Effekt av PEA på muskelgjenoppretting etter motstandstrening

Studiedesign Protokollen innebærer en dobbeltblind, placebokontrollert, crossover-forsøksdesign der ikke-elite mannlige idrettsutøvere (treningsbelastning >5t/uke, n=14) er registrert. Deltakerne gjennomgår 2 eksperimentelle økter der de mottar PEA eller placebo i en randomisert rekkefølge. De to øktene er adskilt av en 3-ukers utvaskingsperiode for å tillate full restitusjon fra den eksentriske treningskampen. Den vitenskapelige begrunnelsen for å bruke et innen-emner-design er basert på antakelsen om redusert datavariabilitet og økt statistisk kraft sammenlignet med et mellom-emner-design. I tillegg brukes en dobbeltblind placebokontrollert studie for å forhindre behandlingsskjevhet og placeboeffekter.

Deltakerne blir tilfeldig fordelt for å motta PEA eller utseendetilpasset placebo-tilskudd to ganger om dagen i totalt 6 dager. Tre dager før start av tilskudd (D-3), samles baseline-målinger hvor deltakerne rapporterer til laboratoriet i fastende og uthvilt tilstand og markerer sin opplevde muskelsårhet på en visuell analog skala (VAS). Deretter tas blodprøver og muskelbiopsier, hvoretter maksimale isometriske, eksentriske og konsentriske frivillige sammentrekninger og hopphøyde (Counter Movement Jump og Squat Jump) vurderes. Videre fullfører deltakerne Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) for å evaluere søvnkvalitet og kvantitet for forrige måned. Tre dager etter innsamlingen av baseline-målinger (D0), returnerer deltakerne til laboratoriet i uthvilt og fastende tilstand. Etter innsamling av en fastende blodprøve får de sitt første tilskudd med en lett standardisert frokost (~500 kcal, 60 % karbohydrater, 20 % protein, 20 % fett). Etterpå vurderer de deres opplevde muskelsårhet og fyller ut spørreskjemaet til St. Mary's Hospital (for å evaluere søvnkvaliteten og -kvantiteten fra forrige natt). En time etter inntak av kosttilskudd utfører deltakerne en unilateral eksentrisk øvelse (EE) som består av 24 sett med 10 eksentriske sammentrekninger av kneekstensorene. Målinger av maksimale frivillige sammentrekninger og hopphøyde gjentas 24, 48, 72 og 120 timer etter EE. I tillegg tas blodprøver 24, 48, 72, 96 og 120 timer etter EE, og muskelbiopsier tas 48 timer etter EE. Videre vurderer deltakerne deres opplevde muskelsårhet, fyller ut en matdagbok og fyller ut spørreskjemaet til St. Mary's Hospital (daglig), for hele varigheten av den eksperimentelle protokollen.

Screening Frivillige blir screenet for å vurdere deres kvalifikasjoner til å delta i studien basert på in- og eksklusjonskriterier. Under screeningen måles kroppsmasse ved hjelp av en digital balanse med en nøyaktighet på 0,1 kg og kroppshøyde måles med en nøyaktighet på 1 cm. Videre innhentes et medisinsk spørreskjema for å vurdere deltakernes generelle helse. Når frivillige anses kvalifisert i henhold til screeningsresultatene og in- og eksklusjonskriteriene, inkluderes de i studien.

Familiarisering For å forhindre læringseffekt under intervensjonsforsøket, gjøres alle deltakere kjent med testutstyret minst en uke før studiestart. Deltakerne inviteres til å utføre 3 submaksimale isometriske, eksentriske og konsentriske frivillige sammentrekninger og 3 motbevegelseshopp og knebøy-hopp som beskrevet i detalj nedenfor (se avsnitt 76.3 på side 12). Deltakerne blir instruert om riktig teknikk for bevegelsene og blir overvåket av en medarbeider til enhver tid. Under familiariseringen bestemmes individuelle innstillinger på det isokinetiske dynamometeret og vil bli brukt i alle etterfølgende målinger. I tillegg blir deltakerne instruert i hvordan de skal fullføre matdagbøkene sine.

