Identificatie van spierspecifieke biomarkers van vetzuur-bèta-oxidatie (FL-68)

De onderzoekers zullen verschillende uitgebreide state-of-the-art metabolietanalyseplatforms gebruiken om de hypothese te testen dat specifieke systemische metabolieten of metabolietsignaturen correleren met myocellulaire vetzuurverbranding. De onderzoekers zullen dan bepalen of genoemde metabolieten inderdaad de metabolische gezondheidsstatus weerspiegelen zoals voorspeld, door te bepalen of profielen zijn veranderd bij zwaarlijvige proefpersonen bij wie de insulinegevoeligheid en spier-FA-ß-oxidatie zijn verbeterd door middel van aërobe oefening en dieetinterventie. In het bijzonder onderzoekt deze studie het nut van metabolomische profielen die de verbranding van spiervet weerspiegelen bij het voorspellen van metabole gezondheidsveranderingen na interventie door voeding en lichaamsbeweging bij zwaarlijvige personen. De onderzoekers veronderstellen dat biomarkers die een weerspiegeling zijn van normale, efficiënte spier-ß-oxidatie zullen worden verhoogd, en markers die wijzen op een slechte verbranding van spiervet, zullen afnemen in een cohort van sedentaire zwaarlijvige proefpersonen na het ondergaan van een 4 maanden durend dieet-trainingsprotocol dat de spierfitness en verbetering van de werking van insuline.

In afwachting van 16 proefpersonen die het onderzoek voltooien, zullen maximaal 20 zwaarlijvige vrouwelijke proefpersonen worden gerekruteerd uit de Davis- en Sacramento-gebieden en worden gevraagd om deel te nemen aan een regime voor gewichtsverlies met caloriebeperking (vermindering van ~ 25% van de typische calorie-inname, met wisselende 7 -dagmenu's op basis van voedingssamenstellingen die een weerspiegeling zijn van de Amerikaanse voedingsrichtlijnen) en regelmatige aerobe oefeningen die zijn ontworpen om te streven naar een gewichtsverlies van 10% gedurende 4 maanden (Goodpaster et al.,Diabetes 52: 2191-97, 2003). Vrijwilligers die in dit onderzoek worden opgenomen, hebben de volgende kenmerken: leeftijd 30-50, BMI tussen 30-34,9 met stabiel zelfgerapporteerd lichaamsgewicht gedurende de afgelopen 6 maanden, sedentair (niet deelnemen aan een regelmatig oefenprogramma, typische geplande lichaamsbeweging ≤30 min. per week beoordeeld door pre-screening telefonische vragenlijst), niet-roker, geen klinische tekenen van infectie (d.w.z. geen koorts, CBC wnl), geen persoonlijke voorgeschiedenis van hart- en vaatziekten, geen klinisch significante verhogingen van de bloeddruk of diabetes, nee reguliere medicijnen (behalve orale anticonceptiva, allergiemedicijnen) of drugsmisbruik. Bij deze initiële onderzoeken zullen alleen vrouwen worden betrokken om (a) de potentiële seksegerelateerde metabolietvariabiliteit te verminderen en (b) de kenmerken van de proefpersonen in eerdere onderzoeken beter te laten aansluiten. Elke proefpersoon zal dienen als haar eigen controle, waarbij veranderingen in metabolietprofielen na interventie voor elk individu worden berekend. Post-absorptieve insuline- en glucosemetingen zullen worden uitgevoerd om de insulinegevoeligheid te schatten door HOMA, en patronen na een OGTT-voor- en nabehandeling worden gebruikt om de insulinegevoeligheidsindex te beoordelen met behulp van de methode van Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Individuele veranderingen in HOMA en insulinegevoeligheidswaarden die pre- en postinterventieperioden vergelijken, zullen worden beschouwd als indicatief voor veranderingen in insulinewerking. Een acuut oefenprotocol om spierarbeid uit te lokken zal gedurende 20 minuten worden uitgevoerd. om de metabole flux van FA in spieren te verhogen, een strategie die is ontworpen om het plasma te verrijken met spiermetabolieten. Verschillen in uitkomstvariabelen zullen worden getest door ANOVA met herhaalde metingen om de significantie van fitnessinterventieoefeningen en interacties tussen interventieoefeningen te bepalen.

