Veranderingen door sport in dagelijkse snelheid van spiereiwitsynthese in jonge mannen

Uit blz. 10 van het C1 protocol document:

Skeletspieren spelen een belangrijke rol als metabolisch orgaan envormen 30-40%
van het totale lichaamseiwit metabolisme. Daarnaast spelen skeletspieren een
centrale rol in de regulatie van glucosehuishouding in het lichaam. Veroudering
maar ook ziekten als kanker en COPD worden geassocieerd met een significant
verlies in skeletspiermassa. Dit verlies van spiermassa wordt geassocieerd met
verminderde fysieke prestaties en een verhoogde kans op het ontwikkelen van
type 2 diabetes, obesitas en osteoporose. Voedings- en/of fysieke
inspanningsinterventies kunnen het skeletspiermetabolisme beïnvloeden zodat het
in een meer anabole staat komt, wat over het algemeen kan leiden tot een
toename of behoud van spiermassa op de lange termijn. Deze anabole staat van de
skeletspieren kan worden bereikt als de snelheid van spiereiwitsynthese hoger
is dan de snelheid van spiereiwitafbraak. De focus van ons onderzoek is gericht
op spiereiwitsynthese. De meest betrouwbare techniek hiervoor is het gebruik
van infusie van stabiele isotopen. De huidige techniek van korte termijn (<9 u)
stabiele isotoop gelabelde aminozuur tracer infusies wordt toegepast om inzicht
te geven in mechanistische veranderingen in snelheid van spiereiwitsynthese die
gepaard gaan met bepaalde staat van fenotype (jong vs. oud vs. ziek) of
verschillende voedings- en trainingsinterventies. Deze techniek voor het meten
van spiereiwitsynthese met behulp van aminozuur tracer infusies wordt echter
een stuk minder betrouwbaar voor perioden langer dan ongeveer 12 u en heeft ook
een grote standaardisatie nodig in de zin van dat proefpersonen gedurende het
gehele onderzoek in het laboratorium moeten verblijven. Waar aminozuur tracers
betrouwbaar gebruikt kunnen worden bij acute interventies (bv. gebaseerd op
eenmalige maaltijdinname), kan het niet gebruikt worden in onderzoek naar de
invloed van voedings- en trainingsinterventies in de context van dagelijks
leven, uitgevoerd over een langere periode (dagen-weken).

Primaire doelstelling: Bepalen hoe dagelijkse spiereiwitsynthesesnelheden
veradneren tijdens een kortdurende (3 daagse) implementatie van krachttraining
vergeleken met normale dagelijkse activiteiten.

Zodra vrijwilligers gereageerd hebben op de advertentie, nemen wij contact met
hen op via e-mail of telefonisch om op die manier de opzet van de studie uit te
leggen. We geven hen informatie in de vorm van een brochure en de informed
consent (welke ze mee nemen naar de screening dag). Om te bekijken in hoeverre
de vrijwilligers geschikt zijn om aan het onderzoek mee te doen, nodigen we ze
uit voor een screening op de universiteit, die om 8:30 begint. Voor de start
van de screening leggen we ze uit wat de bedoeling is van het onderzoek, en
beantwoorden we eventuele vragen. Daarna vragen we ze de informed consent te
lezen en te ondertekenen. Na het onderteken van de informed consent, wordt de
screening gestart met het doornemen van de medische vragenlijst, om zo samen
met de vrijwilliger, hun algemene gezondheid, gebruik van medicatie en fysieke
activiteit te bespreken. Aansluitend bekijken we de lichaam samenstelling van
de vrijwilliger middels een DEXA scan. Deze meet lichaamslengte, gewicht en
volume. De DEXA scan is een eenvoudige en niet-invasieve procedure, die zal
plaatsvinden op de Universiteit. De vrijwilligers worden geïnstrueerd om op een
tafel te gaan liggen en daar 3 minuten zonder te bewegen te blijven liggen.
Gedurende deze 3 minuten wordt de scan gemaakt. Het doorlopen van genoemde
tests geeft ons een beeld van de vrijwilligers. In het geval we iets vinden op
medische gebied wat op voorhand niet bekend was bij de vrijwilliger, is het
onze plicht om de vrijwilliger te informeren. Wanneer de participant deze
informatie niet wil krijgen, kan hij niet meedoen in het onderzoek.

Na de DEXA scan en de metingen van lengte en gewicht, zullen de participanten
kennis maken met de krachttraining apparaten. Ze worden geïnstrueerd om op een
correcte manier de techniek van het gewicht heffen met een enkel been te
verrichten, op elk apparaat (leg-press en leg-extension) en een compleet
gestandaardiseerd test protocol om de maximale kracht (1RM) te testen, voor
beide benen apart, op de apparaten. Het test protocol houdt in dat de
participanten complete sets op beide apparaten doen en het gewicht toeneemt
totdat men te veel vermoeid in de benen is om verder te gaan, idealiter tussen
de 3-6 repetities op het zwaarste gewicht. De verworven informatie wordt
vergeleken met voorheen gepubliceerde data en wordt gebruikt om een schatting
te maken van de 1RM. Nadat de 1RM is bepaald, zullen de vrijwilligers ingepland
worden voor test dagen (doseer dag, spier biopten, krachttraining sessies)
voordat men naar huis gaat.

