Reakcje układu metabolicznego i odpornościowego na posiłek mieszany

Celem pracy jest zbadanie różnic w metabolizmie i stanie zapalnym w tkance tłuszczowej oraz krążeniu w odpowiedzi na posiłek o zwiększonej zawartości tkanki tłuszczowej. Przypuszcza się, że uczestnicy ze zwiększoną masą tkanki tłuszczowej będą wykazywać wyraźniejszą reakcję zapalną na posiłek w porównaniu z uczestnikami o „zdrowej” masie ciała. Odpowiedź zapalna zostanie oceniona poprzez pomiar zmian w ekspresji genów i sekrecji białek w tkance tłuszczowej oraz poprzez pomiar markerów metabolizmu, insulinooporności, chorób sercowo-naczyniowych i stanu zapalnego we krwi.

Po ogłoszeniu badania zainteresowani potencjalni uczestnicy zostaną poproszeni o skontaktowanie się z głównym badaczem w celu uzyskania dalszych informacji za pośrednictwem korespondencji e-mailowej/telefonicznej. Przeprowadzona zostanie wstępna ocena kwalifikowalności w oparciu o kryteria włączenia/wyłączenia, a jeśli te wymagania zostaną spełnione, potencjalny uczestnik zostanie zaproszony na spotkanie w celu dalszego omówienia badania. Po przeczytaniu arkusza informacyjnego dla uczestnika i obejrzeniu schematu blokowego przedstawiającego harmonogram badania, jeśli chcą wziąć udział, zostaną poproszeni o podpisanie formularza zgody. Następnie zostaną ustalone daty wstępnych pomiarów antropometrycznych, 9 dni monitorowania aktywności fizycznej oraz data próby (1 pełny dzień tylko w laboratorium).

Pomiary wstępne:

Wstępne badania obejmą pomiary antropometryczne wzrostu, masy ciała, obwodu talii i bioder, wysokości pasa w płaszczyźnie strzałkowej oraz ciśnienia krwi. Pomiary te będą miały miejsce w laboratoriach University of Bath Physiology Laboratories.

Monitorowanie aktywności fizycznej:

Przez 9 dni uczestnicy będą wyposażeni w monitor aktywności fizycznej (Actiheart™) i proszeni o zapisywanie odpowiedniego dziennika swojej aktywności fizycznej w tym okresie, aby ułatwić jej interpretację i umożliwić dokładniejsze obliczenie średniego dziennego wydatku energetycznego związanego z aktywnością. W tym okresie uczestnicy nie powinni dokonywać żadnych świadomych zmian w swoich normalnych nawykach/procedurach związanych ze stylem życia. Pierwsze 2 dni monitorowania aktywności zostaną wyłączone z analizy w celu uwzględnienia reaktywności.

Główny dzień próbny:

W ciągu 3 dni poprzedzających główny dzień próby uczestnicy zostaną poproszeni o odnotowanie spożycia posiłków i napojów oraz 48 godzin przed powstrzymaniem się od jakiejkolwiek forsownej aktywności fizycznej. W ciągu ostatnich 24 godzin uczestnicy powinni również powstrzymać się od spożywania alkoholu i kofeiny.

Uczestnicy powinni przybyć do Sports Training Village, University of Bath rano po 10-godzinnym poście, gdzie ich skład ciała zostanie dokładnie oceniony za pomocą absorpcjometru rentgenowskiego o podwójnej energii (DEXA). Następnie zostaną przewiezieni do Laboratorium Fizjologii Spoczynku, gdzie zostaną zebrane podstawowe gazy wydychane w celu oceny spoczynkowego tempa metabolizmu (RMR). Kaniula zostanie wprowadzona do żyły przedramienia i pobrane zostaną podstawowe próbki krwi do analizy markerów metabolicznych/zapalnych i izolacji limfocytów T. Próbka tłuszczu zostanie również pobrana techniką aspiracji igłowej.

Następnie uczestnik zostanie poproszony o spożycie posiłku typu śniadanie, który jest bogaty w węglowodany i tłuszcze, składający się z brioche, dżemu, masła i koktajlu mlecznego, który został zaadaptowany z posiłku stosowanego przez Rijkelijkhuizen J. i in., 2008, który wywołał silniejsze odpowiedzi komórek beta (tj. insuliny) w porównaniu z obciążeniem glukozą i wykazało różnice w wrażliwości na insulinę, więc ten rodzaj posiłku powinien identyfikować różnice w metabolizmie w oparciu o otyłość.

Ponadto istnieją pewne dowody na to, że pokarmy o wysokiej zawartości skrobi/niskiej zawartości błonnika mogą wywoływać większe stany zapalne (Manning, Sutherland i in. 2008). Skład posiłku dla wszystkich osób będzie identyczny, ale zawartość energii z węglowodanów zostanie obliczona jako część spoczynkowego tempa metabolizmu poszczególnych osób. Pozwala to na standaryzację spożycia energii dla różnic w masie/składzie ciała i odzwierciedla zapotrzebowanie energetyczne danej osoby w stanie spoczynku.

Posiłek należy spożyć w ciągu 15 minut, a próbki krwi będą pobierane z kaniuli po 15, 30, 60 i 90 minutach, a następnie co godzinę przez 6 godzin po spożyciu posiłku w celu monitorowania zmian wskaźników metabolicznych i zapalnych. Dodatkowe próbki krwi zostaną pobrane 2 i 6 godzin po posiłku przez nakłucie żyły w celu analizy markerów stanu zapalnego, ponieważ istnieją dowody na to, że kaniula może stymulować miejscowy stan zapalny, co zaburza prawdziwy wynik.

Próbki gazów wydychanych do RMR będą również pobierane co godzinę, a kalorymetria pośrednia zostanie wykorzystana do oszacowania względnego metabolizmu tłuszczów i węglowodanów w odpowiedzi na posiłek.

Druga próbka tłuszczu zostanie pobrana po 6 godzinach w celu zbadania reakcji zapalnych i metabolicznych na posiłek w obrębie tkanki tłuszczowej. W tym momencie zostanie również pobrana druga próbka krwi do izolacji limfocytów T w celu zbadania odpowiednich odpowiedzi metabolicznych/zapalnych w limfocytach T.

Analiza:

W dniu badania krew pełna zostanie przeanalizowana pod kątem liczby białych krwinek, glukozy i mleczanu. Próbki osocza i surowicy zostaną pobrane z krwi pełnej poprzez wirowanie i przechowywane w temperaturze -80°C. Monocyty i limfocyty T (populacje krwinek białych) będą również izolowane z krwi pełnej w celu późniejszej oceny wrażliwości na insulinę i eksperymentów hodowlanych.

W każdej próbce tłuszczu zostaną wyhodowane oddzielne części tkanki tłuszczowej lub adipocytów (wyizolowane z innych komórek tkanki tłuszczowej metodą trawienia) i pobrane pożywki do późniejszych badań. Ekspresja mRNA będzie również badana w tkance tłuszczowej i izolowanych adipocytach. Pozostałe komórki z tkanki tłuszczowej (SVF) będą również przechowywane do późniejszej analizy populacji komórek za pomocą cytometrii przepływowej i analizy ekspresji/wydzielania.