Omnibus-metthetsmålingen: å forutsi metthetsfølelse hos mennesker gjennom hjerne, blod og subjektiv data (OmniSaM)

Den overordnede strategien er å gi forsøkspersoner forhåndsbelastet mat med variable kombinasjoner av protein-til-karbohydrat-forhold (to nivåer) og kaloribelastning (to nivåer), og teste effekten dette har på ad libitum-forbruk, ved å bruke nevroavbildning, sensoriske og endokrine beregninger som prediktor. variabler.

Etterforskerne vil gjennomføre en kryssende studie med gjentatte tiltak, noe som betyr at alle forsøkspersoner vil bli utsatt for alle fire kombinasjonene av protein-til-karbohydrat-forhold og kalorimengde.

Totalt 25 forsøkspersoner skal fullføre studiet. Deltakerne vil innta en shake preload drink utenfor Magnetic Resonance-skanneren (MR-skanneren), og etter en ventetid på 4 timer hvor skanning, endokrine og sensoriske mål oppnås, vil forsøkspersonene spise et ad libitum måltid bestående av standardisert tilberedt spaghetti bolognese.

Endokrine og sensoriske tiltak vil fortsette inntil en time etter inntak av ad libitum-måltidet. Alle forsøkspersoner vil gjennomgå fire testdager à ~5 timer i det danske forskningssenteret for magnetisk resonans (DRCMR), Hvidovre Hospital, maksimalt én testdag per uke på grunn av hensyn til blodtap.

På studiedager vil deltakerne ankomme kl. 11.30 etter å ha fastet siden kl. 22.00 forrige kveld med et fast forbruk på 200 ml vann om morgenen 2 timer før testen.

En intravenøs kanyle vil bli plassert i deltakernes arm for å ta blodprøver, og baseline blodprøver og baseline målinger av appetittfølelser vil bli samlet inn. Ved tidspunkt 0 vil deltakeren bli bedt om å innta en forhåndslastet shake av Queal (Queal, Queal Smooth Vanilla, Queal Quick Meal, Nederland) tilsatt myseproteinisolat (LACPRODAN SP-9225 INSTANT, Arla Foods Ingredients, Danmark) eller laktosemonohydrat (VARIOLAC) 992, Arla Foods Ingredients, Danmark) og vann.

Denne kandidatsammenligningen er designet for å utnytte kjente forskjeller i metningskapasitet for både kaloribelastning og for protein til karbohydrat. Logikken bak valget av disse faktorene er å bruke faktorer som vi har sterkest a priori bevis for deres metthetseffekter, som f.eks. at metoden kan utvikles som et proof-of-princip.

Sammen med forhåndsbelastningene vil deltakerne drikke 200 ml vann som inneholder 1,5 g paracetamol som sporstoff for magetømming. Deretter legges deltakerne på en seng koblet til MR-skanneren, og fMRI-skanning starter. Skanningen stoppes om kort tid ved presentasjon av spørreskjema og blodprøvetaking. I løpet av de påfølgende to og en halv timene vil deltakerne veksle mellom å bli skannet, hvile og fylle ut spørreskjemaer, gjentatt med ~15 minutters mellomrom. Ved ~t=180 min serveres et ad libitum-måltid med Spaghetti Bolognese. Forsøkspersonene vil bli instruert om å spise til de er behagelig mette, og inntaket vil bli beregnet ut fra vekten av maten som konsumeres. Blodprøvetaking og sensoriske tiltak vil fortsette inntil en time etter inntak av ad libitum-måltidet.

Blodprøver: Prøver vil bli tatt gjennom intravenøs tilgang av et kateter i cubital fossa, tatt med jevne mellomrom på mellom 5 og 30 minutter fra t=-15 til t=240 som inkluderer testing 1 time etter ad libitum måltid. Mengden blod som tas fra deltakerne vil være maksimalt 180 ml (for hver testdag), noe som ikke vil medføre noen risiko for deltakerne som alle er friske (vanligvis innebærer frivillig bloddonasjon å donere 500 ml).

Deltakerne vil ikke bli testet mer enn én gang i uken slik at det er tilstrekkelig tid til å komme seg etter det eksperimentelle blodtapet. Glukose, insulin, C-peptid og CCK, PYY, Ghrelin, GIP, GLP-1, FFA, triglyserid og glukagon vil bli målt. Blodprøver vil bli sentrifugert, plasma og serum vil bli pipettert, frosset og merket med ufornuftige og ikke-identifiserbare personopplysninger for senere analyser.

Serum/plasmaprøver vil bli analysert ved Klinisk biokjemi, Hvidovre sykehus hvor det utføres automatiske biokjemikeranalyser. Andre biokjemiske analyser som ikke kan utføres lokalt vil bli sendt til vårt samarbeidende laboratorium enten ved A) Institutt for biomedisin (professor Jens Juul Holst), som har spesifikt utstyr for analyse av blodprøver for tarmhormoner eller B) Avdeling for endokrinologi og indre Medisin, Aarhus Universitetssykehus (professor Kjeld Hermansen) som skal utføre en annen undergruppe av biokjemiske analyser.

Subjektive mål på appetitt: Subjektive sensasjoner vil bli målt ved å presentere spørsmål om; smak, sult, metthet, lyster, potensielt forbruk og tørst, ett spørsmål om gangen i randomisert rekkefølge. Appetitive tiltak vil bli tatt regelmessig gjennom testdagen, fra før inntak av pre-load til post ad libitum måltidsforbruk.

