Förbättra den anabola effekten av växtbaserad mat med hjälp av komplementära proteiner (CompProtein)

1. Preliminära testförberedelser: Deltagarna kommer att anlända till den preliminära testsessionen efter en fasta över natten (~10 timmar utan kalorimat/dryck förbrukad) och efter att ha avstått från träning under de 72 timmarna innan. Inför eventuella personliga procedurer kommer deltagarna att informeras om de procedurer och risker som är förknippade med deltagande genom att granska det informerade samtyckesdokumentet. Deltagarna kommer att uppmuntras att ställa frågor och få sina frågor besvarade innan de tillfrågas om de vill fortsätta. Bekräftelse kommer att dokumenteras via underskrift på ett processformulär för informerat samtycke.

   1.1 Antropometri: Efter samtycke kommer deltagarnas längd och vikt att mätas för att bekräfta att kroppsmassaindex (BMI) ligger inom behörighetsgränserna (18,5 - 30 kg/m^2). Eftersom deltagarna redan har bedömts för alla andra inklusions- och exkluderingskriterier, kommer ett kvalificerat BMI att resultera i studieinkludering och fortsättning av den preliminära testsessionen. Efter bekräftelse av studieberättigande kommer blodtrycket att mätas av en utbildad medlem av forskargruppen. Därefter kommer kroppssammansättningen att bestämmas via dubbelenergiröntgenabsorptiometri (DEXA) i enlighet med tillverkarens rekommendationer. Kortfattat kommer deltagarna att uppmanas att ta bort alla metallföremål från sin person innan de placeras av en utbildad tekniker för noggrann mätning av mager kroppsmassa och fettmassa. Skanningen tar cirka 6-10 minuter under vilken deltagaren kommer att instrueras att förbli orörlig.

   1.2 Vilometabolisk hastighet: Vilometabolisk hastighet (RMR) kommer att bedömas via indirekt kalorimetri. Detta är ett icke-ansträngningstest där RMR mäts med hjälp av ett automatiserat gasanalyssystem. Denna enhet mäter syreförbrukning och koldioxidproduktion som skillnaden mellan inandad och utandad gaskoncentration. Innan testet börjar kommer deltagarna att ligga liggande på ett bord och en klar, hård plasthuva och mjuk, klar plastduk kommer att placeras över deltagarnas nacke, huvud och axlar för att fånga upp utvunna gaser. Deltagarna kommer då att ligga orörliga utan att somna medan andningsgaskoncentrationer fångas upp. Testningen avslutas när RMR är stabil i minst 20 minuter (vanligtvis ~30 minuter från början).

   1.3 Tio-repetitioner maximalt (10RM)-testning: Efter testning av metabolisk hastighet i vila kommer deltagarna att få sina 10RM testade för benförlängning och benpress. Till att börja med kommer deltagarna att cykla i en självvald takt på en standardcykelergometer i ~5 minuter. Deltagarna kommer sedan att slutföra en uppsättning av 8-10 repetitioner vid ~50% av deras förutspådda 10RM följt av 1-2 minuters vila. Belastningen kommer då att ställas in på ~90% av deras förutspådda 10RM. Belastningen kommer att ökas med 2,5-5,0 % efter varje lyckat försök tills misslyckande (vanligtvis inom 5 försök). Två minuters vila kommer att fördelas mellan maximala försök och 5 minuter mellan övningarna. Benförlängning testas först följt av benpress. Innan de lämnar laboratoriet kommer deltagarna att få ställa alla frågor de har innan de avslutar sessionen.

   1.4 Vanlig dietjournal: Aktuellt dietintag kommer att bedömas genom ett online automatiserat självadministrerat (ASA24) kostregistersystem. Deltagarna kommer att få sitt individuella och privata användarnamn och lösenord. De kommer att uppmanas att spela in 3 dagar i följd (2 vardagar, 1 helgdag). Eftersom det är ett onlinesystem kan de utföra off-site, på egen hand.

   1.5 Planering: Innan de lämnar laboratoriet kommer deltagarna och forskargruppen att identifiera ett datum för den första infusionsprövningen (minst 7 dagar efter preliminär testning). Dessutom kommer forskargruppen att förse deltagarna med en standardiserad måltid att konsumera kvällen före den första infusionen och instruktioner om att avstå från ansträngande träning och alkoholkonsumtion under 72 och 24 timmar som leder till den första studien. Deltagarna kommer också att erbjudas ett mellanmål innan de lämnar laboratoriet.

2. Infusionsförsök

2.1 Förberedelse: Minst 7 dagar efter det preliminära testet eller den föregående infusionen kommer deltagarna att uppmanas att återvända till laboratoriet för en infusionsprövning. På morgonen för varje infusion kommer deltagarna att anlända till laboratoriet på morgonen efter en fasta över natten (~10 timmar utan kaloriintag) fasta och efter att ha avstått från ansträngande träning och alkoholkonsumtion i 72 respektive 24 timmar. Under 3 dagar före varje försök kommer deltagarna att bli ombedda att registrera sina dietintag via och online automatiskt självadministrerat (24 timmar) kostregistersystem (ASA24).

