Effekterna av natriumfenylbutyrat på cirkulerande grenkedjiga aminosyror

Totalt finns tjugo proteinogena aminosyror i människokroppen1. På grund av sin kemiska struktur kallas tre av aminosyrorna - isoleucin, leucin och valin, förgrenade aminosyror (BCAA). Människor konsumerar BCAA genom proteininnehållande livsmedel som kött, ägg och mjölk2,3. Nya studier har dock avslöjat samband mellan förhöjda plasmanivåer av BCAA och typ 2-diabetes (T2D), insulinresistens (IR) och fetma4-6. Styrkan med dessa länkar är att förhöjda blodkoncentrationer av BCAA anses vara biomarkörer och prognostiska faktorer för fetma, insulinresistens och typ 2-diabetes7-9. Sammantaget tyder dessa data på att inriktning på dysreglering av BCAA genom att sänka BCAA-nivåer kan erbjuda ett viktigt terapeutiskt värde. Olika metoder kan implementeras för att minska cirkulerande fastande BCAA-koncentrationer. En metod som vår avdelning framgångsrikt har implementerat inkluderar begränsningen av BCAA hos 6 friska frivilliga deltagare genom kostkontroll. Genom att begränsa BCAA i kosten för friska individer har vi framgångsrikt minskat fasta cirkulerande BCAA med 50 % på bara sju dagar. Men konstruktionen av kosten var mycket tidskrävande, tråkig, och längre studier skulle plågas av efterlevnadsproblem. Detta har fått oss att pröva en alternativ metod, som är att sänka BCAA-nivåerna med hjälp av Sodium Phenylbutyrate (NaPB). NaPB är ett vanligt använda läkemedel för att behandla patienter med ureacykelstörningar (UCD). Det verkar dock som en sekundär effekt av läkemedlet är att minska cirkulerande BCAA-nivåer hos frivilliga. Lindsey Burrage et al 2014 rapporterade signifikant lägre cirkulerande BCAA hos frivilliga som fick NaPB jämfört med försökspersoner som inte fick NaPB10. Även om mekanismerna inte är helt klarlagda har det föreslagits att NaPB orsakar utarmning av glutamin i blodet, vilket kan aktivera BCAA-katabolism och därmed orsaka en minskning av cirkulerande plasma-BCAA11. Det är vårt mål att använda NaPB för att sänka BCAA hos prediabetiker och överviktiga deltagare.

Frivilliga under screeningbesök kommer att underteckna ett samtyckesformulär, en hälsobedömning, inklusive ett EKG för att övervaka ditt hjärta, en blodtryckskontroll, längd- och viktmätning och en medicinsk historiakontroll. Ett fastande blodprov för att mäta hälsoparametrar, inklusive glukos, HbA1c, lever och njurfunktion, lipidprofiler, sköldkörtelfunktion och fullt blodvärde.

När vi har fått detaljerna och resultaten (inom 1 vecka) från din screeningssession kommer vi att kontakta dig angående din lämplighet. Om du är lämplig bestämmer vi (du och forskargruppen tillsammans) datum för att starta programmet.

Instruera dig i att fylla i en matdagbok. STUDIEDAG 0 För denna dag kommer vi att be volontärer att närvara efter en nattfasta (förutom vatten). Vi tar små prover av ditt blod (fasteprov).

Efter blodproven kommer deltagarna att få en "tungvatten"-dryck som heter Deuterium Oxide (D2O). Detta är nästan samma sak som vanligt vatten, men en liten och ofarlig kemisk förändring gör att vi kan beräkna hur mycket nya muskler din kropp gör. Mängden D2O du får kommer att beräknas utifrån din kroppsvikt. Deltagarna kommer att ge salivprover före och efter att de fått D2O. Innan de går hem kommer de att få små dagliga påfyllningar av D2O och ombeds att samla upp din saliv 3 timmar efter att du tagit dina dagliga påfyllningar för den första veckan, och två gånger i veckan därefter och förvara salivproverna i kyl/frys.

