대사 제약 하에서의 동적 연결성
이 연구에서 우리는 뇌 노화의 가속에 대한 인슐린 저항성의 영향을 조사하고 증가된 뉴런 인슐린 저항성이 대체 대사 경로(예: 포도당이 아닌 케톤)를 활용하여 중화될 수 있는지 여부를 테스트합니다. 이 연구에는 함께 시너지 데이터를 제공하는 3개의 Arm이 있습니다. 3개의 Arm 모두에 대해 피험자는 1-14일 간격으로 2-3개의 테스트 세션으로 구성된 피험자 내 디자인으로 테스트되며 주문에 대해 균형을 맞춥니다. 각 세션 동안 우리는 뇌 대사 및 관련 기능에 대한 연료(한 세션에서는 포도당, 다른 세션에서는 케톤)의 영향을 측정합니다. Arms 1-2의 주요 실험 측정은 기능적 자기 공명 영상(fMRI)으로 에너지 공급 및 수요 변화에 따른 기능적 네트워크의 자체 구성을 추적하는 데 사용할 것입니다. Arm 1은 저탄수화물 식단으로 전환하여 생성된 내인성 케톤의 영향을 테스트하고 Arm 2는 영양 보충제로 섭취한 외인성 케톤의 영향을 테스트합니다. Arm 3의 경우 동시 자기 공명 분광법/양전자 방출 단층 촬영(MR/PET)을 사용하여 외인성 케톤이 주요 신경 전달 물질인 글루타메이트 및 GABA 생산에 미치는 영향을 정량화합니다.
피험자는 하나 이상의 Arms에 참여할 수 있는 옵션이 제공되지만 그렇게 할 것으로 예상되거나 필수 사항은 아닙니다.
스캔 전에 피험자는 활력 징후, 경구 포도당 내성 검사(OGTT) 및 포괄적인 대사 혈액 패널을 포함하는 임상의가 관리하는 병력 및 신체 검사(H&P)를 받게 됩니다. 이들은 당뇨병, 신장 질환 및 전해질을 평가하는 데 사용됩니다. 피험자가 선별 검사를 통과하면 신경 영상을 포함하는 하나 이상의 Arm에 참여할 수 있는 옵션이 제공됩니다. 포도당 및 케톤 조절의 정량적 모델을 기반으로 스캔 전체에서 시변 대사 활동의 정량적 측정을 제공하고 안전 정지 규칙(아래 참조)을 구현할 수 있도록 핀으로 찔러 혈액 샘플 3개를 얻습니다. 시간: 스캔 전, 포도당 또는 케톤 음료 섭취 후, 스캔 완료 후. 신진 대사 요구 증가의 영향을 평가하기 위해 테트리스 작업을 통해 휴식 상태에서 공간 추론으로 전환하는 인지 부하에 대한 뇌 반응을 측정합니다. 증가된 대사 공급의 효과를 평가하기 위해 포도당 또는 케톤 덩어리에 대한 뇌 반응을 측정합니다.
연구 개요
연구 유형
등록 (예상)
단계
- 4단계
연락처 및 위치
연구 연락처
- 이름: Lilianne Mujica-Parodi, PhD
- 전화번호: 631-371-4413
- 이메일: lilianne.strey@stonybrook.edu
연구 연락처 백업
- 이름: Antoine Hone-Blanchet, PhD
- 이메일: ahone-blanchet@mgh.harvard.edu
연구 장소
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Massachusetts
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Charlestown, Massachusetts, 미국, 02129
- 모병
- Martinos Center for Biomedical Research, Building 149
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연락하다:
- Botond Antal, MS
- 이메일: botond.antal@stonybrook.edu
-
-
New York
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Stony Brook, New York, 미국, 11794
- 모집하지 않고 적극적으로
- Bioengineering Building , Stony Brook University
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참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
연구 대상 성별
설명
제외 기준:
- 밀실 공포증
- 신경 질환, 심장 마비, 뇌졸중, 신장 질환 또는 점액종의 병력
- 알코올의 만성 사용
- 향정신성 약물의 현재 사용
- 제1형 당뇨병
- 인슐린, Metformin® 또는 포도당 및/또는 인슐린 이용에 영향을 미치는 기타 약물(스타틴, NSAID, 베타-차단제, 글루코코르티코이드)의 정기적인 섭취.
- 삼키기 어려움
- 임신
- 모유 수유
- PET의 경우: 현재 MGH 방사선과 방사선 안전 위원회 지침을 초과하는 연구 영상 관련 방사선 노출.
포함 기준:
- BMI < 30
- 20/20 시력 또는 콘택트 렌즈로 20/20로 교정 가능
- MRI 호환
- 선택적 150ml 혈액 샘플링 전용 PET의 경우: PHRC 지침에 따라 위험을 최소화하려면 무게가 최소 110lbs여야 합니다.
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 기초 과학
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 크로스오버 할당
- 마스킹: 하나의
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 다이어트 fMRI를 통한 대사 조작
모든 피험자는 각기 다른 식이 유도 대사 상태인 당분해(포도당 연소), 단식(8시간 금식) 및 케토시스(지방 연소)에서 세 번 테스트를 받았습니다.
MRI로 뇌를 스캔하는 동안 피험자는 처음에 휴식을 취한 다음 작업을 수행합니다.
