높은 고도에서의 간헐적 외인성 케토시스(IEK)
간헐적 외인성 케토시스(IEK): 저산소 내성 및 적응을 개선하기 위한 새로운 전략
고도 관련 저산소증은 특히 운동 중에 인간의 기능적 능력을 감소시킵니다. 장기간의 적응에도 불구하고 생리적 적응은 특히 더 높은 고도에서 운동 능력을 완전히 보존하기에는 불충분합니다. 결과적으로, 저산소증이 인간의 수행 능력과 기능적 능력에 미치는 부정적인 영향을 완화하기 위한 다양한 개입에 대한 지속적인 연구가 진행되어 왔습니다. 흥미롭게도 설치류와 인간의 초기 데이터에 따르면 케톤 에스테르 섭취에 의한 간헐적 외인성 케토시스(IEK)는 저산소 내성을 향상시킵니다. 즉, 근육 및 신경 에너지 항상성을 촉진하고 산화 스트레스를 감소시킵니다. 또한, 저산소증은 아데노신-삼인산(ATP) 생성에 대한 케톤체의 기여를 높여 포도당을 대체하고 뇌의 우선 연료가 된다는 증거가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 케톤체는 저산소증 유발 인자-1α의 상향 조절과 적혈구생성인자 생산의 자극을 통해 저산소증에 대한 장기간의 적응을 촉진할 수도 있다고 가정하는 것이 합리적입니다.
본 프로젝트는 건강한 성인의 휴식, 운동, 수면 중 고도/저산소증에 대한 급성 및 아급성 노출에 대한 간헐적 외인성 케토시스가 생리적, 인지적, 기능적 반응에 미치는 영향을 종합적으로 조사하는 것을 목표로 합니다. 구체적으로, 우리는 1) 저산소 상태에서 최대 이하 및 최대 강도 운동 중 급성 외인성 케토시스가 미치는 영향, 2) 저산소 상태에서 외인성 케토시스가 수면 구조와 질에 미치는 영향, 3) 외인성 케토시스가 저산소 내성 및 수면의 질에 미치는 영향을 밝히는 것을 목표로 합니다. 아급성 고지대 적응. 이를 위해 3375m a.s.l에 해당하는 저압 저산소증(실제 고지대)에 대한 위약 대조 임상 시험(CT)이 진행되었습니다. (Rifugio Torino, Courmayeur, Italy)는 테스트된 중재의 기능적 효과를 조사하고 저산소증에 대한 급성 및 만성 적응과 관련된 정확한 생리학적, 세포적, 분자적 메커니즘을 밝히기 위해 건강한 개인을 대상으로 수행됩니다. 생성된 출력은 저산소 상태에서 케톤체의 역할에 대한 새로운 통찰력을 제공할 뿐만 아니라 저산소증과 관련된 여러 임상 질환뿐만 아니라 고도에서 경쟁하는 산악인과 운동선수에게도 적용 가치가 있을 것입니다.
연구 개요
연구 유형
등록 (실제)
단계
- 해당 없음
연락처 및 위치
참여기준
자격 기준
공부할 수 있는 나이
- 성인
건강한 자원 봉사자를 받아들입니다
설명
포함 기준:
- 18세 이상 35세 이하의 남성 또는 여성
- 체질량지수(BMI) 18~25
- 신체적으로 건강하고 정기적으로 신체 활동에 참여합니다(주당 30분 이상의 운동 세션 2~5회).
- 건강검진으로 확인된 건강상태 양호
- 금연
제외 기준:
- 저산소 노출 및/또는 고강도 운동 수행이 금지되는 모든 종류의 부상/병리
- 운동, 성능 또는 수면에 영향을 미치는 것으로 알려진 약물이나 영양 보충제 섭취
- 연구 시작 2주 전부터 진통제, 항염증제 또는 보조 항산화제 섭취.
- 저산소증 상태에서 최근 거주 또는 훈련을 받은 경우 연구 전 3개월 동안 2000m 이상의 고도에 7일 이상 노출.
