年轻男性补充谷氨酸

谷氨酸参与肌肉和肝脏中葡萄糖代谢的多个方面，但其作用尚未完全确定。 它是骨骼肌在休息和运动时吸收的主要氨基酸，在骨骼肌中它与丙酮酸（源自糖酵解）相互作用，产生 TCA 循环中间体 2-酮戊二酸和糖异生前体丙氨酸。 通过与氨的肌肉内反应，谷氨酰胺（另一种糖异生前体）的生产也需要谷氨酸。 鉴于骨骼肌负责全身 85% 的葡萄糖处理，研究谷氨酸、其相关氨基酸和葡萄糖稳态之间的相互作用具有特别重要的意义。 然而，尽管它与能量供应有许多联系，但谷氨酸在骨骼肌葡萄糖代谢中的作用仍然知之甚少。

很少有研究操纵过人体中谷氨酸和葡萄糖的循环浓度，也没有研究评估过这种独特操纵对骨骼肌组织的影响。 在健康的年轻人中，大约 10 克谷氨酸钠 (MSG) 的剂量会瞬时升高血浆 (700-800%) 和肌内 (30%) 谷氨酸浓度。 急性 MSG 补充剂还会刺激天冬氨酸、丙氨酸和谷氨酰胺（由肌肉内的谷氨酸产生并随后释放到循环中）的血浆浓度适度增加。 有趣的是，胰岛素是在补充 MSG 后分泌的，这种作用似乎是由谷氨酸与胰腺上的兴奋性氨基酸受体结合所介导的。 除了对胰腺的作用外，还有一些证据表明，谷氨酸可能通过在碳水化合物 (CHO) 可用性增加期间增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌而发挥第二信使的作用。 然而，人们对谷氨酸对胰岛素的这种次要作用知之甚少。

谷氨酸独立刺激胰岛素分泌的能力为谷氨酸和葡萄糖代谢之间的关联提供了进一步的支持，但迄今为止只有两项研究在口服葡萄糖挑战期间给予味精以直接检查这种关系。 一项研究观察到 MSG 对葡萄糖耐量没有影响，但与之前的报告相比，本研究中的峰值血浆谷氨酸盐显着降低（~ 80 与 400-500 µM），这可能是由于谷氨酸盐因 co 而保留在肠道中-摄入CHO。 在另一项研究中，作者开发了一种方法来规避这个问题：通过将 MSG 和 CHO 的给药时间错开 30 分钟，血浆谷氨酸和葡萄糖同时显着升高。 此外，服用味精可改善葡萄糖耐量。 为支持这些发现，还报道了高脂肪膳食结合味精后葡萄糖清除率的改善。 有趣的是，并非所有研究都观察到谷氨酸可用性更高时胰岛素分泌增强。 这表明碳水化合物刺激胰岛素分泌的能力可能超过谷氨酸对这种激素的任何影响，但具体机制仍有待完全阐明。

最近，研究人员开发了一种细胞培养模型，以证明谷氨酸在没有胰岛素的情况下会刺激大鼠 L6 肌管中的葡萄糖摄取。 这表明谷氨酸能够直接作用于骨骼肌，并支持先前的发现，即尽管胰岛素分泌没有进一步增加，但通过补充急性 MSG 可以改善葡萄糖耐量。 此外，细胞数据表明，谷氨酸刺激的葡萄糖摄取是通过激活 AMP 活化蛋白激酶 (AMPK) 和 p38 丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 增加的葡萄糖转运蛋白 4 (GLUT4) 易位至肌膜引起的。 这些机制可能支持谷氨酸介导的人类葡萄糖耐量改善。 然而，这——以及葡萄糖被肌肉细胞吸收后的命运——还有待研究。

谷氨酸和葡萄糖代谢之间存在高度的相互作用，但尚不清楚升高的谷氨酸和葡萄糖血浆浓度是否会影响彼此对人体骨骼肌的摄取，以及它们随后各自的肌内代谢反应。 因此，本研究的总体目标是揭示与摄入 MSG 和 CHO 相比，急性 MSG + CHO 补充剂对健康年轻男性血浆和肌内氨基酸浓度以及骨骼肌葡萄糖代谢方面的影响独自的。

研究人员将 MSG 和 CHO 的给药时间错开 30 分钟，以同时达到谷氨酸和葡萄糖的峰值循环浓度。 在这些条件下，目标是：

基本的：

1. 量化和比较 MSG+CHO 与单独使用 MSG 后循环谷氨酸和肌内谷氨酸的变化。
2. 与单独使用 MSG 相比，评估 MSG+CHO 对肌内游离氨基酸池（特别是天冬氨酸、丙氨酸和谷氨酰胺）的急性影响。

中学：

1. 确认我们之前研究 (7) 的发现，该研究表明与单独使用 CHO 相比，MSG+CHO 可减弱血浆葡萄糖的升高（但不影响胰岛素或 C 肽浓度）。
2. 与单独使用 MSG 和 CHO 相比，确定 MSG + CHO 是否与骨骼肌中通过 AMPK/p38 MAPK 和/或胰岛素通路的信号传导有更大或更小的关联。
3. 探索骨骼肌葡萄糖摄取、储存和/或利用的方面是否在 MSG+CHO 期间相对于单独的 CHO 发生改变。

研究人员假设，当谷氨酸和葡萄糖在循环中同时以峰值浓度存在时，他们将观察到：

基本的：

1. 与单独使用 MSG 相比，MSG+CHO 后循环和肌内谷氨酸浓度较低。
2. 对 MSG+CHO 和单独的 MSG 的反应中天冬氨酸、丙氨酸和谷氨酰胺的肌内浓度相似。

中学：

1. 与单独使用 CHO 相比，MSG+CHO 后血浆葡萄糖的增加减弱（但胰岛素或 C 肽浓度没有差异）。
2. MSG+CHO 后与 AMPK/p38 MAPK 和胰岛素信号传导相关的蛋白质表达和激活升高。 然而，AMPK/p38 MAPK 信号在单独使用 MSG 后最强，胰岛素信号通路的激活可忽略不计。 相反，仅在 CHO 之后，胰岛素信号将最强，通过 AMPK/p38 MAPK 的信号可忽略不计。

增强骨骼肌葡萄糖摄取（即 增加 GLUT4 向质膜的易位）和利用（即。 与单独使用 CHO 相比，通过 TCA 循环增加糖酵解和通量的速率）。

同意参加的符合条件的年轻男性将访问实验室 4 次，每次间隔约 1 周的清除期。 在进行一系列评估身体成分、健康等的基线评估后（访问 1），参与者将以随机顺序完成 3 项试验（访问 2、3 和 4）。 对于这 3 项试验中的每一项，参与者将在 8-12 小时过夜禁食（前一天晚上午夜后除水外禁食或饮水）后乘车或乘坐公共交通工具到达实验室。 将导管插入肘前静脉并抽取空腹血样（~8 mL）。 然后，参与者将在 5 分钟内服用 150 mg/kg 体重的 MSG 或安慰剂。 血液 (~8 mL) 将在以下时间点抽取：10、20、30、40、50、60、75、90、105 和 120 分钟。 抽血 30 分钟后，参与者将立即饮用 75 克碳水化合物（葡萄糖）饮料或第二种安慰剂。 在获得最后一份血样后，导管将被移除。 每次试验期间抽取的血液总量将约为 88 mL。