Tijdsbeloop en aard van energie-gevoelige systemen tijdens vasten in mensen

Aanvoer van brandstoffen is belangrijk voor de overleving. Energiegebrek zet
meerdere endocriene en metabole mechanismen in werking om energieverbruik te
verminderen en energieproductie uit endogene bronnen te vergroten. Hypofysaire,
gastrointestinale en vetweefsel hormonen maken deel uit van de systemische
respons op vasten. Op cellulair niveau speelt 'AMP activated protein kinase'
(AMPK) een belangrijke rol. AMPK wordt geactiveerd door schaarste aan
voedingsstoffen via een verminderde intracellulaire ADP/AMP ratio en
verscheidene endocriene cues (waaronder insuline en leptine). Vervolgens
probeert AMPK de energiebalans de energie-balans te herstellen door
energieverbruikende processen stop te zetten en energieproducerende processen
te activeren. De sirtuins zijn een familie van de nicotinamide adenosine
dinucleotide (NAD)+ afhankelijke deacetylases die een overeenkomende rol spelen
door histoon-modificatie van genen die coderen voor eiwitten betrokken bij
energiemetabolisme. Bovendien verlengt caloriebeperking - wat waarschijnlijk
min of meer dezelfde energie-gevoelige systemen activeert - de levensduur in
alle onderzochte soorten (waaronder niet-humane primaten) en voorkomt het
chronische ziekten in zoogdieren.

Verscheidene studies zijn begonnen met het bepalen van het tijdsbeloop van
energy-sensing in knaagdieren. In mensen is daarentegen momenteel nog geen
enkele studie verricht. Een beter begrip van dit energy-sensing systeem in
mensen is van groot belang om ons nieuwe inzichten te geven voor het
ontwikkelen van nieuwe therapieen voor veel voorkomende aandoeningen als
overgewicht, suikerziekte, hart- en vaataandoeningen en kanker. In het
ontwikkelen van deze aandoeningen spelen verstoringen in het energy-sensing
systeem mogelijk een rol.
Om het tijdsbeloop van energy-sensing events te bepalen in mensen, zullen we de
concentratie van verscheidene hormonen in plasma en de biochemische
veranderingen in skeletspierweefsel (o.a. AMPK/Sirtuins) op sequentiele
tijdspunten tijdens vasten bepalen. We hebben ervoor gekozen om de moleculaire
machinerie in spierweefsel te onderzoeken, omdat spierweefsel erg gevoelig is
voor brandstofgebrek.

1. Om de aard en het tijdsbeloop te bepalen van het energie-gevoelige systeem
tijdens vasten in mensen.
2. Om systemische aanpassingen te correleren met veranderingen op cellulair
niveau.

Observationeel interventie onderzoek.

Alle deelnemers worden gekeurd voorafgaand aan de studie. We zullen 12 gezonde,
slanke, Kaukasische jongemannen includeren.
Alle deelnemers worden opgenomen in ons onderzoekscentrum gedurende 24 uur en
vasten tijdens deze periode. Na aankomst worden anthropometrische metingen en
een bioelektrische impedantie analyse (BIA) verricht, waarna de proefpersonen
een gestandardiseerd ontbijt krijgt. We zullen spierbiopten afnemen,
voorafgegaan door een indirecte calorimetrie en een bloedafname, op
verschillende tijdspunten: na 1 1/2 uur vasten, 4 uur vasten, 10 uur vasten en
24 uur vasten.

Het spierbiopt levert regelmatig een blauwe plek op en/of spierpijn op de plek
van het spierbiopt. De eerste 2 dagen kan de proefpersoon een zwaar gevoel
hebben in de spier. Er is echter geen reden waarom hij niet zou kunnen
wandelen, fietsen of sporten. Er bestaat een klein risico op een nabloeding, de
kans hierop is echter zeer klein aangezien we een drukverband aanleggen. In de
afgelopen jaren waarin wij spierbiopten verricht hebben, is er nog nooit een
nabloeding of complicatie opgetreden.