Randomisering: Deltakerne blir tilfeldig allokert til en av tilleggsgruppene (PEA eller placebo) i løpet av den første økten. Etter en utvaskingsperiode på 3 uker blir deltakerne krysset over til den andre tilskuddsgruppen. Randomisering utføres av en forsker i laboratoriet vårt som ikke er involvert i noen av de eksperimentelle prosedyrene. Som sådan er deltakerne så vel som forskerne som utfører målingene uvitende om rekkefølgen deltakerne mottar de forskjellige kosttilskuddene i. Randomiseringssekvensen vil bli generert av et medlem av forskningsgruppen som ikke er involvert i den aktuelle studien ved hjelp av et nettbasert verktøy (RANDOM.ORG - Integer Set Generator). Identitetsskjulingskoder brukes i randomiseringslisten som er i trygg varetekt til samme medlem av forskningsgruppen som ikke er involvert i den aktuelle studien.

Blinding: For å unngå skjevhet, vil behandlingsarmene bli blindet for etterforskere/prøvepersonell/deltakere, som følger: kosttilskuddet vil bli produsert, pakket og merket på en slik måte at det visuelle utseendet, heller ikke lukten og/eller berøringen av tilskuddet kan skilles fra placebo. Tilskudd leveres til deltakerne av et medlem av forskningsgruppen som ikke er involvert i noen av de eksperimentelle prosedyrene eller analysene. For å opprettholde blinde vil tillegget og placebo følge samme administreringsrute og prosess.

Avblinding: Etter at alle deltakerne har fullført prøven og alle våtlab-analyser er fullført, vil databasen bli låst og de innsamlede prøvedataene vil bli deaktivert for å tillate statistisk analyse av prøvedataene. PI vil gi de utpekte forskerne den ublindede behandlingsinformasjonen for alle deltakerne etter å ha fullført dataanalysen.

I nødstilfeller i en blindet rettssak, har etterforskeren det eneansvar for å avgjøre om for tidlig avblinding av en deltakers behandlingsoppdrag er berettiget. Deltakersikkerhet må alltid være det første hensynet ved en slik avgjørelse. Datoen og årsaken til avblindingen må registreres, etter behov.

Muskelskadelig eksentrisk treningsprotokoll (EE) Deltakerne utfører en 5-minutters oppvarming på syklusergometeret ved 100W. Etterpå finner de sted på det isokinetiske dynamometeret der overkroppen deres er festet til stolen for å stabilisere bagasjerommet og høyre ben er festet til spaken. EE-protokollen består av 24 sett med 10 isokinetiske ensidige eksentriske sammentrekninger av kneekstensorene med en vinkelhastighet på -30⁰/s og et bevegelsesområde fra 180⁰ til 60⁰ (hvor 180⁰ refererer til full ekstensjon). Mellom settene gis det 60 sekunders hvile. Deltakerne oppmuntres verbalt til maksimalt å motstå nedadgående rotasjon av spakarmen under den eksentriske fasen av bevegelsen. Ingen motstand påføres under den konsentriske fasen av bevegelsen. Denne eksentriske treningsprotokollen viste seg å effektivt indusere muskelskade som indikert i tidligere studier.

Tilskudd Deltakere mottar PEA- og placebo-tilskudd ved to separate anledninger i en randomisert rekkefølge. PEA-tilskuddene inneholder 350 mg Levagen+ (315 mg PEA og 35 mg hjelpestoffer) og placebotilskuddene inneholder 350 mg maltodekstrin. Levagen+ består for 90 % av palmitoyletanolamid og for 10 % av en blanding av kokosnøttolje (fraksjonert), polyglyserolpolyricinoleat, sitrusolje, olivenolje, lecitin, dl-alfa-tokoferylacetat og silisiumdioksid for å forbedre biotilgjengeligheten til PEA. Både PEA og placebo-tilskudd er pakket i ikke-gjennomsiktige harde kapsler for å sikre at det ikke er noen forskjeller i utseende eller smak. Deltakerne blir bedt om å innta kosttilskuddet sitt to ganger om dagen (om morgenen og en time før leggetid) i 6 påfølgende dager med start etter innsamling av baselinemål.