Når de ligger i skanneren, vil forsøkspersonene vurdere størrelsen på svarene deres på en visuell analog skala (VAS), ved hjelp av knappetrykk. Og utenfor skanneren vil disse svarene bli registrert via en tilsvarende penn og papir VAS.

MR-skanning: Under MR-skanning blir deltakerne satt inn i et langt rør, omgitt av en spole, som gir et sterkt magnetfelt. Ved å endre helningen på magnetfeltet kan vi oppdage oksygenering av blodet. Emner vil bli skannet gjennom forskjellige bildesekvenser. Deltakeren vil ikke kunne se forskjellen mellom disse, men vil høre at skanneren lager en rekke lyder, avhengig av sekvensen som kjører.

Under en skanning tas de ulike anatomiske bildene av hjernen. I tillegg måler etterforskerne endringer i det magnetiske signalet som genereres av økt blodoksygenering til visse deler av hjernen. Dette er FET-signalet, og er formålet med fMRI.

Emner vil bli satt inn i skanneren ved tidspunkt ~t=15, til rundt t=180 med en 10 minutters pause utenfor skanneren ved tidspunkt ~t=80. Fra t=0 vil forsøkspersonene drikke queal preload før de går inn i skanneren. Forsøkspersonene vil utføre de subjektive vurderingene i skanneren (spesifisert ovenfor) på tidspunktene etter blodprøvene. Skanningen vil stoppe om kort tid for å gjøre det mulig å ta blodprøver.

For å ta blodprøver vil en forsker henvende seg til forsøkspersonen som vil forbli i magnethullet hele veien, og ta blod fra kateteret. Når blodprøvetaking og appetittvurderinger er samlet, vil skanningen gjenopptas. I gapene mellom funksjonelle sekvenser vil standard strukturell kjøres, som varer ca. 15 minutter. Emner vil bli funksjonelt skannet opptil 6 ganger til.

Når det er fullført, vil forsøkspersonene bli fjernet fra skanneren og fullføre resten av eksperimentet i et testrom i nærheten.

Ad libitum-måltid: Ved ~t=180 vil forsøkspersonene begynne ad libitum-måltidet (alt du kan spise) med spaghetti bolognaise, i et dedikert privat rom, hvor de vil være på egen hånd og uten observasjon. De kan sitte og spise i opptil 30 minutter. Forsøkspersonene vil bli bedt om å spise til de er "behagelig mette". Etter inntak vil mengden spist beregnes av vektforskjellen. Forsøkspersonene vil få 200 ml vann under måltidet (tvangsinntak).

Ytterligere tiltak: Ettersom fysisk aktivitet kan påvirke appetitten og til slutt energiinntaket i ad libitum-måltidet, vil energiforbruket begrenses ved å råde deltakerne til å avstå fra fysisk aktivitet med høy intensitet tre dager før hver testdag.

Videre, på testdager må deltakerne reise med automatiserte kjøretøy til sykehuset for å sikre et lavt nivå av fysisk aktivitet rett før testing. For å måle deltakernes fysiske aktivitetsnivå vil en aktivitetsmåler bli brukt. Deltakerne vil motta en aktivitetsmåler minimum fire dager før testdagen og få instruksjon i bruken.

Blodprøver vil bli tatt i løpet av hver studiedag (for totalt 720 ml over 4 dager med minimum 1 uke mellom hver testdag). På hver testdag vil blodprøver sentrifugeres, plasma eller serum pipetteres, fryses og merkes med ikke-sensitive og ikke-identifiserbare personopplysninger for batchanalyse etter fullføring av hele forsøket.

Serum/plasmaprøver vil bli analysert ved Klinisk biokjemi, Hvidovre sykehus hvor det utføres automatiske biokjemikeranalyser. Andre biokjemiske analyser som ikke kan utføres lokalt vil bli sendt til et samarbeidende laboratorium enten ved A) Endokrinologisk forskningsseksjon, Panum Institutt (professor Jens Juul Holst), som har spesifikt utstyr for analyse av blodprøver for tarmhormoner eller B) Avdeling for Endokrinologi og indremedisin, Aarhus Universitetssykehus (professor Kjeld Hermansen) som skal utføre en annen undergruppe av biokjemiske analyser. Alle prøver oppbevares frem til analyse i en forskningsbiobank ved Hvidovre sykehus.

Uanalyserte prøver vil bli oppbevart til 01.01.2027, hvoretter prøver vil bli destruert i henhold til rutinemessige prosedyrer. Biobanken er kun tilgjengelig for forskningspersonell som er involvert i prosjektet. Deltakerne gir informert skriftlig innhold om mengde og oppbevaring av blodprøver og kan når som helst trekke tilbake samtykket som resulterer i ødeleggelse av det biologiske materialet.

Effektberegninger: 25 x 4 gjentatte mål = 100 datapunkter. For en tosidet test, for en middels effektstørrelse med f-kvadratverdi på 0,15, for en alfa på 0,05. Med 35 prediktorvariabler (25 subjektfaktorer, og deretter 10 aggregerte prediktorvariabler) har vi 64 frihetsgrader, den beregnede potensen for dette designet > 0,9. Hvis vi beregner kraften for å utlede effekten av protein til karbohydratforhold på forbruket, er kraften også veldig høy. Hvis vi antar en effektstørrelse på 10 % forskjell i forbruk fra laveste til høyeste protein/karbohydrat-forhold, så er det en helning på 3,85 (med hensyn til log-PC-forhold). Hvis nullhypotesen er en helning på 0, med sd på 4, så er potensen også > 0,9.