Identyfikacja specyficznych dla mięśni biomarkerów beta-oksydacji kwasów tłuszczowych (FL-68)

Badacze wykorzystają kilka kompleksowych, najnowocześniejszych platform do analizy metabolitów, aby przetestować hipotezę, że określone metabolity ogólnoustrojowe lub sygnatury metabolitów korelują ze spalaniem kwasów tłuszczowych w komórkach mięśniowych. Badacze ustalą następnie, czy wspomniane metabolity faktycznie odzwierciedlają przewidywany stan zdrowia metabolicznego, określając, czy profile są zmienione u osób otyłych, u których wrażliwość na insulinę i β-oksydacja mięśni FA uległy poprawie dzięki ćwiczeniom aerobowym i interwencji dietetycznej. W szczególności badanie to bada przydatność profili metabolomicznych odzwierciedlających spalanie tłuszczu mięśniowego w przewidywaniu metabolicznych zmian zdrowotnych po interwencji dietetycznej i ruchowej u osób otyłych. Badacze postawili hipotezę, że biomarkery odzwierciedlające normalne, wydajne β-utlenianie mięśni zostaną zwiększone, a markery wskazujące na słabe spalanie tkanki tłuszczowej w mięśniach zmniejszone w kohorcie otyłych osób prowadzących siedzący tryb życia po przejściu 4-miesięcznego protokołu diety i ćwiczeń, który zwiększy sprawność mięśni i poprawić działanie insuliny.

W oczekiwaniu na ukończenie badania przez 16 osób, do 20 otyłych kobiet zostanie zrekrutowanych z obszarów Davis i Sacramento i poproszone o udział w schemacie odchudzania obejmującym ograniczenie kalorii (zmniejszenie o ~ 25% typowego spożycia kalorii, z rotacją 7 jadłospisy oparte na składzie składników odżywczych zgodnym z amerykańskimi wytycznymi żywieniowymi) oraz regularne ćwiczenia aerobowe mające na celu utratę wagi o 10% w ciągu 4 miesięcy (Goodpaster i in., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Ochotnicy, którzy zostaną włączeni do tego badania, będą mieli następujące cechy: wiek 30-50 lat, BMI pomiędzy 30-34,9 ze stabilną masą ciała zgłaszaną przez ostatnich 6 miesięcy, prowadzący siedzący tryb życia (nieuczestniczący w regularnym programie ćwiczeń, typowe zaplanowane ćwiczenia ≤30 min. na tydzień oceniane za pomocą wstępnego kwestionariusza telefonicznego), niepalący, bez klinicznych objawów infekcji (tj. regularnie przyjmowane leki (z wyjątkiem doustnych środków antykoncepcyjnych, leków na alergię) lub nadużywanie narkotyków. Te wstępne badania będą obejmowały kobiety wyłącznie w celu (a) zmniejszenia potencjalnej zmienności metabolitów związanej z płcią oraz (b) lepszego dopasowania cech osobników w poprzednich badaniach. Każda osoba będzie służyć jako jej własna kontrola, ze zmianami w profilach metabolitów po interwencji obliczonymi dla każdej osoby. Wykonane zostaną poabsorpcyjne pomiary insuliny i glukozy w celu oszacowania wrażliwości na insulinę metodą HOMA, a wzorce po OGTT przed i po leczeniu zostaną wykorzystane do oceny wskaźnika wrażliwości na insulinę metodą Matsudy i in. (Matsuda i DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Indywidualne zmiany wartości HOMA i wrażliwości na insulinę porównujące okresy przed i po interwencji będą uważane za wskazujące na zmiany w działaniu insuliny. Protokół intensywnych ćwiczeń w celu wywołania pracy mięśni zostanie przeprowadzony w ciągu 20 minut. w celu zwiększenia przepływu metabolicznego FA w mięśniach, strategia mająca na celu wzbogacenie osocza metabolitami mięśniowymi. Różnice w zmiennych wynikowych zostaną przetestowane za pomocą ANOVA z powtarzanymi pomiarami w celu określenia znaczenia serii ćwiczeń interwencyjnych i interakcji ćwiczeń interwencyjnych.