Fysisk aktivitet og kostholdskontroll Deltakerne blir bedt om å opprettholde sine vanlige aktivitetsmønstre (f. sykle til klassen). Imidlertid instrueres de om ikke å utføre moderat til anstrengende trening under og 72 timer før starten av eksperimentelle økten. Videre er ingen trening av noe slag tillatt 24 timer før innsamling av muskelbiopsier.

Deltakerne får et standardisert måltid (1200 kcal; 180 g CHO, 33 g fett, 45 g protein) kvelden før EE samt kvelden før innsamling av muskelbiopsi. På testdager, når deltakerne må rapportere til laboratoriet i fastende tilstand, tilbys en frokost (500 kcal) etter at alle målinger er fullført. Den samme frokosten serveres 1 time før starten av EE. Videre fyller deltakerne ut en matdagbok daglig, med start etter baseline-målinger, for å sjekke om kostholdet varierer mellom tilstandene. Kostholdsanalyser utføres ved hjelp av en nettplattform for diettregistrering og analyse av makronærings- og mikronæringsstoffsammensetning (https://mijn.voedingscentrum.nl/nl/eetmeter/). Deltakere har ikke lov til å innta alkoholholdige eller koffeinholdige drikker under eksperimentelle økter.

Blodprøver Blod (2x10 ml) tas fra en armvene (Venoject-systemet), og plasma eller serum separeres umiddelbart ved sentrifugering. Plasma- og serumprøver fordeles i forskjellige 1 ml alikvoter og lagres ved -20 °C til bruk for biokjemiske analyser på et senere tidspunkt. Blodprøver tas ved baseline, rett før EE og 24, 48, 72, 96 og 120 timer etter EE i fastende tilstand.

Plasmaprøver analyseres ved hjelp av passende spesifikk Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) for CK (markør for muskelskade), IL-6 og TNFalpha (begge markører for systemisk inflammasjon). PEA-konsentrasjoner vurderes ved høyytelses væskekromatografi med tandem massespektrometri. Ytterligere analyser på blodprøver kan utføres dersom det vurderes som relevant etter at primæranalysene er utført. Etter at alle analyser er utført, lagres eventuell restprøve i ytterligere 3 års periode før den destrueres permanent.

Muskelbiopsier Muskelbiopsier samles ved baseline og 48 timer etter EE fra det dominerende benet i fastende tilstand. Derfor blir totalt 4 biopsier per forsøksperson tatt gjennom hele studien. Biopsier tas av en erfaren lege (Dr. Ruud Van Thienen) fra m. vastus lateralis av det trente benet ved bruk av en Bergström nål med 5 mm diameter som tidligere beskrevet (29). Kort sagt, et lite snitt (~5 mm) lages gjennom huden og underliggende fascia under lokalbedøvelse (Lidocaïne, 1ml) for å lette jevn penetrasjon av nålen inn i muskelmagen. Når nålen er plassert inne i muskelmagen, festes et rør og en sprøyte til den øvre ekstremiteten av nålen som brukes til å skape et vakuum der muskelen trekkes inn i nålen. På dette tidspunktet skjærer en jevn vridende nedadgående bevegelse av den indre delen av nålen gjennom vevet for å få muskelprøven. Etter kutting av vevet (~150-300 mg muskel) frigjøres prøvene fra synlig blod og bindevev før de fryses i flytende nitrogen. Snittet som ble laget gjennom huden vil bli lukket med selvklebende strimler (steristrims) og bandasjert med vanntett plaster. Deltakerne skal bruke gipsen i 5 dager før de får ta den av. I løpet av disse 5 dagene har deltakerne lov til å ta en dusj, men de vil bli instruert om ikke å senke eller stupe gipsen (dvs. ta en bad eller svømme). Deltakerne vil bli advart om det faktum at muskelbiopsiprosedyren etterlater et lite arr på ~5 mm som mest sannsynlig vil være usynlig etter ett eller to år. Videre sikrer lokalbedøvelsen at det ikke er noen smertefølelse under prosedyren, men mekaniske sensorer i musklene forblir følsomme. Som sådan kan deltakerne oppleve følelsen av press, men ikke smerte. Etter prosedyren kan muskelen føles stiv i en dag eller to.