Screening: Na ondertekening van het toestemmingsformulier wordt een eerste nuchtere bloedafname (tot 20 ml) en vitale functies afgenomen om ervoor te zorgen dat potentiële proefpersonen aan de klinische criteria voldoen. Lengte en gewicht worden bepaald en er worden interviews gehouden om te beoordelen of ze aan de bovengenoemde criteria voldoen. Het lichaamsgewicht wordt gemeten tot op 0,1 kg nauwkeurig bij proefpersonen die lichtgewicht chirurgische scrubs dragen. De hoogte wordt gemeten tot op 0,1 cm nauwkeurig met behulp van een aan de muur gemonteerde Ayrton Stadiometer Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). De Body Mass Index (BMI) wordt berekend als kg/m2. De middelomtrek wordt gemeten in staande positie, met metingen halverwege tussen de laterale onderste ribrand en de crista iliaca. De meting wordt halverwege de uitademing uitgevoerd en het gemiddelde van twee metingen wordt geregistreerd. De heupomtrek wordt gemeten bij de maximale uitstulping van de billen. Twee uur nadat de proefpersonen een drankje met een dosis van 75 g suiker (een verkorte orale glucosetolerantietest) hebben gedronken, wordt nog eens 5 ml bloed afgenomen om de insulinegevoeligheid te evalueren. Er zal een Baecke-vragenlijst worden gebruikt om het niveau van fysieke activiteit te beoordelen dat moet worden gebruikt in DRI-berekeningen van onderhoudscalorieën voor de voorbereiding vóór de interventie. Om variabiliteit in onze uitkomstmaten die kunnen worden geïntroduceerd door hormonale verschuivingen in de menstruatiecyclus te minimaliseren, zullen we proberen de consistentie te behouden door proefpersonen te evalueren tijdens de folliculaire fase van de menstruatiecyclus (zoals geschat door cyclusgegevens voor elke vrouw), bij voorkeur beginnend op dag 4 van de menstruele cyclus. Proefpersonen die anticonceptiemedicatie gebruiken, worden bij voorkeur ook beoordeeld op dag 4 van hun menstruatiecyclus. De proefpersonen krijgen een kalender en instructies om hun menstruele cyclus tijdens het onderzoek bij te houden. In aanmerking komende onderwerpen zullen worden gevraagd om de WHNRC verschillende keren te bezoeken, als volgt:

Testweek 1: Op dag 4 van hun menstruatiecyclus komen proefpersonen naar de kliniek voor het begin van testweek 1. Elke dag krijgen de proefpersonen kant-en-klare maaltijden om op te eten in het WHNRC, of ​​verpakt om mee te gaan met de laatste bereidingsinstructies. Tijdens de testweek krijgen proefpersonen maaltijden en snacks voor een 7-daags menu, bereid door de WHNRC Metabolic Kitchen en gebaseerd op de Amerikaanse voedingsrichtlijnen en voorgeschreven om een ​​stabiel lichaamsgewicht te behouden. Vrijwilligers zullen worden voorzien van een dagelijks onderzoek met multivitaminesupplementen en zullen tijdens het onderzoek moeten afzien van het nemen van persoonlijke voedingssupplementen of vitamines. Dit is ontworpen om een ​​vergelijkbaar voedingsprofiel voor alle proefpersonen te garanderen, voorafgaand aan het verkrijgen van biovloeistoffen voor metabolomische analyse om fysiologische variabiliteit te minimaliseren. Proefpersonen zullen tijdens testweek 1 en 2 dagelijks worden gewogen om ervoor te zorgen dat het lichaamsgewicht behouden blijft en de dieetvoorschriften worden indien nodig aangepast. Tijdens deze testweek krijgt elke proefpersoon onder begeleiding van een geregistreerde diëtist een instructiesessie over het dieet en het volgen van het dieet. Deze instructie kan individueel of in groepsverband gegeven worden. Het dieet (gebaseerd op de U.S. Dietary Guidelines) en het trainingsplan van elk individu zullen worden ontworpen om een ​​doel van 10% lichaamsgewichtverlies op te leveren en om de conditie te verbeteren gedurende de interventieperiode van 16 weken. Testweek 2: Testweek 2 is een duplicaat van Testweek 1. Proefpersonen worden ingepland op basis van voorspellingen van hun menstruatiekalender. Dit zou kunnen betekenen dat proefpersonen nog extra dagen zullen blijven trainen om samen te vallen met menstruatiedag 4 wanneer het dieet wordt verstrekt en het testen begint. De acute oefening zal een 40-50% van de Testweek 1 VO2max zijn.