Identifikasjon av muskelspesifikke biomarkører for fettsyre-beta-oksidasjon (FL-68)

Etterforskerne vil bruke flere omfattende, avanserte metabolittanalyseplattformer for å teste hypotesen om at spesifikke systemiske metabolitter eller metabolittsignaturer korrelerer med myocellulær fettsyreforbrenning. Etterforskerne vil deretter avgjøre om nevnte metabolitter faktisk reflekterer metabolsk helsestatus som forutsagt, ved å bestemme om profiler endres hos overvektige personer hvis insulinfølsomhet og muskel FA ß-oksidasjon er forbedret gjennom aerob trening og kosttilskudd. Spesifikt undersøker denne studien nytten av metabolomiske profiler som reflekterer muskelfettforbrenning for å forutsi metabolske helseendringer etter diett- og treningsintervensjon hos overvektige personer. Etterforskerne antar at biomarkører som reflekterer normal, effektiv muskel-ß-oksidasjon vil øke, og markører som indikerer dårlig muskelfettforbrenning reduseres, i en gruppe stillesittende overvektige personer etter å ha gjennomgått en 4 måneders diett-treningsprotokoll som vil øke muskelkondisjonen og forbedre insulinvirkningen.

I påvente av at 16 forsøkspersoner fullfører studien, vil opptil 20 overvektige kvinnelige forsøkspersoner bli rekruttert fra Davis- og Sacramento-områdene og bedt om å delta i et vekttapskur som involverer kalorirestriksjon (reduksjon på ~25 % av typisk kaloriinntak, med roterende 7 -dagsmenyer basert på næringssammensetninger som gjenspeiler de amerikanske kostholdsretningslinjene) og regelmessig aerob trening designet for å målrette et vekttap på 10 % over 4 måneder (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Frivillige som skal inkluderes i denne studien vil ha følgende egenskaper: alder 30-50, BMI mellom 30-34,9 med stabil selvrapportert kroppsvekt de siste 6 månedene, stillesittende (ikke deltar i et vanlig treningsprogram, typisk planlagt trening) ≤30 min. per uke vurdert ved pre-screening telefonspørreskjema), ikke-røyker, ingen kliniske tegn på infeksjon (dvs. ingen feber, CBC wnl), ingen personlig historie med hjerte- og karsykdommer, ingen klinisk signifikante økninger i blodtrykk eller diabetes, ingen vanlige medisiner (unntatt p-piller, allergimedisiner) eller narkotikamisbruk. Disse innledende studiene vil kun involvere kvinner for å (a) redusere potensiell kjønnsrelatert metabolittvariabilitet og (b) for å bedre matche emnekarakteristikker i tidligere studier. Hvert individ vil tjene som sin egen kontroll, med endringer i metabolittprofiler etter intervensjon beregnet for hvert individ. Post-absorptive insulin- og glukosemålinger vil bli gjort for å estimere insulinfølsomhet ved HOMA, og mønstre etter en OGTT-for- og etterbehandling brukes til å vurdere insulinfølsomhetsindeksen ved å bruke metoden til Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Individuelle endringer i HOMA- og insulinsensitivitetsverdier som sammenligner perioder før og etter intervensjon vil bli ansett for å være en indikasjon på endringer i insulinvirkning. En akutt treningsprotokoll for å fremkalle muskelarbeid vil bli utført over 20 min. for å øke metabolsk fluks av FA i muskler, en strategi designet for å berike plasmaet med muskelmetabolitter. Forskjeller i utfallsvariabler vil bli testet ved hjelp av gjentatte målinger ANOVA for å bestemme betydningen av treningsintervensjonskamp og intervensjonstreningskampinteraksjoner.

