The Omnibus Satiety Metric: Förutsäga mättnad hos människor genom hjärna, blod och subjektiva data (OmniSaM)

Den övergripande strategin är att ge försökspersonerna mat i förväg med varierande kombinationer av protein-till-kolhydrat-förhållanden (två nivåer) och kaloribelastning (två nivåer), och testa effekten detta har på ad libitum-konsumtion, med hjälp av neuroimaging, sensorisk och endokrina mätvärden som prediktor. variabler.

Utredarna kommer att genomföra en korsningsstudie med upprepade åtgärder, vilket innebär att alla försökspersoner kommer att exponeras för alla fyra kombinationerna av protein-till-kolhydrat-förhållande och kalorier.

Totalt 25 försökspersoner kommer att slutföra studien. Deltagarna kommer att konsumera en shake preload drink utanför Magnetic Resonance-scannern (MR-scanner) och efter en väntetid på 4 timmar under vilken skanning, endokrina och sensoriska åtgärder erhålls, kommer försökspersonerna att äta en ad libitum måltid bestående av standardiserad beredd spagetti bolognese.

Endokrina och sensoriska åtgärder kommer att fortsätta till en timme efter intag av ad libitum-måltiden. Alla försökspersoner kommer att genomgå fyra testdagar på ~5 timmar i det danska forskningscentret för magnetisk resonans (DRCMR), Hvidovre Hospital, högst en testdag per vecka på grund av blodförlustöverväganden.

På studiedagar kommer deltagarna att anlända kl 11:30 efter att ha fastat sedan 22:00 föregående kväll med en fast konsumtion av 200 ml vatten på morgonen 2 timmar före testet.

En intravenös kanyl kommer att placeras i deltagarnas arm för att ta blodprov, och baslinjeblodprover och baslinjemätningar av aptitförnimmelser kommer att samlas in. Vid tidpunkten 0 kommer deltagarna att instrueras att konsumera en förladdad shake av Queal (Queal, Queal Smooth Vanilla, Queal Quick Meal, Nederländerna) tillsatt vassleproteinisolat (LACPRODAN SP-9225 INSTANT, Arla Foods Ingredients, Danmark) eller laktosmonohydrat (VARIOLAC) 992, Arla Foods Ingredients, Danmark) och vatten.

Denna kandidatjämförelse är utformad för att utnyttja kända skillnader i mättnadskapacitet för både kaloribelastning och för protein till kolhydrat. Logiken bakom valet av dessa faktorer är att använda faktorer för vilka vi har de starkaste a priori bevisen för deras mättnadseffekter, t.ex. att metoden kan utvecklas som ett proof-of-princip.

Tillsammans med förladdningarna kommer deltagarna att dricka 200 ml vatten innehållande 1,5 g paracetamol som spårämne för magtömning. Därefter kommer deltagarna att läggas på en säng som är ansluten till MR-skannern och fMRI-skanning startar. Skanningen avbryts inom kort när frågeformulär presenteras och blodprov tas. Under de följande två och en halv timmarna kommer deltagarna att växla mellan att skannas, vila och fylla i frågeformulär, upprepa med ~15 minuters intervall. Vid ~t=180 min serveras en ad libitum-måltid med Spaghetti Bolognese. Försökspersonerna kommer att instrueras att äta tills de är behagligt mätta, och intaget kommer att beräknas utifrån vikten av den mat som konsumeras. Blodprovstagning och sensoriska åtgärder kommer att fortsätta till en timme efter intag av ad libitum-måltiden.

Blodprover: Prover kommer att tas genom intravenös åtkomst av en kateter i cubital fossa, tagna med jämna mellanrum på mellan 5 och 30 minuter från t=-15 till t=240 vilket inkluderar testning 1 timme efter ad libitum-måltiden. Mängden blod som tas från deltagarna kommer att vara maximalt 180 ml (för varje testdag), vilket inte innebär några risker för deltagarna som alla är friska (vanligtvis innebär frivillig blodgivning att donera 500 ml).

Deltagarna kommer att testas inte mer än en gång i veckan så att det finns tillräckligt med tid för återhämtning från den experimentella blodförlusten. Glukos, insulin, C-peptid och CCK, PYY, Ghrelin, GIP, GLP-1, FFA, Triglycerid och glukagon kommer att mätas. Blodprover kommer att centrifugeras, plasma och serum kommer att pipetteras, frysas och märkas med ointressanta och icke identifierbara personuppgifter för senare analyser.

Serum/Plasmaprover kommer att analyseras vid Klinisk Biokemi, Hvidovre sjukhus där automatiska biokemistanalyser utförs. Övriga biokemiska analyser som inte kan utföras lokalt kommer att skickas till vårt samverkande laboratorium antingen på A) Institutet för Biomedicin (Professor Jens Juul Holst), som har specifik utrustning för analys av blodprover för tarmhormoner eller B) Institutionen för endokrinologi och intern Medicin, Aarhus Universitetssjukhus (professor Kjeld Hermansen) som kommer att utföra ytterligare en delmängd av biokemiska analyser.

Subjektiva mått på aptit: Subjektiva förnimmelser kommer att mätas genom att presentera frågor om; tycke, hunger, mättnad, lust, framtida konsumtion och törst, en fråga åt gången i randomiserad ordning. Appetitiva åtgärder kommer att vidtas regelbundet under testdagen, från före intag av pre-load till post ad libitum måltidskonsumtion.

