Wpływ oleju z nasion bawełny na stres oksydacyjny, stany zapalne i metabolizm

Podejście polega na włączeniu populacji zdrowych osób (n=32) do czteroramiennej (30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO i 60 g OO), randomizowanej, podwójnie ślepej, równoległej kontrolowanej próby porównali wpływ tych różnych dawek olejków na stres oksydacyjny wywołany wysiłkiem fizycznym.

Podczas wizyty 1 uczestnicy zostaną poddani świadomej zgodzie, pomiarom antropometrycznym i submaksymalnemu testowi wysiłkowemu w celu określenia ich VO2max. Uczestniczki wypełnią również Globalny kwestionariusz aktywności fizycznej (GPAQ), kwestionariusz gotowości do ćwiczeń (2022-PARQ+), kwestionariusz przesiewowy AHA/ACSM Health/Fitness Facility Pre-partycipation Screening Questionnaire oraz kwestionariusz dotyczący menstruacji. Pomiędzy Wizytą 1 a Wizytą 2 odbędą się co najmniej trzydniowe okresy wstępne, podczas których uczestnicy zostaną poproszeni o przestrzeganie pewnych wytycznych dietetycznych, takich jak minimalne zużycie oleju, ograniczenie tłustych ryb, omega-3, witaminy A, C, suplementy witaminy A oraz ograniczenie spożycia orzechów/nasion orzechów/olejów/nasion oleistych lub pokarmów zawierających te składniki. Podczas drugiej wizyty uczestnicy wykonają test wysiłkowy (75% VO2max przez 30 minut), a przed i po teście wysiłkowym zostanie pobrana krew. Krew zostanie pobrana po 15 minutach próby wysiłkowej. Ponadto uczestnicy zostaną poproszeni o wypełnienie miesięcznego kwestionariusza historii diety i 24-godzinnego wywiadu żywieniowego. Pomiędzy Wizytą 2 a Wizytą 3 miną cztery tygodnie, podczas których uczestnicy będą proszeni o codzienne spożywanie koktajli zawierających odpowiednie dawki olejków. Co tydzień będziemy dostarczać koktajle, a dodatkowy olej będzie dostarczany w butelce z rozpylaczem zawiniętej w folię aluminiową, aby uczestnicy mogli zastąpić swój zwykły olej. Ponadto uczestnicy zostaną poproszeni o wypełnienie formularza kontroli zgodności, aby potwierdzić przestrzeganie diety objętej badaniem. W formularzu zgodności będzie pojawiać się jedno tygodniowe pytanie dotyczące problemów żołądkowo-jelitowych. Po czterech tygodniach interwencji dietetycznej uczestnicy przyjdą do laboratorium na Wizytę 3. Wizyta 3 przebiega według podobnego protokołu jak Wizyta 2, z wyjątkiem tego, że podczas Wizyty 3 zostaną również wykonane pomiary antropometryczne.

Procedury:

Próba wysiłkowa: Podczas wizyty 1 zostanie przeprowadzona submaksymalna próba wysiłkowa, aby przewidzieć, ile tlenu organizm uczestnika jest w stanie zużyć podczas ćwiczeń. Pozwala to naukowcom na ćwiczenie jednego uczestnika z takim samym submaksymalnym procentem jego/jej maksimum, jak wszyscy pozostali uczestnicy, w oparciu o jego/jej poziom sprawności. Rozpocznie się to chodzeniem po bieżni (Woodway GmbH D79576, Weil am Rhein, Dania) przez 5 minut z wybraną przez siebie wygodną prędkością na poziomie 0% w celu rozgrzewki przed testem. Test składa się z serii etapów, które co dwie minuty stają się coraz trudniejsze. Uczestnicy będą nosić monitor pracy serca, oddychać przez ustnik podłączony do analizatora i nosić klips na nos. Test rozpoczyna się od marszu, a gdy uczestnik przechodzi do trudniejszych etapów, intensywność jest zwiększana poprzez zwiększanie stopnia i prędkości. Badacz zakończy test, gdy uczestnik osiągnie 85% maksymalnego tętna przewidzianego dla jego wieku (220-wiek w latach). Podczas wizyt 2 i 3 uczestnicy zgłoszą się do laboratorium po całonocnym poście, a próbki krwi zostaną pobrane przed i po próbie wysiłkowej. Test wysiłkowy będzie obejmował energiczny marsz pod górę przy 75% VO2max przez 30 minut na bieżni. Podczas ćwiczeń zostanie wykorzystany metaboliczny system pomiarowy (ParvoMedics TrueMax 2400 Metabolic System, Sandy, Utah, USA) do określenia współczynnika oddechowego i związanego z nim poziomu utleniania tłuszczu. Współczynnik oddychania będzie mierzony poprzez określenie objętości uwalnianego dwutlenku węgla w stosunku do objętości tlenu pochłanianego podczas oddychania. Po pobraniu krwi TG (oraz pełny panel lipidowy plus glukoza) będą analizowane w czasie rzeczywistym za pomocą analizatora chemii klinicznej (Piccolo press). W tym samym czasie próbki surowicy będą dzielone na porcje i przechowywane w temperaturze -80 C do czasu analizy pod kątem cytokin zapalnych (profil ustalonych mediatorów i biomarkerów), insuliny, innych biomarkerów metabolicznych związanych ze stanem zapalnym oraz analizy lipidomicznej i metabolomicznej. Do analizy izoprostanów próbki surowicy zostaną szybko zamrożone w suchym lodzie i zawiesinie etanolu po podzieleniu na porcje i natychmiast przechowywane w temperaturze -80 C. Badacze zmierzą cytokiny zapalne (TNF-α, interleukina (IL)-1β, IL- 6, IL-7, IL-23 i czynnik stymulujący tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów (GM-CF) przy użyciu technologii multipleksowania o wysokiej czułości Luminex (Bio-Rad Bio-Plex 200 HTS) przygotowanej przez Millipore.