Badanie przesiewowe: Po podpisaniu formularza zgody, zostanie pobrane wstępne pobranie krwi na czczo (do 20 ml) i pomiar parametrów życiowych, aby upewnić się, że potencjalni pacjenci spełniają kryteria kliniczne. Zostanie określony wzrost i waga oraz przeprowadzone zostaną wywiady mające na celu ocenę, czy spełniają powyższe kryteria. Masa ciała będzie mierzona z dokładnością do 0,1 kg u osób noszących lekkie fartuchy chirurgiczne. Wysokość zostanie zmierzona z dokładnością do 0,1 cm przy użyciu zamontowanego na ścianie Stadiometru Ayrtona Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). Wskaźnik masy ciała (BMI) zostanie obliczony w kg/m2. Obwód talii będzie mierzony w pozycji stojącej, z pomiarami uzyskanymi w połowie między bocznym dolnym brzegiem żebra a grzebieniem biodrowym. Pomiar zostanie wykonany w połowie wydechu i zarejestrowana zostanie średnia z dwóch odczytów. Obwód bioder będzie mierzony w maksymalnym wypukłości pośladków. Dodatkowe 5 ml krwi zostanie pobrane 2 godziny po spożyciu napoju zawierającego 75 g cukru (skrócony doustny test obciążenia glukozą) w celu oceny wrażliwości na insulinę. Kwestionariusz Baecke zostanie wykorzystany do oceny poziomu aktywności fizycznej, który zostanie wykorzystany w obliczeniach DRI kalorii podtrzymujących dla wprowadzenia przed interwencją. Aby zminimalizować zmienność naszych pomiarów wyników, które mogą być wprowadzane przez zmiany hormonalne cyklu miesiączkowego, będziemy dążyć do zachowania spójności poprzez ocenę pacjentek podczas fazy folikularnej cyklu miesiączkowego (oszacowanej na podstawie zapisów cyklu dla każdej kobiety), najlepiej począwszy od dnia 4 cyklu miesiączkowego. Pacjentki przyjmujące leki antykoncepcyjne będą również korzystnie oceniane w dniu 4 ich cyklu miesiączkowego. Pacjentki otrzymają kalendarz i instrukcje dotyczące zapisywania swoich cykli menstruacyjnych w trakcie badania. Kwalifikujące się osoby zostaną poproszone o kilkukrotne odwiedzenie WHNRC w następujący sposób:

Tydzień testowy 1: Czwartego dnia cyklu miesiączkowego pacjentki przyjdą do kliniki na początek Tygodnia testowego 1. Każdego dnia badani będą otrzymywać gotowe posiłki do spożycia w WHNRC lub pakowane na wynos wraz z końcowymi instrukcjami dotyczącymi przygotowania. Podczas tygodnia testowego badani będą otrzymywać posiłki i przekąski na 7 dni, przygotowane przez WHNRC Metabolic Kitchen i oparte na amerykańskich wytycznych żywieniowych i zalecane w celu utrzymania stabilnej masy ciała. Ochotnicy otrzymają codzienne badanie suplementów multiwitaminowych i będą zobowiązani do powstrzymania się od przyjmowania osobistych suplementów diety lub witamin podczas badania. Ma to na celu zapewnienie podobnego profilu żywieniowego u wszystkich pacjentów przed uzyskaniem biopłynów do analizy metabolomicznej w celu zminimalizowania zmienności fizjologicznej. Uczestnicy będą ważeni codziennie w tygodniu testowym 1 i 2, aby zapewnić utrzymanie masy ciała i dostosowanie zaleceń żywieniowych, jeśli to konieczne. Podczas tego tygodnia testowego każdy uczestnik weźmie udział w sesji instruktażowej dotyczącej diety i jej przestrzegania, prowadzonej pod okiem zarejestrowanego dietetyka. Ta instrukcja może być wykonywana indywidualnie lub w grupie. Dieta każdej osoby (oparta na amerykańskich wytycznych żywieniowych) i plan ćwiczeń zostaną opracowane tak, aby uzyskać docelową utratę masy ciała o 10% i poprawić sprawność w ciągu 16-tygodniowego okresu interwencji. Tydzień testowy 2: Tydzień testowy 2 duplikuje Tydzień testowy 1. U pacjentek zostanie zaplanowany harmonogram na podstawie przewidywań z ich kalendarzy menstruacyjnych. Może to oznaczać, że pacjentki będą kontynuować ćwiczenia przez dodatkowe dni, aby zbiegły się z 4. dniem miesiączki, kiedy zapewniona zostanie dieta i rozpoczną się testy. Ostre ćwiczenie będzie stanowić 40-50% VO2max tygodnia testowego 1.