2.2 Stabil isotopinfusion: Vid ankomst till laboratoriet kommer deltagarna att ligga liggande på en kliniksäng innan de får en intravenös kateter placerad i en dorsal hand- eller armven. Inte mer än fyra försök kommer att göras för att ställa in katetern. Efter baslinjens blodprovstagning kommer en primingdos av L-[ring-13C6]fenylalanin (2 μmol/kg) att administreras innan en konstant infusion (0,05 μmol/kg/min) påbörjas med en kalibrerad infusionspump. De stabila isotopaminosyraspårämnena som används i detta experiment är inte radioaktiva och är helt säkra. Dessa stabila isotoper kommer att berika aminosyrapoolen i kroppen, vilket gör att vi kan identifiera hastigheten för inkorporering av aminosyror i vävnaderna. Beredningen av spårämnena för intravenös administrering kommer att ske i en steril miljö under en huva med laminärt flöde avsedd för beredning av spårämnen och i enlighet med riktlinjerna för god tillverkningssed.

2.3 Blodtagning: Efter påbörjad infusion kommer en andra intravenös kateter att placeras på den kontralaterala sidan i en hand- eller armven för upprepad blodprovtagning. Blodprover kommer att tas kommer att tas 12 gånger under den första infusionen och 10 gånger under den andra infusionen. Vid tidpunkter som sammanfaller med biopsitider (-150, -30 och 300 min), kommer ~16 ml att samlas in (7 ml plasma, 7 ml serum och ~2 ml avfall). Vid alla andra tidpunkter (-210, -90, 0, 30, 60, 90, 120, 180 och 240 min) kommer ~9 mL att samlas in (7 mL plasma och ~2 mL avfall). Således kommer den totala volymen som samlas in under den första infusionen och den andra infusionen att vara ~129 mL respektive ~104 mL. Blod kommer att samlas in i evakuerade rör med hjälp av Leur-Lok-åtkomstanordning ansluten till en 4-vägskran. Mellan dragningarna kommer katetern att hållas patenterad med ett saltlösningsdropp i låg hastighet (~60 cc/h).

2.4 Muskelinsamling: Totalt fem muskelbiopsier kommer att samlas in (tre som en del av den första infusionen och två under den andra infusionen). Biopsiingreppet innebär att en liten bit muskelvävnad avlägsnas med en steril ihålig nål (Bergström nål) och kommer att utföras av Dr Nicholas Burd under ledning av Dr Jared Willard, MD. Deltagarna kommer att vila på en säng och området för biopsi kommer att rakas vid behov. Därefter kommer området att steriliseras med 4 % klorhexidinglukonat innan 5 mL lokalbedövningsmedel (2 % xylokain med 1:100 000 epinefrin) injiceras subkutant med särskild försiktighet för att undvika att infiltrera muskeln. När bedövningsmedlet är aktivt (~10 min), kommer Dr. Burd att göra ett litet snitt (~4-5 mm) i huden för att skapa en öppning genom vilken biopsinålen kan föras in för vävnadsinsamling. Dr. Burd kommer snabbt att skära av en liten muskelbit (~50-100 mg; ungefär lika stor som ett standardsuddgummi) och ta bort nålen från försökspersonens ben. Under provtagningen (~30 sek) kan försökspersonerna känna en känsla av djupt tryck i benet. En steril engångsduk kommer att placeras under deltagarens lår och sterila handskar kommer att användas för alla biopsiprocedurer.

Efter att biopsien är klar kommer en utbildad forskargruppmedlem att applicera tryck med steril gasväv tills blödningen upphör (minst 10 min). Därefter kommer snittstället att stängas med fjärilstygn (Steri-strips) följt av applicering av ett bandage. En elastisk trycklinda kommer att appliceras ovanpå bandaget för att minimera risken för blåmärken. Deltagarna kommer sedan att instrueras att lämna fjärilsstygnen och trycklindningen på såret i 96 respektive 24 timmar.

Deltagaren kommer att förses med ett "biopsivårdskit" (beskrivs i avsnitt 10.1/Biopsivårdskit) för att på rätt sätt ta hand om snittet efter att ha lämnat laboratoriet. En medlem av forskargruppen kommer att kontakta deltagarna dagen efter prövningen för att kontrollera läkningsprocessen.

2.5 Motståndsträning och måltidsförtäring: Omedelbart efter stängningen av den andra biopsin i den första infusionsförsöket och efter avslutad första biopsi i den andra försöket kommer deltagarna att börja värma upp för en akut anfall av motståndsövning. Till att börja med kommer deltagarna att cykla i en självvald takt på en standardcykelergometer i 5 minuter. Därefter börjar deltagarna motståndsövningar. Deltagarna kommer att slutföra ett uppvärmningsset med ~60 % av sitt maximala tiorepetitionsmax (10RM) uppmätt vid preliminära tester följt av 4 set med 10-12 repetitioner vid ~90% 10RM med 1-3 minuters vila mellan seten för både benförlängning och benpress. Deltagarna kommer att matcha belastningen, seten och repetitionerna från den första infusionen under deras andra försök.

Omedelbart efter avslutad träning kommer deltagarna att återvända till infusionsrummet för att äta sin måltid. Under sin första infusion kommer deltagarna att slumpmässigt konsumera antingen 246 g kommersiellt tillgängliga ris och svarta bönor (~610 kcal; ~20 g protein, ~127 g kolhydrat) eller isokalorisk och isonitrogen dryck av kristalliserade aminosyror och maltodextrin. Under deras andra försök kommer deltagarna att slumpmässigt tilldelas för att konsumera det återstående tillståndet.

Kommersiellt tillgängliga ris och svarta bönor kommer att kokas separat och blandas precis före konsumtion på infusionsprovdagen. Måltiden kommer att tillagas till en innertemperatur på minst 160°F i enlighet med USDA:s lägsta inre temperatur för att förhindra livsmedelsburna sjukdomar.