Screening: Etter signering av samtykkeskjemaet, vil en første fastende blodprøve (opptil 20 ml) og vitale tegn tas for å sikre at potensielle forsøkspersoner oppfyller de kliniske kriteriene. Høyde og vekt vil bli bestemt og intervjuer foretatt for å vurdere om de oppfyller de nevnte kriteriene. Kroppsvekten vil bli målt til nærmeste 0,1 kg med forsøkspersoner som bruker lett kirurgisk skrubb. Høyden vil bli målt til nærmeste 0,1 cm ved hjelp av et veggmontert Ayrton Stadiometer Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). Kroppsmasseindeks (BMI) vil bli beregnet som kg/m2. Midjeomkrets vil bli målt i stående stilling, med mål oppnådd midt mellom den laterale nedre ribbekanten og hoftekammen. Målingen vil bli tatt midt i utpusten, og gjennomsnittet av to målinger vil bli registrert. Hofteomkrets vil bli målt ved maksimal fremspring av baken. Ytterligere 5 mL blod vil bli tappet 2 timer etter at forsøkspersonene har inntatt en drink som inneholder en dose på 75 g sukker (en forkortet oral glukosetoleransetest) for å evaluere insulinfølsomheten. Et Baecke-spørreskjema vil bli brukt for å vurdere fysisk aktivitetsnivå som skal brukes i DRI-beregninger av vedlikeholdskalorier for innføringen før intervensjon. For å minimere variasjonen i utfallsmålene våre som kan bli introdusert av hormonelle endringer i menstruasjonssyklusen, vil vi forsøke å opprettholde konsistens ved å evaluere forsøkspersoner under follikkelfasen av menstruasjonssyklusen (som estimert av syklusregistreringer for hver kvinne), fortrinnsvis med start på dag 4 av menstruasjonssyklusen. Personer på prevensjonsmedisin vil også fortrinnsvis bli evaluert på dag 4 i menstruasjonssyklusen. Forsøkspersonene vil få en kalender og instruksjoner for å registrere menstruasjonssyklusen gjennom hele studien. Kvalifiserte personer vil bli bedt om å besøke WHNRC flere ganger, som følger:

Testuke 1: På dag 4 av menstruasjonssyklusen vil forsøkspersonene komme til klinikken for begynnelsen av testuke 1. Hver dag vil forsøkspersonene få tilberedte måltider som skal spises på WHNRC, eller pakkes sammen med endelige forberedelsesinstruksjoner. I løpet av testuken vil forsøkspersonene motta måltider og snacks for en 7-dagers meny tilberedt av WHNRC Metabolic Kitchen og basert på amerikanske kostholdsretningslinjer og foreskrevet for å opprettholde stabil kroppsvekt. Frivillige vil bli utstyrt med en daglig multivitamintilskuddsstudie og vil bli pålagt å avstå fra å ta personlige kosttilskudd eller vitaminer under studiet. Dette er designet for å sikre en lik ernæringsprofil på tvers av alle emner, før man oppnår biovæsker for metabolomisk analyse for å minimere fysiologisk variasjon. Forsøkspersonene vil bli veid daglig i løpet av testuke 1 og 2 for å sikre kroppsvektvedlikehold og kostholdsforskrifter justeres om nødvendig. I løpet av denne testuken vil hvert forsøksperson delta i en instruksjonsøkt angående kosthold og diettoverholdelse gitt under veiledning av en registrert kostholdsekspert. Denne instruksjonen kan gjøres individuelt eller i en gruppe. Hvert individs diett (basert på de amerikanske kostholdsretningslinjene) og treningsplanen vil bli utformet for å oppnå et mål på 10 % kroppsvektstap og for å forbedre kondisjonen i løpet av den 16 uker lange intervensjonsperioden. Test uke 2: Test uke 2 duplikater Test uke 1. Forsøkene vil bli planlagt basert på spådommer fra deres menstruasjonskalendere. Dette kan bety at forsøkspersonene vil fortsette å trene i flere dager for å falle sammen med menstruasjonsdag 4 når dietten blir gitt og testingen begynner. Den akutte treningen vil være en 40-50 % av Test uke 1 VO2max.