Omnibusowy miernik sytości: przewidywanie sytości u ludzi na podstawie danych z mózgu, krwi i subiektywnych (OmniSaM)

Nadrzędną strategią jest podawanie pacjentom wstępnie załadowanych pokarmów o różnych kombinacjach proporcji białka do węglowodanów (dwa poziomy) i obciążenia kalorycznego (dwa poziomy), testowanie wpływu, jaki ma to na spożycie ad libitum, przy użyciu neuroobrazowania, wskaźników sensorycznych i endokrynologicznych jako predyktorów zmienne.

Badacze przeprowadzą badanie krzyżowe z powtarzanymi pomiarami, co oznacza, że ​​wszyscy badani będą narażeni na wszystkie cztery kombinacje stosunku białka do węglowodanów i obciążeń kalorycznych.

Studia ukończy łącznie 25 osób. Osoby badane spożywają wstępnie załadowany napój w formie koktajlu poza skanerem rezonansu magnetycznego (skanerem MR) i po 4-godzinnym czasie oczekiwania, podczas którego przeprowadzane są pomiary skaningowe, endokrynologiczne i sensoryczne, badani spożywają posiłek ad libitum składający się ze standaryzowanego przygotowanego spaghetti Bolończyk.

Środki hormonalne i sensoryczne będą kontynuowane do jednej godziny po spożyciu posiłku ad libitum. Wszyscy uczestnicy przejdą cztery dni testowe trwające około 5 godzin w Duńskim Centrum Badań nad Rezonansem Magnetycznym (DRCMR) w szpitalu Hvidovre, maksymalnie jeden dzień testowy w tygodniu ze względu na ryzyko utraty krwi.

W dni nauki uczestnicy przybędą o godzinie 11:30 po poście od godziny 22:00 poprzedniego wieczoru z ustalonym spożyciem 200 ml wody rano na 2 godziny przed badaniem.

Kaniula dożylna zostanie umieszczona w ramieniu uczestnika w celu pobrania próbek krwi, a następnie zostaną zebrane podstawowe próbki krwi i podstawowe pomiary odczuć związanych z apetytem. W czasie 0 uczestnik zostanie poinstruowany, aby spożyć wstępnie załadowany koktajl Queal (Queal, Queal Smooth Vanilla, Queal Quick Meal, Holandia) z dodatkiem izolatu białka serwatki (LACPRODAN SP-9225 INSTANT, Arla Foods Ingredients, Dania) lub monohydratu laktozy (VARIOLAC 992, Arla Foods Ingredients, Dania) i wodą.

To porównanie kandydatów ma na celu wykorzystanie znanych różnic w zdolności nasycenia zarówno pod względem obciążenia kalorycznego, jak i stosunku białka do węglowodanów. Logika stojąca za wyborem tych czynników polega na wykorzystaniu czynników, dla których mamy najsilniejsze a priori dowody na ich efekt sytości, takich jak że metoda może być rozwinięta jako dowód zasady.

Wraz z obciążeniami wstępnymi uczestnicy wypiją 200 ml wody zawierającej 1,5 g paracetamolu jako wskaźnika opróżniania żołądka. Następnie uczestnicy zostaną umieszczeni na łóżku podłączonym do skanera MRI i rozpocznie się skanowanie fMRI. Skanowanie zostanie wkrótce zatrzymane w momencie przedstawienia kwestionariuszy i pobrania próbek krwi. W ciągu następnych dwóch i pół godziny uczestnicy będą na przemian skanowani, odpoczywali i wypełniali kwestionariusze, powtarzając je co około 15 minut. O ~t=180 min zostanie podany dowolny posiłek Spaghetti Bolognese. Osobnicy zostaną poinstruowani, aby jedli aż do przyjemnego nasycenia, a spożycie zostanie obliczone na podstawie wagi spożytego pokarmu. Pobieranie krwi i pomiary sensoryczne będą kontynuowane do jednej godziny po spożyciu posiłku ad libitum.

