Effektene av 17β-østradiol på skjelettmuskulaturen

Design og detaljert beskrivelse av metodikk Dette er en randomisert kontrollert studie med parallelle grupper, blindet for 17β-østradiol (n=10) eller placebo (n=10) tilskudd administrert hver dag i 10 dager. Tolv friske unge menn (alder: 18-25 år; BMI: 22-33 kg/m2) vil bli rekruttert til å delta i denne studien. Under telefon- eller e-postsamtaler vil vi forklare formålet og eksperimentelt design av studien og ta opp alle spørsmål deltakerne måtte ha (se telefon- og e-postmanus). Deltakerne vil besøke laboratoriet for en screening for å vurdere om de er kvalifisert til å delta i denne studien. Under screeningen vil vi først forklare det eksperimentelle designet og innhente skriftlig informert samtykke. Et medisinsk spørreskjema vil fylles ut av deltakerne for å vurdere deres generelle helse og bruk av medisiner. Kroppshøyde og -masse vil bli målt som baseline-karakteristikker for deltakerne. Deltakerne vil bli bedt om å fylle ut en 3-d diettliste for å vurdere vanlig energi- og proteininntak. Deltakerne vil bli tilfeldig fordelt til 17β-østradiol (n=10) eller placebo (n=10) tilskuddsgruppen. Randomisering vil bli utført ved hjelp av en datastyrt liste randomizer (https://www.random.org/lists/), og deltakere vil bli sekvensielt tildelt en betingelse i henhold til den randomiserte listen. Den eksperimentelle studien består av 10 dager med tilskudd av 17β-østradiol (Estrace, Acerus Pharmaceuticals Corporation, Mississauga, ON, Canada eller placebo (400 mg/dag Polycose, Abbott Laboratories, St. Laurent, QC, Canada), inkludert 3 dager med pre-immobilisering, og 7 dager med enkeltbens immobilisering. Tre dager før immobilisering (t=-3 d) vil det bli tatt en blodprøve og muskelstyrke vil bli vurdert før daglig 17β-østradiol eller placebotilskudd vil bli initiert. Deltakerne vil innta 1 mg/dag i 3 dager og 3 mg/dag i 7 dager med Estrace eller 400 mg/dag med Polycose i 7 dager. Østrogen- og placeboflaskene er kodet for å sikre fullstendig blending for både forskere og deltakere. Ytterligere blodprøver vil bli innhentet for å vurdere deltakernes samsvar med tilskuddet. I tillegg vil en spyttprøve ved t=-3 d bli tatt før inntak av 150 mL deuteriummerket vann (D2O). Daglig spyttprøvetaking vil fortsette til slutten av eksperimentelle forsøk for å vurdere anrikninger av forløperbasseng. Kostinntaket vil bli kontrollert i 10 dager (inkludert 3 dager før immobilisering og 7 dager immobilisering) og gir et energibalansert kosthold som inneholder 1 vekt per dag likt fordelt over frokost, lunsj og middag (15). Deltakerne vil bli instruert om å avstå fra fysisk aktivitet med kraftig intensitet (løping, rask sykling, konkurranseidrett, bære tung last, etc.) og avstå fra alkoholforbruk i 3 dager før og under den 7-dagers immobiliseringen av et ben. Daglig aktivitet vil bli overvåket med et SenseWear-armbånd, som forsøkspersonene vil bli pålagt å bruke fra t=-3 dager til slutten av forsøksstudien.

Deltakerne vil ha ett ben immobilisert ved hjelp av knestøtte (http://www.breg.com/products/knee-bracing/post-op) dermed vil det kontralaterale lem fungere som en intern kontroll. Benet som skal immobiliseres vil bli valgt på en tilfeldig motbalansert måte for å resultere i at like mange deltakere får sine svakere eller sterkere ben immobilisert. Støtten (http://www.breg.com/products/knee-bracing/post-op) vil bæres i en fast bøyningsposisjon ved 140° (dvs. 40° fra full forlengelse) med et plastbånd som fjernes for å sjekke for trykkpunkter daglig og forsegles på nytt med en spesialmodifisert plaststropp som er smeltet for å forsegle stroppen, som vi har gjort tidligere19,20. Grunnen til dette er at bøylen ikke kan fjernes uten å bryte plastforseglingen, men kan brytes i nødstilfeller og støtten fjernes helt om nødvendig. Ved å bruke denne modellen for ubruk har vi funnet at den immobiliserende skinnen er godt tolerert, ikke begrensende, og viktigere enn at den ikke okkluderer for blodstrøm i popliteal og/eller femoral arterie, og vi har ikke hatt noen tilfeller av ødem eller venøs trombose i tidligere studier. Deltakerne vil også bli utstyrt med elastiske støttebandasjer for å redusere risikoen for dyp venetrombose.

På t=0 d vil det bli tatt blodprøve, spyttprøve og muskelbiopsi for vurdering av muskelproteinsyntesehastigheter. Muskelstyrke og volum vil bli vurdert ved hjelp av henholdsvis Biodex og ultralyd. En knestøtte vil bli plassert for å starte den 7-dagers enkeltbens immobiliseringsfasen. Valget av ben for immobilisering vil bli randomisert og balansert for dominans i henhold til maksimal isometrisk styrke. Ved slutten av immobiliseringsfasen (t=7 d) vil det bli tatt en blodprøve, det vil bli tatt muskelbiopsier fra både det immobiliserte og ikke-immobiliserte benet, og muskelvolum og styrke vil bli vurdert. Etter at styrke er vurdert i begge bena, vil det bli tatt en ytterligere muskelbiopsi for å vurdere effekten av 17β-østradiol på muskelrespons på en enkelt treningsøkt (Biodex) i både det ikke-immobiliserte og immobiliserte benet 3 timer etter treningen kamp.