음식과 일주기 타이밍 (FACT)

생물학적 과정 및 행동의 타이밍을 24시간 명암 주기와 동기화하는 것은 거의 모든 생리적 과정, 인지 기능 및 전반적인 건강에 기본입니다. 인간의 평균 일주기는 하루 24시간보다 ~9분 더 길고 인공 조명으로 인해 시계가 더 지연될 수 있으므로 매일 일주기 동조가 발생해야 합니다. 이로 인해 내부 시계와 외부 환경의 일주기 동조 과정은 일반적으로 간과되는 과정이지만 손상될 경우 심각한 결과를 초래합니다.

설치류 모델에서 고지방식이는 일주기 타이밍 시스템을 혼란시키는 것으로 나타났습니다. 그러나 식단 구성이 인간의 일주기 타이밍 시스템에 어떻게 작용하는지에 대한 조사는 제한적이었습니다. 새로운 가벼운 일정에 동조하는 능력은 설치류 모델에서 고지방식이 후에 간략하게 조사되었습니다. 3주 후에는 저지방 식이를 먹인 쥐에 비해 새로운 가벼운 주기로의 재동반 속도가 20% 느려졌습니다. 또한, 이 마우스는 위상 진행 광 펄스에 대해 감쇠된 반응을 보였습니다. 게다가 단순히 고지방식이를 쥐에게 제공하는 것만으로도 일주기가 길어지고 임의의 식사 패턴이 일반적인 휴식 단계로 전환됩니다.

이 연구의 목표는 식단이 인간의 일주기 타이밍 시스템에 미치는 영향을 밝히는 것입니다. 이 프로토콜은 고지방식이에 대한 반응으로 동조 속도를 밝히기 위해 고안된 46일(외래 환자 28일, 입원 환자 18일, 9일 방문 2회) 무작위 교차 연구입니다. 참가자는 3주 동안 지방에서 50% 칼로리의 고지방식이(외래 2주, 입원 1주)를 제공받게 됩니다. 프로토콜에는 두 가지 유형의 데이터 수집이 포함됩니다. 연구팀이 제공하는 고지방 또는 저지방 식사와 함께 엄격한 수면-각성 일정에 대한 외래 모니터링과 일주기 타이밍, 동조 및 수면 및 심혈관 건강의 기타 생리학적 지표에 대한 정밀한 실험실 내 측정.

1. 외래 모니터링: 참가자는 1) 피험자가 수면 제한을 받지 않고 2) 각 실험실 방문 전에 동일한 명암 일정을 얻고 있는지 확인하기 위해 두 실험실 방문 전에 습관적인 시간에 집에서 8시간 동안 일관된 14일 수면 일정을 유지합니다. 안정적인 연행을 위해; 액티그래피, 수면 기록 및 타임스탬프 레코더에 대한 호출로 확인됩니다. 약물, 약물, 카페인, 알코올 및 니코틴은 이 기간 동안 금지되며 실험실 입원 시 독성 분석이 수행됩니다.
2. 외래 환자 식단: 각 프로토콜 전 2주 동안 참가자는 개별 일일 에너지 요구 사항을 충족하도록 설계된 외래 환자 등칼로리 식단을 섭취합니다. 조사관이 설계하고 준비한 식단. 식단은 지방(지방 50%, 탄수화물 35%, 단백질 15%, 단지방, 다지방, 포화 지방 각각 33%) 또는 저지방(지방 30%, 탄수화물 55%, % 단백질) (무작위 교차 설계). 식단은 아침, 점심, 저녁 및 간식으로 구성되며 참가자는 ~3일 동안 실험실에 오거나 직원이 식사를 배달합니다. 참가자는 이 14일 동안 제공된 음식만 섭취하도록 지시를 받습니다. 식단에 대한 준수 여부는 모바일 음식 추적 애플리케이션(MealLogger AppTM(뉴욕 웰니스 파운드리))을 사용하여 식사를 추적함으로써 포착됩니다.
3. 입원 환자 프로토콜: 참가자는 외부 시간 신호(예: 시계, 라디오, 컴퓨터, 방문자 및 햇빛)가 없는 개별 방에 입장하게 됩니다. 실내 온도는 21 - 22.2°C로 유지되고 일정 자세를 유지하는 절차 동안 조도는 5룩스 이하로 설정되고, 깨어 있는 동안에는 실내 조명(400룩스), 예정된 수면 동안에는 0룩스(어둠)로 설정됩니다. 참가자는 전체 수면다원검사(PSG), 심전도 및 지속적인 코어 체온 측정을 위한 직장 서미스터를 사용하게 됩니다. 또한 18게이지 IV 카테터를 팔뚝에 삽입하고 수면을 방해하지 않고 옆방에서 혈액 샘플링을 계속할 수 있는 12피트 소형 루멘 연장 케이블이 있는 IV 루프를 통해 3중 스톱콕 매니폴드에 연결합니다.

계측 후 참가자는 수면 기회가 주어지며 일주기 단계, 휴식 신진 대사율 및 기타 생리적 결과를 정확하게 평가하기 위해 희미한 조명과 일정한 자세 프로토콜을 유지하기 위해 깨어납니다. 일정한 자세 프로토콜 후, 참가자의 명암 주기는 동일한 6일 동안 변경되며, 이후 일주기 위상 재평가를 위한 두 번째 일정한 자세 프로토콜이 이어집니다. 이 프로토콜은 참가자에게 다른 교차 식사가 제공되는 동안 반복됩니다. 수사관/간호사는 피험자의 건강, 데이터 수집, 식사 제공, 생물학적 표본 수집, 테스트 수행 및 수면 기록을 모니터링하기 위해 하루 24시간 동안 연구실 또는 중앙 제어실에 상주합니다. 참가자가 실험실에 있을 때 의사는 항상 대기 중입니다. 광범위한 일련의 프로토콜과 체크리스트 및 팀 관행을 사용하여 표준 절차 실행의 일관성을 보장합니다.

다이어트의 에너지 함량은 개인의 일일 에너지 요구 사항을 충족하도록 설계됩니다. 영양사는 고지방 또는 저지방 다이어트의 다량 영양소를 포함하고 카페인이 없는 등칼로리 식사를 준비합니다. 칼로리 섭취량은 실험실 연구의 매일에 대해 동일한 칼로리 및 다량 영양소 구성이며 각 일정한 자세 프로토콜 동안 자주 미니어처 스낵으로 제공됩니다(예: ¼ 칠면조 및 치즈 샌드위치, 주스 및 물).