Próbki krwi: Próbki będą pobierane przez dostęp dożylny przez cewnik w dole łokciowym, pobierane w regularnych odstępach między 5 a 30 minut od t=-15 do t=240, co obejmuje badanie 1 godzinę po posiłku ad libitum. Ilość krwi pobieranej od uczestników wyniesie maksymalnie 180 ml (na każdy dzień badania), co nie będzie stanowić żadnego zagrożenia dla wszystkich zdrowych uczestników (zwykle dobrowolne oddanie krwi wiąże się z oddaniem 500 ml).

Uczestnicy będą badani nie częściej niż raz w tygodniu, tak aby było wystarczająco dużo czasu na powrót do zdrowia po eksperymentalnej utracie krwi. Zostaną zmierzone poziomy glukozy, insuliny, peptydu C i CCK, PYY, greliny, GIP, GLP-1, FFA, trójglicerydów i glukagonu. Próbki krwi zostaną odwirowane, osocze i surowica zostaną odpipetowane, zamrożone i oznaczone nierozsądnymi i nieidentyfikowalnymi danymi osobowymi do późniejszych analiz.

Próbki surowicy/osocza będą analizowane w Clinical Biochemistry, Hvidovre Hospital, gdzie wykonywane są automatyczne analizy biochemiczne. Inne analizy biochemiczne, których nie można wykonać lokalnie, zostaną przesłane do współpracującego z nami laboratorium w A) Instytucie Biomedycyny (profesor Jens Juul Holst), który dysponuje specjalistycznym sprzętem do analizy próbek krwi na obecność hormonów jelitowych lub B) Klinice Endokrynologii i Chorób Wewnętrznych Medicine, Szpital Uniwersytecki w Aarhus (profesor Kjeld Hermansen), który wykona kolejny podzbiór analiz biochemicznych.

Subiektywne pomiary apetytu: Subiektywne odczucia będą mierzone poprzez przedstawienie pytań dotyczących; upodobania, głód, sytość, pragnienia, spodziewana konsumpcja i pragnienie, jedno pytanie na raz w losowej kolejności. Pomiary apetytu będą podejmowane regularnie przez cały dzień badania, od przed spożyciem wstępnego obciążenia do spożycia posiłku ad libitum.

Leżąc w skanerze, badani będą oceniać skalę swoich reakcji na wizualnej skali analogowej (VAS), za pomocą naciśnięć przycisków. A poza skanerem odpowiedzi te będą rejestrowane za pomocą równoważnego długopisu i papieru VAS.

Skanowanie MR: Podczas skanowania MRI uczestnicy są wkładani do długiej rurki otoczonej cewką, która wytwarza silne pole magnetyczne. Zmieniając nachylenie pola magnetycznego, możemy wykryć natlenienie krwi. Osoby badane będą skanowane w różnych sekwencjach obrazowania. Uczestnik nie będzie w stanie odróżnić tych dźwięków, ale usłyszy, jak skaner wydaje różne dźwięki, w zależności od uruchomionej sekwencji.

Podczas skanowania wykonywane są różne obrazy anatomiczne mózgu. Dodatkowo badacze mierzą zmiany w sygnale magnetycznym generowanym przez zwiększone natlenienie krwi w niektórych częściach mózgu. To jest sygnał BOLD i jest celem fMRI.

Osoby badane zostaną wprowadzone do skanera w punkcie czasowym ~t=15, do około t=180 z 10-minutową przerwą na zewnątrz skanera w punkcie czasowym ~t=80. Od t=0, badani będą wypijać queal przed wejściem do skanera. Badani dokonują subiektywnych ocen w skanerze (określonych powyżej) w punktach czasowych następujących po pobraniu próbek krwi. Skanowanie zostanie wkrótce zatrzymane, aby umożliwić pobranie próbek krwi.

Aby pobrać próbki krwi, badacz podejdzie do pacjenta, który pozostanie w otworze magnesu przez cały czas, i pobierze krew z cewnika. Po pobraniu próbek krwi i ocenie apetytu skanowanie zostanie wznowione. W przerwach między sekwencjami funkcjonalnymi uruchomione zostaną standardowe struktury strukturalne, trwające około 15 minut. Obiekty zostaną przeskanowane funkcjonalnie jeszcze do 6 razy.