Interwencja dietetyczna: Zarejestrowany dietetyk przygotuje dietę badawczą (koktajle), która będzie podawana uczestnikom przez cztery tygodnie. Uczestnicy otrzymają koktajle zawierające 30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO lub 60 g OO dziennie w dwóch oddzielnych pojemnikach. Koktajle 30 g (zarówno CSO, jak i OO) zawierają 762 kcal kalorii, 120 g węglowodanów, 3 g białka i 30 g tłuszczu. Koktajle 60 g (zarówno CSO, jak i OO) zawierają 761 kcal kalorii, 50 g węglowodanów, 3 g białka i 30 g tłuszczu. W ciągu tych czterech tygodni uczestnicy zostaną poproszeni o przestrzeganie pewnych wytycznych żywieniowych i zostaną poproszeni o wypełnienie formularza zgodności. Uczestnicy będą proszeni o codzienne wypełnianie formularza sprawdzającego zgodność, wskazującego, ile koktajli spożyli i czy spożyli coś niezalecanego przez zespół badawczy. Koktajle będą wydawane co tydzień, co oznacza, że ​​uczestnicy będą odwiedzać laboratorium co siedem dni, aby odebrać swoje koktajle i zostawić cotygodniowy formularz zgodności.

Analiza metabolomiczna: Po zebraniu wszystkich próbek próbki surowicy zostaną rozmrożone, a frakcja metabolitów zostanie wyekstrahowana. Po ekstrakcji próbki zostaną zbadane za pomocą analizy spektrometrii mas. Wstępna ukierunkowana analiza skupi się na kwasach żółciowych oraz zestawie biomarkerów stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego, w tym 8-izoPGF2a. Ukierunkowane anality zostaną określone ilościowo za pomocą krzywych standardowych, a otrzymane stężenia zostaną porównane za pomocą kilku narzędzi do analizy statystycznej. Przeprowadzona zostanie również głęboka, nieukierunkowana analiza, która może ujawnić dodatkowe szlaki metaboliczne modulowane przez spożycie CSO. Próbki metabolitów będą analizowane przy użyciu Waters Synapt G2Si QTOF (Waters Corporation). Instrument ten ma zdolność poruszania jonów i może rozróżniać blisko spokrewnione związki, takie jak kwasy żółciowe, w złożonych mieszaninach na podstawie ich pola przekroju poprzecznego i masy. Wysoka czułość i różnorodność trybów skanowania sprawiają, że Synapt QTOF jest optymalnym wyborem do nieukierunkowanej analizy złożonych próbek biologicznych.

Analiza dietetyczna: Długotrwałe nawyki żywieniowe mogą powodować adaptacje, które wpływają na reakcję na krótkoterminową suplementację CSO i OO. W tym badaniu wykorzystana zostanie najnowsza wersja (2018) internetowego kwestionariusza historii diety (DHQ III), kwestionariusza dotyczącego częstotliwości spożywania posiłków, przeznaczonego dla osób dorosłych w wieku 19 lat i starszych, opracowanego przez pracowników Oddziału ds. Monitorowania i Metod Ryzyka (RFMMB) w Narodowy Instytut Raka NIH. Dane wyjściowe DHQ III obejmują składniki węglowodanów, karotenoidy i tokoferole, składniki diety z suplementów, tłuszcze, kwasy tłuszczowe i cholesterol, makroskładniki odżywcze i energię, minerały, składniki białkowe i witaminy są składnikami diety i grupami żywności dostępnymi w plikach wyjściowych DHQ III . Ponadto ostre spożycie w diecie zostanie określone za pomocą bezpłatnego, internetowego kwestionariusza ASA24® do samodzielnego samodzielnego podawania przez 24 godziny.

Test statystyczny: H1 zostanie przetestowany przy użyciu analizy wariancji (ANOVA) w celu porównania różnic w markerach stresu oksydacyjnego wywołanego wysiłkiem fizycznym (izoprostany) wśród osób spożywających 30 g CSO, 30 g OO lub 60 g CSO lub 60 g OO. H2 zostanie przetestowany przy użyciu analizy wariancji (ANOVA) w celu porównania różnic w stanie zapalnym i markerach stanu zapalnego wśród osób spożywających 30 g CSO, 30 g OO, 60 g CSO lub 60 g OO. Aby przetestować H3, badacz zidentyfikuje zmiany w kwasach żółciowych i metabolitach w surowicy, a następnie określi szlaki metaboliczne związane ze zmianami metabolicznymi, aby zidentyfikować potencjalne mechanizmy leżące u podstaw wpływu CSO na zdrowie. Aby przetestować H4, badacz zidentyfikuje miarę izoprostanów w surowicy, kwasów żółciowych, stanu zapalnego, lipidomów i metabolomów, a następnie użyje analizy regresji do określenia poziomu zmienności w odpowiedzi na różne dawki CSO i OO.