Identifiering av muskelspecifika biomarkörer för fettsyra-beta-oxidation (FL-68)

Utredarna kommer att använda flera omfattande toppmoderna metabolitanalysplattformar för att testa hypotesen att specifika systemiska metaboliter eller metabolitsignaturer korrelerar med myocellulär fettsyraförbränning. Utredarna kommer sedan att avgöra om nämnda metaboliter faktiskt återspeglar metabolisk hälsostatus som förutspått, genom att bestämma om profilerna förändras hos överviktiga personer vars insulinkänslighet och muskel FA ß-oxidation förbättras genom aerob träning och kostintervention. Specifikt undersöker denna studie användbarheten av metabolomiska profiler som reflekterar muskelfettförbränning för att förutsäga förändringar i metabola hälsa efter kost- och träningsintervention hos överviktiga personer. Utredarna antar att biomarkörer som reflekterar normal, effektiv muskel-ß-oxidation kommer att öka, och markörer som tyder på dålig muskelfettförbränning minskas, i en kohort av stillasittande överviktiga personer efter att ha genomgått ett 4-månaders diet-träningsprotokoll som kommer att öka muskelkonditionen och förbättra insulinverkan.

I väntan på att 16 försökspersoner ska slutföra studien, kommer upp till 20 överviktiga kvinnliga försökspersoner att rekryteras från Davis- och Sacramento-områdena och ombeds att delta i en viktminskningskur som involverar kalorirestriktioner (minskning med ~25 % av typiskt kaloriintag, med roterande 7 -dagsmenyer baserade på näringssammansättningar som återspeglar de amerikanska kostriktlinjerna) och regelbunden aerob träning utformad för att inrikta sig på en viktminskning på 10 % under 4 månader (Goodpaster et al., Diabetes 52: 2191-97, 2003). Frivilliga som ska inkluderas i denna studie kommer att ha följande egenskaper: ålder 30-50, BMI mellan 30-34,9 med stabil självrapporterad kroppsvikt under de senaste 6 månaderna, stillasittande (som inte deltar i ett vanligt träningsprogram, typisk planerad träning ≤30 min. per vecka bedömd med telefonenkät för screening), icke-rökare, inga kliniska tecken på infektion (d.v.s. ingen feber, CBC wnl), ingen personlig historia av hjärt-kärlsjukdom, inga kliniskt signifikanta förhöjningar av blodtrycket eller diabetes, ingen vanliga mediciner (förutom orala preventivmedel, allergimediciner) eller drogmissbruk. Dessa initiala studier kommer endast att involvera kvinnor för att (a) minska potentiell könsrelaterad metabolitvariabilitet och (b) för att bättre matcha ämnets egenskaper i tidigare studier. Varje individ kommer att fungera som hennes egen kontroll, med förändringar i metabolitprofiler efter intervention beräknade för varje individ. Postabsorptiva insulin- och glukosmätningar kommer att göras för att uppskatta insulinkänsligheten med HOMA, och mönster efter en OGTT för- och efterbehandling används för att bedöma insulinkänslighetsindexet med metoden enligt Matsuda et al. (Matsuda & DeFronzo, Diabetes Care 22:1462-70, 1999). Individuella förändringar i HOMA- och insulinkänslighetsvärden vid jämförelse av perioder före och efter intervention kommer att anses vara en indikation på förändringar i insulinverkan. Ett akut träningsprotokoll för att framkalla muskelarbete kommer att utföras under 20 minuter. för att öka metaboliskt flöde av FA i muskler, en strategi utformad för att berika plasman med muskelmetaboliter. Skillnader i utfallsvariabler kommer att testas genom ANOVA med upprepade mätningar för att bestämma betydelsen av träningsmatchen med träningsinterventioner och interaktionen med interaktionsträningsmatchen.