Po zakończeniu badani zostaną usunięci ze skanera i dokończą resztę eksperymentu w pobliskim pokoju testowym.

Posiłek ad libitum: Przy ~t=180 badani rozpoczną ad libitum (wszystko, co możesz zjeść) posiłek spaghetti bolognaise, w wydzielonym prywatnym pokoju, gdzie będą sami i niezauważeni. Mogą siedzieć i jeść do 30 minut. Badani zostaną poinstruowani, aby jeść aż do „przyjemnego nasycenia”. Po spożyciu zjedzona ilość zostanie obliczona na podstawie różnicy wagowej. Podczas posiłku badani otrzymają 200 ml wody (spożycie na siłę).

Dodatkowe środki: Ponieważ aktywność fizyczna może wpływać na apetyt i ostatecznie na pobór energii w posiłku ad libitum, wydatek energetyczny zostanie ograniczony poprzez zalecenie uczestnikom powstrzymania się od aktywności fizycznej o dużej intensywności na trzy dni przed każdym dniem testu.

Ponadto w dni testowe uczestnicy muszą podróżować zautomatyzowanym pojazdem do szpitala, aby zapewnić niski poziom aktywności fizycznej bezpośrednio przed testem. Do pomiaru poziomu aktywności fizycznej uczestników zostanie wykorzystany tracker aktywności. Uczestnicy otrzymają tracker aktywności minimum 4 dni przed dniem testu oraz zostaną przeszkoleni w zakresie jego obsługi.

Krew będzie pobierana podczas każdego dnia badania (w sumie 720 ml w ciągu 4 dni z co najmniej 1 tygodniem pomiędzy każdym dniem badania). Każdego dnia badania próbki krwi zostaną odwirowane, osocze lub surowica zostaną odpipetowane, zamrożone i oznaczone niewrażliwymi i niemożliwymi do zidentyfikowania danymi osobowymi do analizy partii po zakończeniu całego badania.

Próbki surowicy/osocza będą analizowane w Clinical Biochemistry, Hvidovre Hospital, gdzie wykonywane są automatyczne analizy biochemiczne. Inne analizy biochemiczne, których nie można wykonać lokalnie, zostaną przesłane do współpracującego laboratorium w A) Sekcji Badań Endokrynologicznych Instytutu Panum (profesor Jens Juul Holst), która dysponuje specjalistycznym sprzętem do analizy próbek krwi na obecność hormonów jelitowych lub B) Zakładzie Endokrynologii i Chorób Wewnętrznych Szpitala Uniwersyteckiego w Aarhus (profesor Kjeld Hermansen), który wykona kolejny podzbiór analiz biochemicznych. Wszystkie próbki będą przechowywane do czasu analizy w biobanku badawczym szpitala Hvidovre.

Niezbadane próbki będą przechowywane do dnia 01.01.2027, po czym zostaną zniszczone zgodnie z rutynowymi procedurami. Dostęp do biobanku mają wyłącznie pracownicy naukowi zaangażowani w projekt. Uczestnicy przekazują świadomą pisemną treść dotyczącą ilości i przechowywania próbek krwi oraz mogą w każdej chwili wycofać zgodę skutkującą zniszczeniem materiału biologicznego.

Obliczenia mocy: 25 x 4 powtórzone pomiary = 100 punktów danych. Dla testu dwustronnego, dla średniej wielkości efektu z wartością f-kwadrat 0,15, dla alfa 0,05. Przy 35 zmiennych predykcyjnych (25 czynników przedmiotowych, a następnie 10 zagregowanych zmiennych predykcyjnych) mamy 64 stopnie swobody, obliczona moc dla tego układu > 0,9. Jeśli obliczymy moc do wnioskowania o wpływie stosunku białka do węglowodanów na spożycie, moc jest również bardzo wysoka. Jeśli założymy, że wielkość efektu wynosi 10% różnicy w spożyciu od najniższego do najwyższego stosunku białka do węglowodanów, to jest to nachylenie 3,85 (w odniesieniu do stosunku logarytmu PC). Jeśli hipoteza zerowa jest nachyleniem 0, z sd równym 4, to moc również > 0,9.