Muskelbiopsier analyseres biokjemisk i vårt laboratorium (Exercise Physiology research lab, KU Leuven) for parametere for muskelbetennelse, stress, regenerering og anabolisme.

Maksimal frivillig kontraksjon (MVC) av kneekstensorene Det isometriske, eksentriske og konsentriske kneekstensormomentet til det trente beinet måles ved hjelp av et isokinetisk dynamometer (jf. (28)) ved baseline og 24, 48, 72 og 120 timer etter EE. Kort sagt, deltakerne sitter med overkroppen festet til stolen for å stabilisere bagasjerommet og det trente benet festet til spaken. For maksimal isometrisk frivillig kontraksjonstopp, plasseres kneleddet i en vinkel på 90⁰. Deltakerne blir bedt om å trekke sammen kneekstensorene maksimalt og holde den i 3 sekunder. Maksimal eksentrisk og konsentrisk frivillig kontraksjon måles ved en vinkelhastighet på 30⁰/s og et bevegelsesområde mellom 180-60⁰ (hvor 180⁰ refererer til full ekstensjon). Hver bevegelse utføres tre ganger med 60 sekunders hvile mellom forsøkene. Den maksimale maksimale dreiemomentverdien oppnådd mellom forsøkene brukes til analyse.

Motbevegelseshopp Deltakerne utfører et motbevegelseshopp (CMJ) på en kraftplattform (SMARTJUMP, Fusion sport, Nottingham, Storbritannia) ved baseline og 24, 48, 72 og 120 timer etter EE. Deltakerne blir bedt om å innta en oppreist stilling (knevinkel på 180⁰) med føttene på hoftebredde før de starter en nedadgående bevegelse til knebøystilling (knevinkel på 90⁰) hvoretter de hopper vertikalt for maksimal høyde. Deltakerne blir bedt om å legge hendene på hoftene og holde kroppen oppreist gjennom hele hoppet. CMJ utføres tre ganger med 60 sekunders hvile mellom forsøkene. Det høyeste hoppet registrert brukes til analyse.

Knebøyhopp Deltakerne utfører et knebøyhopp (SJ) på en kraftplattform ved baseline og 24, 48, 72 og 120 timer etter EE. Deltakerne blir bedt om å starte i knebøy (knevinkel på 90⁰) og holde denne i 3 sekunder før de hopper vertikalt for maksimal høyde. Deltakerne blir bedt om å legge hendene på hoftene og holde kroppen oppreist gjennom hele hoppet. SJ utføres tre ganger med 60 sekunders hvile mellom forsøkene. Det høyeste hoppet registrert brukes til analyse.

Muskelsårhet Muskelsårhet i det trente beinet vurderes ved baseline, rett før EE og 24, 48, 72, 96 og 120 timer etter EE ved bruk av en visuell analog skala (VAS). Deltakerne blir bedt om å holde en knebøy i 3 sekunder med hendene på hoftene og markere den oppfattede muskelsårheten på en skala som er representert av en 100 mm linje der ytterst til venstre representerer 'ingen smerte' mens ytterst til høyre representerer 'ekstrem smerte'.

Søvnkvalitet og -kvantitet Ved baseline blir deltakernes vanlige søvnhygiene evaluert ved å bruke Pittsburgh Sleep Quality Index. I tillegg fyller deltakerne ut St. Mary's Hospital-spørreskjemaet daglig for å evaluere søvnkvaliteten og -kvantiteten fra forrige natt, med start natten før baseline-målinger. Spørreskjemaet fra St. Mary's Hospital viste seg å være et pålitelig verktøy for å vurdere forrige natts søvn til en person.