STUDIEDAG 7 Vid återkomsten för den andra studiedagen kommer deltagarna också att ta med sig salivprover från de senaste 7 dagarna. För denna dag ska volontärer återigen delta efter en fasta över natten (förutom vatten). Vi kommer att utföra en muskelbiopsi (fastande prov) för att använda som vår baslinje/före-interventionsåtgärd. En fullt kvalificerad läkare kommer att ta muskelbiopsier. Biopsier är sterila ingrepp med lokalbedövning.

Muskelbiopsier Muskelbiopsier kommer att tas från låret. Innan biopsi kommer området att rengöras och bedövas med lokalbedövning, varefter en liten (ca. 1 cm bred, 2-3 cm djup) snitt kommer att göras genom huden. Muskelbiopsi (mindre än storleken på en ärta) kommer sedan att tas bort från låret med hjälp av conchotome pincett (i huvudsak en vass pincett), med 3-5 små bitar som tas för att säkerställa adekvat provtagning. Snittet kommer sedan att sys igen och täckas med ett vattentätt självhäftande förband. Muskelbiopsier tolereras vanligtvis väl, i stort sett smärtfria (även om insättningen känns) och komplikationsfrekvensen är mycket låg.

Biopsieftervård I slutet av biopsien får du råd och information om hur du tar hand om såret samt ett informationsblad. Fem till sju dagar efter varje muskelbiopsi tas stygnen bort och såren kontrolleras.

Utöver ovanstående kommer frivilliga också att ha en serie minimalt och icke-invasiva tester för att bedöma olika aspekter av din hälsa och metabola status:

1. Vi kommer att mäta hur väl kroppen klarar av att bearbeta socker genom att utföra det orala glukostoleranstestet (OGTT). Detta används vanligtvis för att diagnostisera diabetes, eller stratifiera den framtida risken för diabetes. För detta test kommer du att få 75 g av en sockerrik dryck. Små blodprover kommer att tas före drycken och var 15:e minut (i 2 timmar) från en kanyl (tunn plastlinje) placerad i en ven i din hand, som kommer att placeras i en varm låda.
2. En lätt lunch serveras vid middagstid. Efter lunch ges den första orala dosen av fenylbutyrat.
3. Frivilliga kommer att få den första dosen fenylbutyrat efter lunch. Frivilliga kommer att få 5 gram natriumfenylbutyrat varje dag. 5 g/m2/dag av natriumfenylbutyrat delas upp i tre och tas till varje måltid.
4. Deltagarna kommer att få Sodium Phenylbutyrate för att hålla en vecka. STUDIEDAG 10 För denna dag kommer vi att be dig att närvara efter en övernattningsfasta (förutom vatten). Vi tar små prover av ditt blod (fasteprov). Dessutom kommer blodtryck, vikt och längd att registreras. Volontärer kommer också att ha ett EKG. Det förväntas att studiedag 11 kommer att ta upp till 1 timme att genomföra.

STUDIEDAG 17 För denna dag kommer vi att be dig att närvara efter en övernattningsfasta (förutom vatten). Vi kommer att ta små prover av ditt blod (fasteprov) och ett salivprov för att använda som våra medelpunktsåtgärder. Dessutom kommer blodtryck, vikt och längd att registreras. Volontärer kommer sedan att förses med en annan läkemedelsförpackning med tillräckligt med natriumfenylbutyrat för att hålla dem till slutet av studien. Det förväntas att studiedag 17 kommer att ta upp till 1 timme att genomföra. Vi kommer också att begära ett test för leukopeni.

STUDIEDAG 28 Detta är den sista dagen av studien, återigen ska frivilliga delta efter en natts fasta (förutom vatten). En fullt kvalificerad läkare kommer att ta muskelbiopsier. Biopsier är sterila ingrepp med lokalbedövning. Efter detta kommer vi att utföra det orala glukostoleranstestet (OGTT), volontärer kommer att ges 75 g av en sockerrik dryck. Små blodprover tas före drycken och var 15:e minut (i 2 timmar) från en kanyl som placeras i en varm låda. Dessutom kommer blodtryck, vikt och längd att registreras. Dessutom kommer ett fruktosamintest att begäras före och efter studien.