肥胖衍生细胞因子对人体骨骼肌蛋白质转换和碳水化合物代谢的影响

招生对象：

将招募 24 名细胞因子水平升高的肥胖（但其他方面健康）参与者和 24 名细胞因子水平正常的非肥胖受试者。 在第一次实验访问（见下文）之后，参与者将以双盲方式分为四组（n=12）。 在以前的研究中，利用相似的低度炎症状态，其中已给予噻唑烷二酮类药物，在研究过程中观察到显着差异 (P<0.05)，组大小为 10。 因此，已选择 12 人的小组规模，以适应长期研究中预期的 15% 辍学率。 参与者将是男性、年龄匹配（>55 岁）、不吸烟、久坐不动的生活方式和非素食者。 在参加研究之前，所有受试者都将接受医学检查并完成一般健康问卷。 这将包括测量血压、心率、12 导联心电图 (ECG)、血液生化和凝血曲线。 对于非对照受试者，纳入研究将通过测量腰围 (>100 cm) 和炎症状态（C 反应蛋白 (CRP) 血浆水平 <1.35 μg.ml-1 的非肥胖受试者和肿瘤坏死因子-α (TNFα) 血浆水平 <3.3 pg.ml-1 和 CRP >1.35 μg.ml-1 且 TNFα >4.1 pg.ml-1 的肥胖受试者）。 在对研究和相关程序进行解释后，将获得书面同意，并告知受试者他们可以随时自由退出。 受试者将通过当地人口的新闻广告招募。

实验性试验：

在一项为期 12 周的研究开始时，将通过同时使用亮氨酸和苯丙氨酸的稳定同位素以及两阶段胰岛素钳夹来模拟所有受试者的肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解，以模拟从禁食到联邦州。 这将在 12 周的干预期之前为这些措施建立基线值。 这些措施将在单次访问中完成，并执行确定肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解的既定方案。 总之，为实现这一目标，将进行以下操作： 进行大腿基底肌活检，之后将血清胰岛素浓度保持在空腹水平，并进行进一步的肌肉活检；一旦服用，血清胰岛素浓度将升高，并给予混合氨基酸以模拟进食，然后进行第三次也是最后一次肌肉活检。 活组织检查将允许确定同位素掺入，从而确定肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解率。

第一次实验访问后，受试者将开始为期 12 周的吡格列酮（30 mg•day-1）或安慰剂治疗期，以双盲方式给药。 将在整个期间定期监测受试者，以确保依从性并报告不良副作用。 在服用药物或安慰剂 12 周后，受试者将返回实验室重复第一次实验访问中确定的测量值（肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解对模拟喂养的反应）。 在两次实验访问开始时（药物干预前后 12 周），将在从受试者采集的血液样本中额外检查选定细胞因子的循环水平，从而可以评估全身细胞因子浓度和肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解。

研究方案：

该研究包括两次访问，间隔为 12 周的药物干预期。 在两次访问中的每一次访问中，肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解率对模拟喂养的反应都将使用如下所述的既定实验方案进行评估：