- 연구 전 달에 야간 근무 또는 시간대 이동
- 연구 시작 전 3개월 이내 헌혈
- 흡연
- 하루에 3잔 이상의 알코올 음료
- 준전문 또는 전문 수준의 엘리트 운동 훈련에 참여
- 피험자가 전체 연구 프로토콜을 성공적으로 완료할 가능성이 없다고 믿는 기타 주장
공부 계획
연구는 어떻게 설계됩니까?
디자인 세부사항
- 주 목적: 방지
- 할당: 무작위
- 중재 모델: 병렬 할당
- 마스킹: 더블
무기와 개입
참가자 그룹 / 팔 |
개입 / 치료 |
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실험적: 케톤 그룹
케톤 에스테르가 제공됩니다
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케톤 에스테르: 간헐적인 외인성 케톤증을 확립하기 위해 72시간 실험 세션 중 하나에서 총 300g의 케톤 에스테르 보충제가 제공됩니다. 수크랄로스(5% w/w)를 케톤 에스테르(R)-3-하이드록시부틸(R)-3-하이드록시부티레이트에 첨가합니다. 저압 저산소증: 지상 고도에서 수행된 72시간 실험 프로토콜 |
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위약 비교기: 제어
케톤 위약이 제공됩니다
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위약: 물, 5% 수크랄로스(w/w), 옥타아세트산(1 mM) 저압 저산소증: 지상 고도에서 수행된 72시간 실험 프로토콜 |
연구는 무엇을 측정합니까?
주요 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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이산화탄소(CO2)에 대한 뇌혈관 반응성
기간: 1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저산소증에 노출된 지 2일째(36시간 후).
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피험자는 4분 동안 3% CO2와 4분 6% CO2를 4분 동안 주변 공기로 호흡하게 됩니다.
중대뇌동맥은 경두개 도플러에 의해 지속적으로 기록됩니다.
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1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저산소증에 노출된 지 2일째(36시간 후).
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인지 기능
기간: 1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저압성 저산소증에 노출된 후 0일차와 2일차(각각 4시간 및 48시간)에.
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인지 기능은 컴퓨터화된 심리 측정 테스트 배터리인 PEBL(심리학 실험 구축 언어)을 통해 평가됩니다.
다음 인지 테스트가 사용됩니다: 컬러 스트루프 테스트(주의력, 처리 속도 및 억제 제어 측정, 작업을 완료하는 데 걸리는 시간 및 응답의 정확성, 정답 및 오답 수), 숫자 -스팬 테스트(개인의 작업 기억 용량 및 단기 기억 측정; 올바르게 기억된 숫자 범위의 점수), ppvt 테스트(반응 시간, 주의력, 집중력 측정; 시각적 신호에 반응하는 시간) fitts 테스트 (손과 눈의 협응, 미세 운동 능력, 집중력 측정, 목표 위치를 잡는 데 걸리는 시간) 및 타임월 테스트(추론, 계산, 반응 시간, 전략 및 문제 해결 측정, 움직이는 목표가 도달하는 시간 추정) 벽 뒤에 위치).
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1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저압성 저산소증에 노출된 후 0일차와 2일차(각각 4시간 및 48시간)에.
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급성 산악병(AMS)
기간: 매일 오후 9시. (수면 전)과 오전 6시 15분(깨어났을 때)에 각각 정상산소증과 저산소증 저산소증에서 측정되었습니다.
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급성 산악병(AMS)은 레이크 루이스 등급으로 평가됩니다.
테스트에서 측정된 증상으로는 두통, 위장 장애, 피로/허약, 현기증/현기증, 수면 장애 등이 있습니다.
이는 0(가장 낮음)부터 3(가장 높음)까지의 강도 수준으로 평가됩니다.
두통을 포함하여 총 점수가 3점 이상인 경우 AMS를 나타냅니다.
