝머신에서 경사면을 걷거나 뛰는 것으로 구성됩니다. 피험자는 최대 심박수의 70%(VO2peak 테스트 중에 결정된 HRmax)에서 10분 동안 워밍업한 후 HRmax의 90%에서 4분 간격으로 4회 수행하고 간격 사이에 HRmax의 70%에서 3분 활성 회복을 수행합니다. 5분의 쿨다운 기간으로 총 운동 시간은 40분입니다.

체성분 측정 제지방량, 체지방량 및 체지방률은 이중 에너지 X-레이 흡수계측법(DXA; GE Lunar Prodigy Advance, Madison WI)을 사용하여 결정됩니다. 체질량 지수(BMI: kg/m2) 계산을 위해 체질량과 키를 측정합니다. w/h 비율과 허리 둘레와 심혈관 대사 질환 위험의 관계로 인해 통계 분석에서 잠재적으로 공변량으로 사용하기 위해 최소 허리 및 최대 엉덩이 둘레도 측정됩니다.

산화 스트레스의 근육 마커:

따라서 생검 절차에 동의하는 참가자의 훈련 전후에 휴식 상태에서 생검을 실시합니다. 멸균 절차를 사용하고 국소 마취(1% 리도카인)를 투여한 후 대퇴사두근 그룹(제안된 운동 훈련에 대한 적응을 거침)의 외측광근에서 경피적 근육 생검을 얻을 것입니다.