Innvirkning av bomullsfrøolje på oksidativt stress, betennelse og metabolisme

Tilnærmingen vil være å registrere en populasjon av friske individer (n=32) i en firearmet (30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO og 60 g OO), randomisert, dobbeltblind, parallellkontrollert studie for å sammenligne effekten av disse forskjellige dosene oljer på treningsindusert oksidativt stress.

Under besøk 1 vil deltakerne gjennomgå informert samtykke, antropometriske målinger og en submaksimal treningstest for å bestemme deres VO2max. Deltakerne vil også fylle ut Globalt spørreskjema for fysisk aktivitet (GPAQ), spørreskjema for treningsberedskap (2022-PARQ+), AHA/ACSM Health/Fitness Facility Pre-participation Screening Questionnaire og menstruasjonsrelatert spørreskjema. Det vil være minimum tre dagers innkjøringsperioder mellom besøk 1 og besøk 2, hvor deltakerne vil bli bedt om å følge visse kostholdsretningslinjer som minimal bruk av olje, begrense fettfisken, omega-3, vitamin A, vitamin C, vitamin A-tilskudd, og begrense forbruket av nøtter/nøttefrø/oljer/oljefrø eller matvarer som inneholder disse komponentene. Under besøk 2 vil deltakerne ta en treningstest (75 % VO2max i 30 minutter), og det vil bli tatt en blodprøve før og etter treningstesten. Blod vil bli tatt etter 15 minutter av treningstesten. I tillegg vil deltakerne bli bedt om å gjøre en måneds dietthistorie-spørreskjema og 24 timers diettinnkalling. Det vil gå fire uker mellom besøk 2 og besøk 3, i denne perioden vil deltakerne bli bedt om å innta smoothies som inneholder respektive doser olje hver dag. Vi vil tilby smoothies hver uke, og en ekstra olje vil bli gitt i en aluminiumsfolie-innpakket spruteflaske som deltakerne kan erstatte med sin vanlige olje. I tillegg vil deltakerne bli bedt om å fylle ut et samsvarssjekkskjema for å bekrefte at de overholder studiens diett. Det vil være ett ukentlig spørsmål om gastrointestinale problemer i samsvarsskjemaet. Etter fire uker med kosttilskudd, vil deltakerne komme til laboratoriet for besøk 3. Besøk 3 vil følge en lignende protokoll som besøk 2, bortsett fra at de antropometriske målingene også vil bli gjort i besøk 3.

Prosedyrer:

Treningstest: Under besøk 1 vil det bli gjort en sub-maksimal treningstest for å forutsi hvor mye oksygen deltakerens kropp er i stand til å bruke under trening. Dette gjør at forskerne kan få én deltaker til å trene med samme submaksimale prosent av hans/hennes maksimum som alle de andre deltakerne, basert på hans/hennes kondisjonsnivå. Dette vil begynne med å gå på en tredemølle (Woodway GmbH D79576, Weil am Rhein, Danmark) i 5 minutter med en selvvalgt komfortabel hastighet på 0 % grad for å varme opp før testen. Testen involverer en rekke stadier som blir stadig vanskeligere hvert annet minutt. Deltakerne skal ha på seg en pulsklokke, puste gjennom et munnstykke som er koblet til en analysator, og ha på seg en neseklemme. Testen begynner med gange, og etter hvert som deltakeren beveger seg til vanskeligere stadier, økes intensiteten ved å øke karakteren og hastigheten. Forskeren vil avslutte testen når deltakeren har nådd 85 % av sin aldersspådde maksimale hjertefrekvens (220-alder i år). Ved besøk 2 og 3 vil deltakerne melde seg til laboratoriet etter en nattfaste, og blodprøver vil bli tatt før og etter en anstrengelsestest. Treningstesten vil innebære en rask tur i oppoverbakke med 75 % VO2max i 30 minutter på tredemølle. Under trening vil et metabolsk målesystem (ParvoMedics TrueMax 2400 Metabolic System, Sandy, Utah, USA) brukes for å bestemme en respirasjonskvotient og det tilhørende nivået av fettoksidasjon. Respirasjonskvotienten vil bli målt ved å bestemme volumet av karbondioksid som frigjøres over volumet av oksygen absorbert under respirasjon. Etter blodinnsamlingen vil TG (og fullt lipidpanel pluss glukose) analyseres i sanntid ved hjelp av en klinisk kjemianalysator (Piccolo-presse). Samtidig vil serumprøver alikvoteres og lagres ved -80 C frem til analyse for inflammatoriske cytokiner (en profil av etablerte mediatorer og biomarkører), insulin, andre metabolske biomarkører knyttet til inflammasjon, og lipidomik og metabolomikkanalyse. For analyse av isoprostaner vil serumprøver bli hurtigfrosset i tørris og etanol-oppslemming etter at den er alikvotert og umiddelbart lagret ved -80 C. Undersøkere vil måle inflammatoriske cytokiner (TNF-α, interleukin (IL)-1β, IL- 6, IL-7, IL-23 og granulocytt-makrofag kolonistimulerende faktor (GM-CF) ved bruk av høysensitiv Luminex-multipleksingsteknologi (Bio-Rad Bio-Plex 200 HTS) utarbeidet av Millipore.