受试者将被要求在每次实验访问之前戒酒和锻炼 48 小时，并在禁食状态下在实验访问的早晨到达。 将要求受试者以半仰卧位休息，同时将插管逆行插入非惯用手背面的浅表静脉中以进行采血。 将手放在暖手装置中（空气温度 50-55°C）以使手的静脉引流动脉化。 将在每只前臂的肘前静脉中放置一个插管，用于输注胰岛素、奥曲肽、葡萄糖、氨基酸和亮氨酸和苯丙氨酸的稳定同位素输注，以模拟精确喂养；放置在股静脉中的导管将允许与动脉化静脉 (A-V) 血液样本一起在腿部进行动脉和静脉血液采样。 为了评估肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解率对进食的反应，血清胰岛素最初将通过胰岛素 (0.6 mU•m-2•min-1) 给药维持在空腹浓度 120 分钟，并防止内源性胰岛素生产，奥曲肽 (30 ng•kg-1•min-1)。 然后，为了模拟进食，血清胰岛素浓度将增加相当于进食状态 120 分钟 (~40 mU•l-1) 和 20g 混合氨基酸 (Glamin® Fresenius-Kabi, UK) 通过输注与葡萄糖以稳定血糖浓度（~4.5 mmol.l-1）。 在整个实验访问期间，将维持苯丙氨酸和亮氨酸的稳定同位素形式的输注。 最初，单次启动剂量的 [2H5] 苯丙氨酸（0.33 mg•kg-1 体重，98 原子％过量）和 [1-13C] 亮氨酸（0.8 mg•kg-1 体重，99 原子％过量）给药后，持续输注 0.5 mg•kg-1•h-1 苯丙氨酸和 1.0 mg•kg-1•h-1 亮氨酸。 将这两种稳定同位素与在 t = 0、120 和 240 分钟时从腿部股外侧肌获得的肌肉活检以及整个访问过程中的血液采样相结合，将允许肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解率响应以喂养来计算。 在整个实验期间定期监测呼吸气体交换，方法是使用通风罩间接量热仪（英国 NutrEn）测量氧气 (O2) 吸收和二氧化碳 (CO2) 产生，以计算呼吸交换率。

在完成初次访问后，肌肉蛋白质合成和腿部蛋白质分解的基线测量已经建立，以响应进食，为期 12 周的药物干预期将开始。 完成为期 12 周的干预后，将重复上述研究访问以确定干预对所列结果指标的影响。

样品采集：

在每次实验访问开始时，将从静脉插管中收集 8 毫升血液到乙二胺四乙酸 (EDTA) 真空采血管中。 在 4°C 下离心后，提取的血浆将储存在 -80°C 下，以便稍后测定选定细胞因子的循环水平。 胰岛素钳夹期间，每5分钟取1ml A-V血用于监测血糖浓度（YSI 2300 STATplus，Yellow Springs Instruments，USA）。 将在基线和 +30、+75、+90、+105、+120、+150、+195、+210、+225、+240 分钟时收集 A-V 血（5 毫升），使其凝结、离心、血清保存在液氮中。 稍后将使用放射免疫测定试剂盒（Coat-a-Count Insulin，美国）测量这些样品中的胰岛素。 将在 -5、+75、+90、+105、+120、+195、+210、+225、+240 分钟采集股静脉和 A-V 血样（2 毫升）用于血液示踪剂测量，以 4° 离心C并储存在-80°C。 将使用经皮穿刺活检技术在 0、+120 和+240 分钟从股外侧肌获得肌肉活检。 在确定 [1-13C] 亮氨酸掺入之前，将肌肉样品快速冷冻在液氮中。

受试者的后期护理：

审查调查员过去涉及肌肉活检和插管程序的研究表明，这些程序对受试者具有良好的耐受性，并且几乎没有严重的并发症。 几个月后皮肤的疤痕很小并且看不见。 所有肌肉活检均由具有医疗资质的工作人员在无菌条件下并在注射局部麻醉剂后获得。 所有受试者在手术前、手术中和手术后都受到仔细监测，以确保他们始终感到舒适。 每次活检后，用无菌胶条封闭皮肤，并用防水胶布覆盖。 拔出插管后，施加压力以止血，并用防水粘性敷料包扎该部位。 受试者在离开实验室之前会收到一份传单，其中包含善后信息和我们临床医生的联系方式（如果他们需要建议）。 此外，将在第 2 周、第 6 周和第 10 周通过电话联系受试者，以确认给药没有任何副作用。 还将向受试者提供联系方式，如果他们有任何疑虑，可以使用这些联系方式。

测量和分析：

应测量肌肉活检样本和血液样本的示踪剂掺入情况，从而计算肌肉蛋白质合成和分解的速率。 收集的血液样本将用于分析细胞因子的循环水平。 通过在吡格列酮治疗前后进行这些测量，将确定老年人炎症对肌肉代谢的影响。 应使用方差分析 (ANOVA) 进行统计分析。