När de ligger i skannern kommer försökspersonerna att bedöma storleken på sina svar på en visuell analog skala (VAS), med hjälp av knapptryckningar. Och utanför skannern kommer dessa svar att spelas in via en motsvarande penna och papper VAS.

MR-skanning: Under MR-skanning förs deltagarna in i ett långt rör, omgivet av en spole, som ger ett starkt magnetfält. Genom att ändra magnetfältets lutning kan vi upptäcka syresättning av blodet. Ämnen kommer att skannas genom olika bildsekvenser. Deltagaren kommer inte att kunna se skillnaden mellan dessa, men kommer att höra skannern göra en mängd olika ljud, beroende på sekvensen som körs.

Under en skanning tas de olika anatomiska bilderna av hjärnan. Dessutom mäter utredarna förändringar i den magnetiska signalen som genereras av en ökad blodsyresättning till vissa delar av hjärnan. Detta är FET-signalen och är syftet med fMRI.

Ämnen kommer att infogas i skannern vid tidpunkten ~t=15, till cirka t=180 med en 10 minuters paus utanför skannern vid tidpunkten ~t=80. Från t=0 kommer försökspersonerna att dricka queal preload innan de går in i skannern. Försökspersonerna kommer att utföra de subjektiva betygen i skannern (anges ovan) vid tidpunkterna efter blodproverna. Skanningen avbryts inom kort för att göra det möjligt att ta blodprover.

För att ta blodprov kommer en forskare att närma sig försökspersonen som kommer att stanna kvar i magnetens hål hela tiden och ta blod från katetern. När blodprover och aptitvärden har samlats in, kommer skanningen att återupptas. I luckorna mellan funktionella sekvenser kommer standardstrukturer att köras, som varar cirka 15 minuter. Ämnen kommer att genomsökas funktionellt upp till 6 gånger till.

När det är klart kommer försökspersonerna att tas bort från skannern och slutföra resten av experimentet i ett närliggande testrum.

Ad libitum-måltid: Vid ~t=180 kommer försökspersonerna att börja ad libitum-måltiden (allt du kan äta) med spaghetti bolognaise, i ett dedikerat privat rum, där de kommer att vara på egen hand och obevakade. De kan sitta och äta i upp till 30 minuter. Försökspersonerna kommer att instrueras att äta tills de är "behagligt mätta". Efter konsumtion kommer mängden som äts att beräknas av viktskillnaden. Försökspersonerna kommer att förses med 200 ml vatten under måltiden (påtvingat intag).

Ytterligare åtgärder: Eftersom fysisk aktivitet kan påverka aptiten och i slutändan energiintaget i ad libitum-måltiden, kommer energiförbrukningen att begränsas genom att råda deltagarna att avstå från fysisk aktivitet med hög intensitet tre dagar före varje testdag.

Vidare, på testdagar måste deltagarna resa med ett automatiserat fordon till sjukhuset för att säkerställa en låg nivå av fysisk aktivitet omedelbart före testet. För att mäta deltagarnas fysiska aktivitetsnivåer kommer en aktivitetsmätare att användas. Deltagarna kommer att få en aktivitetsspårare minst fyra dagar före testdagen och få instruktioner om hur den används.

Blodprov tas under varje studiedag (för totalt 720 ml under 4 dagar med minst 1 vecka mellan varje testdag). På varje testdag kommer blodprover att centrifugeras, plasma eller serum kommer att pipetteras, frysas och märkas med icke-känsliga och icke identifierbara personuppgifter för batchanalys efter avslutad hela studien.

Serum/Plasmaprover kommer att analyseras vid Klinisk Biokemi, Hvidovre sjukhus där automatiska biokemistanalyser utförs. Övriga biokemiska analyser som inte kan utföras lokalt kommer att skickas till ett samverkande laboratorium antingen vid A) Endokrinologisk forskningssektion, Panuminstitutet (Professor Jens Juul Holst), som har specifik utrustning för analys av blodprover för tarmhormoner eller B) Avdelningen för Endokrinologi och internmedicin, Aarhus Universitetssjukhus (professor Kjeld Hermansen) som kommer att utföra ytterligare en delmängd av biokemiska analyser. Alla prover kommer att förvaras fram till analys i en forskningsbiobank på Hvidovre sjukhus.

Oanalyserade prover kommer att förvaras till 2027-01-01, varefter proverna kommer att förstöras enligt rutinmässiga rutiner. Biobanken är endast tillgänglig för forskningspersonal som är involverad i projektet. Deltagarna tillhandahåller informerat skriftligt innehåll om mängden och lagringen av blodprover och kan när som helst återkalla samtycke vilket leder till förstörelse av det biologiska materialet.

Effektberäkningar: 25 x 4 upprepade mått = 100 datapunkter. För ett tvåsidigt test, för en medeleffektstorlek med f-kvadratvärde på 0,15, för ett alfa på 0,05. Med 35 prediktorvariabler (25 subjektsfaktorer, och sedan 10 aggregerade prediktorvariabler) har vi 64 frihetsgrader, den beräknade effekten för denna design > 0,9. Om vi ​​beräknar kraften för att härleda effekten av protein/kolhydratförhållandet på konsumtionen är kraften också mycket hög. Om vi ​​antar en effektstorlek på 10 % skillnad i konsumtion från det lägsta till det högsta förhållandet mellan protein och kolhydrat, så är det en lutning på 3,85 (med avseende på log PC-förhållande). Om nollhypotesen är en lutning på 0, med sd på 4, så är potensen också > 0,9.