세션 중간에 피험자는 스캐너에서 제거되고 최대 75g의 포도당을 마십니다.
우리의 데이터 분석은 변화하는 에너지 제약(즉, 인지 수요, 연료)에 대응하여 네트워크 재구성을 정량화합니다.
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보충제는 스캔 중간에 투여됩니다.
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실험적: 케톤 보충제 fMRI를 통한 대사 조작
모든 피험자는 단식 상태(8시간 동안 음식 섭취 금지, 물 제한 없음)에서 두 번 테스트됩니다.
MRI로 뇌를 스캔하는 동안 피험자는 처음에 휴식을 취한 다음 작업을 수행합니다.
세션 중간에 피험자는 스캐너에서 제거되고 두 가지 연료 소스 중 하나를 마신다.
케토시스(케톤 연소) 세션에서는 395mg/kg의 케톤 스포츠 음료를 마십니다.
당분해(포도당 연소) 세션 동안 동일한 피험자가 케톤에 맞는 칼로리의 포도당을 한 덩어리로 마십니다.
우리의 데이터 분석은 변화하는 에너지 제약(즉, 인지 수요, 연료)에 대응하여 네트워크 재구성을 정량화합니다.
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보충제는 스캔 중간에 투여됩니다.
스캔 중간에 투여되는 스포츠 보충제.
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실험적: 케톤 보충제 MR/PET를 통한 대사 조작
모든 피험자는 단식 상태(8시간 동안 음식 섭취 금지, 물 제한 없음)에서 두 번 테스트됩니다.
두 세션 모두 스캔하는 동안 지속적으로 FDG 방사성 동위원소를 정맥 주사합니다.
따라서 PET는 뇌를 통한 포도당 흡수를 매핑하는 동시에 MRS를 사용하여 신경 전달 물질인 글루타민과 GABA의 생산을 측정합니다.
MR/PET로 뇌를 스캔하는 동안 대상자는 처음에 휴식 상태에서 테스트를 받은 다음 작업을 수행합니다.
피험자는 395mg/kg의 케톤 스포츠 음료를 마십니다.
당분해(포도당 연소) 세션 동안 동일한 피험자가 케톤에 맞는 칼로리의 포도당을 한 덩어리로 마십니다.
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보충제는 스캔 중간에 투여됩니다.
스캔 중간에 투여되는 스포츠 보충제.
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연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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fMRI 안정성 측정: 내인성 케톤 대 외인성 포도당
기간: 등록 완료 후 2주 이내
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BOLD 신호 측정은 기준선과 당분해, 금식 또는 케토시스 상태 중에 얻어집니다.
우리는 케톤이 특히 개인이 나이가 들고 인슐린 저항성이 될 때 에너지에 대한 더 큰 기본 접근을 뇌에 제공하고 이후의 포도당 섭취가 이러한 접근을 방해한다는 가설을 세웁니다.
우리는 또한 이러한 효과가 신진대사 요구가 높을 때(즉, 작업 대 휴식 상태) 더 두드러질 것으로 예상합니다.
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등록 완료 후 2주 이내
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fMRI 안정성 측정: 외인성 케톤 대 외인성 포도당
기간: 등록 완료 후 2주 이내
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BOLD 신호 측정은 기준선과 포도당 또는 케톤 보충제 이후에 얻어집니다.
우리는 케톤이 특히 개인이 나이가 들고 인슐린 저항성이 될 때 에너지에 대한 더 큰 기본 접근을 뇌에 제공하고 이후의 포도당 섭취가 이러한 접근을 방해한다는 가설을 세웁니다.
우리는 또한 이러한 효과가 신진대사 요구가 높을 때(즉, 작업 대 휴식 상태) 더 두드러질 것으로 예상합니다.
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등록 완료 후 2주 이내
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PET: 케톤 보충제 유무에 관계없이 포도당 흡수 및 신경 전달 물질 생산
기간: 등록 완료 후 2주 이내
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MR/PET 스캔 중에 연속 FDG 주입을 사용하여 휴식 및 작업 중 포도당 흡수를 측정합니다.
자기 공명 분광법은 신경 전달 물질의 생성을 측정하는 데 사용됩니다.
인슐린 저항성이 있는 개인의 경우 외인성 케톤을 통해 보충될 신경 전달 물질 수치가 감소할 것으로 예상됩니다.
우리는 또한 대사 요구가 높을 때(즉, 작업 대 휴식 상태) 이러한 효과가 더 두드러질 것이라는 가설을 세웁니다.
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등록 완료 후 2주 이내
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2차 결과 측정
결과 측정 |
기간 |
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인지 성능이 평가되고 뇌 안정성 값 및 인슐린 저항 수준과 연관됩니다.
기간: 등록 완료 후 2주 이내
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등록 완료 후 2주 이내
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공동 작업자 및 조사자
수사관
- 수석 연구원: Lilianne Mujica-Parodi, PhD, Stony Brook University
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (예상)
연구 완료 (예상)
연구 등록 날짜
최초 제출
QC 기준을 충족하는 최초 제출
처음 게시됨 (실제)
연구 기록 업데이트
마지막 업데이트 게시됨 (실제)
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마지막으로 확인됨
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포도당에 대한 임상 시험
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Singapore General HospitalKK Women's and Children's Hospital; SingHealth Polyclinics완전한
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Abbott Diabetes Care완전한