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매일 오후 9시. (수면 전)과 오전 6시 15분(깨어났을 때)에 각각 정상산소증과 저산소증 저산소증에서 측정되었습니다.
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강제 폐활량(FVC) 및 1초 동안 강제 호기량(FEV1)을 추정하여 폐 기능의 변화.
기간: 해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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폐 기능은 FVC 및 FEV1에 의해 평가됩니다.
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해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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최대 호기 유량(PEF)을 추정하는 폐 기능의 변화.
기간: 해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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폐 기능은 PEF로 평가됩니다.
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해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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폐 기능의 변화
기간: 해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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폐 기능은 FEV1/FVC 비율로 평가됩니다.
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해수면에서 1일차, 저압 저산소증에 노출된 3일차.
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운동에 대한 심박수 반응
기간: 매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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심박수(HR, bpm)는 다양한 강도(보통 및 높은 강도가 사용됨)의 다양한 운동 시합 중에 지속적으로 모니터링됩니다.
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매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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운동에 대한 호흡 반응
기간: 매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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다양한 강도의 다양한 운동 시합 동안 산소 소비량(VO2, L/min 및 mL/min/kg)을 지속적으로 모니터링합니다(중간 및 고강도 강도 사용).
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매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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운동 중 근육 산소 공급의 변화
기간: 매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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근육 산소화/탈산소화는 외측광근에 설치된 근적외선 분광법(NIRS)을 통해 각 운동 시합 동안 지속적으로 기록됩니다.
NIRS는 조사된 부위(외측광근)에서 산소화 및 탈산소화 헤모글로빈과 미오글로빈(microM)의 양을 측정합니다.
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매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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운동 중 뇌 산소 공급의 변화
기간: 매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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뇌 산소화/탈산소화는 전두엽에 배치된 근적외선 분광법(NIRS)을 통해 각 운동 시합 동안 지속적으로 기록됩니다.
NIRS는 조사된 영역(전두엽 피질)에서 산소화 및 탈산소화 헤모글로빈(microM)의 양을 측정합니다.
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매일 오전 9시부터 오후 6시까지 20~90분 동안 운동을 진행합니다. 정상산소증 상태에서 0일차와 1일차에 진행됩니다. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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근육 산소 소비율의 변화(mV#O2)
기간: 매일 오전 9시에서 오후 6시 사이에 20~90분 길이의 운동이 수행되기 전. 정상 산소 상태에서 0일과 1일. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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근육 산소 소비량은 이전에 검증된 프로토콜을 사용하여 평가됩니다.
간단히 말하면, 근적외선 분광법(NIRS) 광극이 외측광근에 배치됩니다.
프로토콜 전에 혈압 커프를 최대 5분 동안 250-300mmHg로 팽창시켜 NIRS 신호를 정상화하기 위해 허혈성 교정이 수행됩니다.
휴식 중 mV#O2는 동맥 폐색에 따른 근육 산소 공급 감소로 평가됩니다. 그런 다음 각 피험자는 3 x 6분 중등도 운동, 8분 고강도 운동 및 등급별 운동 테스트를 수행합니다.
운동 후 산소 소비 회복을 측정하기 위해 피험자는 다음과 같은 일련의 동맥 폐색을 받게 됩니다: 5초 켜기-5초 끄기 5회 폐색, 5초 켜기-5초 끄기 5회 폐색, 10초 켜기-20초 끄기 5회 폐색.
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매일 오전 9시에서 오후 6시 사이에 20~90분 길이의 운동이 수행되기 전. 정상 산소 상태에서 0일과 1일. 저압 저산소증의 0일, 1일, 2일, 3일째.
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다양한 수면 단계의 지속 시간
기간: 밤 전체 기간 동안, 개별 취침 시간 이후 최대 8시간(오후 10시부터 오전 6시 사이). 정상 산소증의 0일째. 저압성 저산소증의 0일차와 2일차.
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수면다원검사는 다양한 수면 단계의 지속 시간을 평가하는 데 사용됩니다.