Screening: Efter att samtyckesformuläret har undertecknats kommer en första blodtagning vid fastande (upp till 20 ml) och vitala tecken att tas för att säkerställa att potentiella försökspersoner uppfyller de kliniska kriterierna. Längd och vikt kommer att bestämmas och intervjuer genomförs för att utvärdera om de uppfyller ovan nämnda kriterier. Kroppsvikten kommer att mätas till närmaste 0,1 kg med försökspersoner som bär lätta kirurgiska skrubbar. Höjden kommer att mätas till närmaste 0,1 cm med en väggmonterad Ayrton Stadiometer Model S100 (Ayrton Corporation, Prior Lake, MN). Body Mass Index (BMI) kommer att beräknas som kg/m2. Midjeomkretsen kommer att mätas i stående position, med mätningar som erhålls mitt emellan den laterala nedre revbenskanten och höftbenskammen. Mätningen kommer att göras mitt i utandningen och medelvärdet av två avläsningar kommer att registreras. Höftomkretsen kommer att mätas vid skinkornas maximala utskjutning. Ytterligare 5 ml blod kommer att tas 2 timmar efter att försökspersonerna har konsumerat en drink som innehåller en dos på 75 g socker (ett förkortat oralt glukostoleranstest) för att utvärdera insulinkänsligheten. Ett Baecke-frågeformulär kommer att användas för att bedöma den fysiska aktivitetsnivån som ska användas i DRI-beräkningar av underhållskalorier för inledning före intervention. För att minimera variationen i våra resultatmått som kan införas av hormonförskjutningar i menstruationscykeln, kommer vi att sträva efter att upprätthålla konsistens genom att utvärdera försökspersoner under menstruationscykelns follikelfas (som uppskattas av cykelregister för varje kvinna), helst med början på dag 4 av menstruationscykeln. Patienter på preventivmedel kommer också företrädesvis att utvärderas på dag 4 av sin menstruationscykel. Försökspersonerna kommer att få en kalender och instruktioner för att registrera sina menstruationscykler under hela studien. Berättigade försökspersoner kommer att uppmanas att besöka WHNRC flera gånger, enligt följande:

Testvecka 1: På dag 4 av sin menstruationscykel kommer försökspersonerna till kliniken för början av testvecka 1. Varje dag kommer försökspersonerna att få färdiga måltider som ska ätas på WHNRC, eller packas för att följa med de slutliga förberedelseinstruktionerna. Under testveckan kommer försökspersoner att få måltider och mellanmål för en 7-dagarsmeny som tillagas av WHNRC Metabolic Kitchen och baserad på amerikanska kostråd och ordinerad för att bibehålla en stabil kroppsvikt. Volontärer kommer att förses med en daglig multivitamintillskottsstudie och kommer att behöva avstå från att ta personliga kosttillskott eller vitaminer under studien. Detta är utformat för att säkerställa en liknande näringsprofil för alla ämnen, innan biovätskor erhålls för metabolomisk analys för att minimera fysiologisk variation. Försökspersonerna kommer att vägas dagligen under testveckorna 1 och 2 för att säkerställa att kroppsvikten bibehålls och kostrecepten justeras vid behov. Under denna testvecka kommer varje försöksperson att delta i en instruktionssession angående diet och dietefterlevnad som tillhandahålls under ledning av en registrerad dietist. Denna instruktion kan göras individuellt eller i grupp. Varje individs diet (baserad på de amerikanska kostriktlinjerna) och träningsplan kommer att utformas för att framkalla ett mål på 10 % kroppsviktsminskning och för att förbättra konditionen under den 16 veckor långa interventionsperioden. Testvecka 2: Dubletter av testvecka 2 Testvecka 1. Försökspersonerna kommer att schemaläggas baserat på förutsägelser från deras menstruationskalendrar. Detta kan innebära att försökspersonerna kommer att fortsätta träna ytterligare dagar för att sammanfalla med menstruationsdag 4 när diet ges och testningen börjar. Den akuta träningen kommer att vara en 40-50% av Testvecka 1 VO2max.