Diettintervensjon: En registrert kostholdsekspert vil forberede en studiediett (smoothies) som vil bli gitt til deltakerne i fire uker. Deltakerne vil få smoothies som inneholder enten 30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO eller 60 g OO per dag i to separate beholdere. 30 g smoothiene (både CSO og OO) inneholder 762 kcal kalorier, 120 g karbohydrater, 3 g protein og 30 g fett. 60 g smoothiene (både CSO og OO) inneholder 761 kcal kalorier, 50 g karbohydrater, 3 g protein og 30 g fett. I løpet av denne fire ukers perioden vil deltakerne bli bedt om å følge visse kostholdsretningslinjer og vil bli bedt om å fylle ut et samsvarsskjema. Deltakerne vil bli bedt om å fylle ut samsvarssjekkskjemaet daglig, og angi hvor mye smoothie de har konsumert og om de har konsumert noe som ikke er anbefalt av forskerteamet. Smoothies vil bli gitt ukentlig, noe som betyr at deltakerne vil besøke laboratoriet hver syvende dag for å hente smoothiene og levere det ukentlige samsvarsskjemaet.

Metabolomisk analyse: Når alle prøvene er samlet, vil serumprøvene tines, og en metabolittfraksjon vil bli ekstrahert. Etter ekstraksjon vil prøvene bli utforsket ved hjelp av massespektrometrianalyse. En innledende målrettet analyse vil fokusere på gallesyrer og et sett med biomarkører for betennelse og oksidativt stress inkludert 8-isoPGF2a. Målrettede analytter vil kvantifiseres ved hjelp av standardkurver og de resulterende konsentrasjonene vil bli sammenlignet ved hjelp av flere statistiske analyseverktøy. En dyp umålrettet analyse vil også bli utført som kan avsløre ytterligere metabolske veier modulert av CSO-forbruk. Metabolittprøver vil bli analysert med en Waters Synapt G2Si QTOF (Waters Corporation). Dette instrumentet har ionemobilitetsevne og kan differensiere nært beslektede forbindelser, som gallesyrer, i komplekse blandinger basert på deres tverrsnittsareal og masse. Den høye følsomheten og variasjonen av skannemoduser gjør Synapt QTOF til det optimale valget for umålrettet analyse av komplekse biologiske prøver.

Kostholdsanalyse: Langsiktige kostholdsvaner kan skape tilpasninger som påvirker responsen på kortsiktig tilskudd av CSO og OO. Denne studien vil bruke den nyeste versjonen (2018) av det nettbaserte Diet History Questionnaire (DHQ III), et spørreskjema for matfrekvens designet for voksne 19 og eldre, utviklet av ansatte ved Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) til NIH National Cancer Institute. Utdataene fra DHQ III inkluderer karbohydratbestanddeler, karotenoider og tokoferoler, kostholdsbestanddeler fra kosttilskudd, fett, fettsyrer og kolesterol, makronæringsstoffer og energi, mineraler, proteinbestanddeler og vitaminer er kostholdsbestanddeler og matvaregrupper tilgjengelig i DHQ III. . I tillegg vil akutt diettforbruk bli bestemt ved hjelp av det gratis, nettbaserte automatiserte selvadministrerte 24-timers (ASA24®) spørreskjemaet.

Statistisk test: H1 vil bli testet ved bruk av variansanalyse (ANOVA) for å sammenligne forskjellene i anstrengelsesinduserte oksidative stressmarkører (isoprostaner) blant individene som inntar enten 30 g CSO, 30 g OO eller 60 g CSO, eller 60 g OO. H2 vil bli testet ved å bruke variansanalyse (ANOVA) for å sammenligne forskjellene i betennelse og inflammatoriske markører blant individene som bruker enten 30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO eller 60 g OO. For å teste H3, vil etterforskeren identifisere endringer i serum gallesyrer og metabolomer og deretter bestemme de metabolske veiene knyttet til de metabolske endringene for å identifisere potensielle mekanismer som ligger til grunn for helseeffektene av CSO. For å teste H4, vil etterforskeren identifisere målene for serumisoprostaner, gallesyrer, inflammasjon, lipidomer og metabolomer, og deretter bruke regresjonsanalyse for å bestemme variasjonsnivået som respons på de forskjellige dosene av CSO og OO.