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밤 전체 기간 동안, 개별 취침 시간 이후 최대 8시간(오후 10시부터 오전 6시 사이). 정상 산소증의 0일째. 저압성 저산소증의 0일차와 2일차.
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혈액 내 산화 스트레스 지표의 변화
기간: 혈액 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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수집된 정맥혈 샘플에서 산화 스트레스 마커 농도를 측정합니다.
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혈액 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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타액 코르티솔 농도의 변화
기간: 타액 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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수집된 타액 샘플에서 코티솔 농도를 측정합니다.
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타액 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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수분 상태의 변화
기간: 소변 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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소변 샘플은 소변 비중을 사용하여 평가됩니다.
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소변 샘플은 정상산소증의 경우 1일차, 저압성 저산소증의 경우 1일차, 2일차, 3일차 오전 6시에(깨어났을 때) 수집됩니다.
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압력반사 민감도
기간: 정상산소증 및 저산소증에 각각 노출된 후 24시간 이내
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해수면에서: 피험자는 6분간 정상 주변 공기(21% O2, 0.03% CO2), 6분간 저산소 정상탄산 공기(13.8% O2, 0.03% CO2), 6분간 정상산소 고탄산 공기(21% O2, 3% CO2)를 호흡합니다. . 높은 고도에서: 대상은 6분간 저압 저산소(21% O2, 0.03% CO2), 저압 정상산소(32% O2, 0.03% CO2), 저압 정상산소 고탄산(32% O2, 3% CO2) 공기를 호흡합니다. |
정상산소증 및 저산소증에 각각 노출된 후 24시간 이내
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야간 산소 포화도의 변화
기간: 밤 전체 기간 동안, 개별 취침 시간 이후 최대 8시간(오후 10시부터 오전 6시 사이). 정상 산소증의 0일째. 저압성 저산소증의 0일차와 2일차.
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맥박산소측정기를 사용하여 측정
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밤 전체 기간 동안, 개별 취침 시간 이후 최대 8시간(오후 10시부터 오전 6시 사이). 정상 산소증의 0일째. 저압성 저산소증의 0일차와 2일차.
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야간 소변 카테콜아민 배설량의 절대량
기간: 오후 10시부터 정상산소증의 경우 0일, 저압성 저산소증의 경우 0일, 1일, 2일 오전 6시까지.
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수집된 야간 소변의 ELISA를 사용하여 측정됩니다.
피험자는 잠자기 전에 방광을 비우고 소변은 밤 내내 최대 8시간 동안 수집됩니다.
밤 10시부터 최대 8시간 정상산소증의 경우 0일, 저압성 저산소증의 경우 0일, 1일, 2일 오전 6시까지.
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오후 10시부터 정상산소증의 경우 0일, 저압성 저산소증의 경우 0일, 1일, 2일 오전 6시까지.
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2차 결과 측정
결과 측정 |
측정값 설명 |
기간 |
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내경동맥의 뇌혈류 변화
기간: 1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저산소증에 노출된 지 2일째(36시간 후).
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내부의 뇌혈류는 매일 아침 도플러 초음파로 평가됩니다.
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1일차에는 해수면(정상산소증)에서. 저산소증에 노출된 지 2일째(36시간 후).
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공동 작업자 및 조사자
연구 기록 날짜
연구 주요 날짜
연구 시작 (실제)
기본 완료 (추정된)
연구 완료 (추정된)
연구 등록 날짜
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케톤에스테르에 대한 임상 시험
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Washington University School of MedicineChildren's Discovery Institute모병
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Universidade Nova de LisboaCentro de Investigação Operacional da Beira, Mozambique; Fundação Belmiro de Azevedo, Portugal모집하지 않고 적극적으로
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Massachusetts General Hospital완전한
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Anders Fink-Jensen, MD, DMSci알려지지 않은
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Johane AllardCanadian Institutes of Health Research (CIHR); American College of Gastroenterology완전한