Profil składników odżywczych i synteza białek mięśniowych w odpowiedzi na chleb kukurydziany z rafinowanej mąki kukurydzianej w porównaniu z pełnoziarnistą mąką kukurydzianą (PRO-CORN)

Do wskaźników długowieczności u ludzi zalicza się masę i siłę mięśni szkieletowych. Masę mięśni określa równowaga pomiędzy syntezą i degradacją białek miofibrylarnych, na którą wpływa dieta i aktywność fizyczna. Siła mięśni jest ściśle powiązana z masą mięśniową, a wykazano, że czynności takie jak podnoszenie ciężarów aż do niepowodzenia zwiększają syntezę białek mięśniowych, zwiększając z czasem masę i siłę mięśni. Spożycie białka jest niezbędne do utrzymania dodatniego bilansu białka i wspierania wzrostu mięśni. Chociaż białka zwierzęce są na ogół bardziej skuteczne niż białka roślinne w promowaniu syntezy białek mięśniowych, wiele kultur opiera się na podstawowej żywności pochodzenia roślinnego, takiej jak kukurydza, a nie na źródłach białka pochodzenia zwierzęcego.

Mąka kukurydziana (Zea mays) jest głównym składnikiem diety Afryki, gdzie jest spożywana w różnych postaciach, w tym w kaszkach i pieczywie, takim jak Ugali w Afryce Wschodniej lub Fufu w Afryce Zachodniej. Profil odżywczy tego chleba kukurydzianego różni się znacznie w zależności od tego, czy jest on wytwarzany z rafinowanej czy pełnoziarnistej mąki kukurydzianej. Pełnoziarnista mąka kukurydziana zachowuje otręby, zarodki i bielmo, dostarczając więcej błonnika, witamin i minerałów, podczas gdy rafinowana mąka kukurydziana zawiera głównie bielmo. Chociaż rafinowana kukurydza ma mniej błonnika, ma większą zawartość bogatej w leucynę zeiny, głównego białka kukurydzy. Te różnice żywieniowe mogą znacząco wpłynąć na metabolizm i ogólny stan zdrowia.

Biorąc pod uwagę, że dla około jednej piątej światowej populacji mąka kukurydziana jest podstawowym składnikiem diety, zrozumienie wpływu rafinowanej mąki kukurydzianej w porównaniu z pełnoziarnistą mąką kukurydzianą na syntezę białek mięśniowych i zawartość aminokwasów w surowicy może dostarczyć cennych informacji na potrzeby wytycznych żywieniowych i zdrowia publicznego. Celem tego badania jest zbadanie tych efektów poprzez porównanie profilu składników odżywczych po posiłku i reakcji syntezy białek mięśniowych na tradycyjny afrykański chleb kukurydziany wytwarzany z pełnego ziarna z rafinowaną mąką kukurydzianą.

Celem badania jest ilościowe określenie i porównanie profilu odżywczego i hormonalnego surowicy oraz szybkości syntezy białek mięśniowych w odpowiedzi na spożycie izoazotowych porcji tradycyjnego afrykańskiego chleba kukurydzianego wykonanego z pełnoziarnistej lub rafinowanej mąki kukurydzianej, w połączeniu z gulaszem z fasoli mung.

Cel szczegółowy 1: Opisanie poposiłkowego profilu odżywczego i hormonalnego w surowicy w ciągu 3 godzin po spożyciu porcji gulaszu z fasoli mung z tradycyjnym afrykańskim chlebem kukurydzianym, przygotowanym z pełnoziarnistej mąki kukurydzianej lub rafinowanej mąki kukurydzianej.

Cel szczegółowy 2: Porównanie zdolności porcji gulaszu z fasoli mung i tradycyjnego afrykańskiego chleba kukurydzianego przygotowanego z pełnoziarnistej mąki kukurydzianej lub rafinowanej mąki kukurydzianej do aktywacji specyficznej dla mTORC1 i syntezy białek całych mięśni w modelu mięśni in vitro.

Uczestnicy badania wezmą udział w Centrum Badań Klinicznych CTSC przy dwóch różnych okazjach.

Dwie wizyty studyjne zostaną zaplanowane na okres 2 tygodni (tj. raz w tygodniu przez 2 tygodnie) o tej samej porze rano, po całonocnym poszczeniu trwającym ponad 12 godzin. Uczestnicy zostaną poproszeni o powstrzymanie się od energicznych ćwiczeń fizycznych, spożywania kofeiny, nikotyny i alkoholu na 24 godziny przed każdą wizytą. Uczestniczki planują wizyty w ciągu pierwszych dwóch tygodni cyklu miesiączkowego, aby kontrolować wahania hormonów, które mogą wpływać na trawienie i metabolizm.

Po przybyciu do centrum badawczego na pierwszą wizytę testową zostanie zmierzony wzrost i waga każdego uczestnika. Wypełnią także ankietę dotyczącą aktywności fizycznej i nawyków żywieniowych.

I. Wyjściowe pobranie krwi.

Uczestnicy będą siedzieć w indywidualnych salach badawczych wyposażonych w odchylane fotele do upuszczania krwi. Pielęgniarka wprowadza cewnik 22G do żyły przedramienia w celu pobrania początkowej wyjściowej próbki krwi o objętości 5 ml.

II. Testowy posiłek.

Po pobraniu krwi wyjściowej uczestnicy spożyją jeden z dwóch posiłków testowych z chleba kukurydzianego. Posiłek składa się z porcji gulaszu z fasoli mung i izoazotowej ilości chleba kukurydzianego na bazie pełnego ziarna lub rafinowanej mąki kukurydzianej:

Jedzenie zostanie zważone przed gotowaniem i dodana zostanie jedna ósma łyżeczki soli w celu poprawy smakowitości, a uczestnicy zostaną poproszeni o zjedzenie posiłku w ciągu 10 minut, dokładnie przeżuwając. Do posiłku uczestnicy wypiją także szklankę wody o pojemności 250 ml.

III. Poposiłkowe pobieranie krwi.

Po posiłku testowym uczestnicy pozostaną w miejscu badań w swoich pomieszczeniach testowych przez 3 godziny, gdzie będą mogli przynieść książki lub urządzenia elektroniczne do zajęć. Pięć dodatkowych próbek krwi o pojemności 5 ml zostanie pobranych 30, 60, 90, 120 i 180 minut po posiłku, co daje łącznie 30 ml na wizytę i 60 ml w przypadku uczestników, którzy ukończą badanie.

Próbki krwi będą zbierane w 5 ml probówkach oddzielających surowicę. Próbki skrzepną przed wirowaniem przy 1000 x g przez 10 minut. Następnie surowica zostanie zamrożona i przechowywana w temperaturze -80°C. Do określenia stężenia składników odżywczych i hormonów zostanie wykorzystany jeden mililitr z każdej próbki surowicy. Pozostała część zostanie wykorzystana do syntezy białek mięśniowych i analizy biologicznej mTORC1.