Onderzoek

Het onderzoek protocol bestaat uit een 7-daagse testperiode. Participanten
beginnen op dag 1 met het bijhouden van hun normale voeding en dagelijkse
activiteit, daarbij geholpen door de dagboeken. Daarnaast beginnen ze op dag 1
ook met het bijhouden van hun gezette stappen met een *Actival* accelerometer
die ze op hun pols zullen dragen. Op dag 2, wordt er begonnen met het innemen
van het zwaar water, die ze zullen blijven nemen in de opvolgende 5 dagen.
Participanten melden zich om 08:00 op de universiteit op de eerste dag van het
zwaar water toedieningsprotocol om zo een basis niveau van de proefpersonen te
kunnen vaststellen via bloed- en speekselmonsters. Daarnaast wordt er op
toegezien dat het zware water volgens protocol wordt ingenomen. Op deze
*laaddag* bestaat uit het innemen van 50ml zwaar water, en dat acht keer;
08:30, 09:30, 11:00, 12:30, 14:00, 15:30, 17:00 en 18:30. Bloed- en
speekselmonsters worden 4 keer genomen op de inname dag. (08:00 de nulmeting,
11:00, 14:00 en 15:30) om zo de verhoging van het gehalte zwaar water in het
bloed te meten. Na de 6e inname van het zwaar water, om ongeveer 15:30, mogen
de proefpersonen naar huis gaan, en daar nog de 2 laatste innames van het zwaar
water te nemen. Proefpersonen zullen thuis zelf ontbijten voordat ze naar de
universiteit komen en worden voorzien van een eiwitdrankje na de
krachttraining. Gedurende de rest van het onderzoek, zullen de participanten
een 50ml dosis zwaar water innemen, net na het ontwaken, om zo de 1-2 APE
gehalte in het lichaamswater op peil te houden. Op dag 4 van het onderzoek
zullen de proefpersonen om 11:00, wederom naar de universiteit komen om
spierbiopten van beide benen te nemen, alsook een bloed- en speekselmonster
afname, en daarna de eerste unilaterale krachttraining te doen, die om 12:00
begint. Hierna mogen de proefpersonen naar huis. De daaropvolgende 2 dagen
moeten de proefpersonen zich om 12:00 melden om wederom bloed- en
speekselmonsters af te laten nemen en de unilaterale krachttraining te doen. In
totaal zullen de proefpersonen 3 dagen achter elkaar de krachttraining doen. Op
de laatste onderzoeksdag, dag 7, zullen de proefpersonen hun laatste dosis
zwaar water innemen alvorens men naar de universiteit komt. Men dient zich om
11:00 te melden om de laatste bloed- en speekselmonsters te nemen en ook nog de
laatste 2 spierbiopten, 1 aan elk been. Het onderzoek is in zijn geheel
afgelopen zodra de laatste monsters en biopten zijn afgenomen.

Om de eiwit spiergroei te maximaliseren zullen de deelnemers 3 dagen een unilaterale krachttraining doen met de benen onder supervisie. De training bestaat uit 5 minuten warming up op een fiets ergometer en 4 sets van de >leg- press> en >leg-extension> apparaten (Technogym, Rotterdam, Nederland). De intensiteit is 80% van de deelnemer zijn 1RM maximum (8-10 repetities) om spier hypertrofie te stimuleren. Tussen de sets zijn er pauzes van 2 minuten, en ook tussen de oefeningen zijn de pauzes 2 minuten lang.

De lasten en risico*s verbonden aan deelname aan dit onderzoek zijn laag. Het
nemen van speekselmonsters (9 monsters) is zonder risico. Het nemen van
bloedmonsters in minimaal (9 x 10 mL in totaal) en wordt uitgevoerd met behulp
van het plaatsen van een katheter tijdens de laadfasedag (4 bloed monsters) en
met een enkele venapunctie methode op elke van de hier op volgende 5 dagen (1
monster per dag). Spierbiopten worden genomen onder lokale verdoving door een
ervaren arts en kan licht onaangenaam voelen tot 24 u na de voltooiing van het
biopt. Dit gevoel is vergelijkbaar met spierpijn of de pijn na het stoten tegen
een tafel. Deelnemers komen op zeven dagen naar de universiteit: 1 screening
bezoek (1.5 uur), een oplaadfase dag (dag 2 -~9 uur) en 5 keer (1.5 uur per
keer) voor de weefsel monsters (bloed, speeksel, spier) en/of de
lichaamsbeweging sessie. Tijdens het screening bezoek zullen wij een DEXA scan
uitvoeren en ook de maximale kracht (1RM) bepalen elk trainingsapparaat.
Daarnaast zullen wij ook de deelnemers vragen een medische vragenlijst in te
vullen. Gedurende het onderzoek zullen de deelnemers telkens 50 mL 70 APE
(atoom procent overschot) deuterium oxide (2H2O) innemen om het totale
lichaamswater te verrijken tot ongeveer 1 APE. Inname van deuterium oxide in
kleine hoeveelheden zorgt voor toename van deuterium in H2O molekulen in het
lichaamswater van de proefpersoon. Het deuterium is beschikbaar voor transfer
van het D2O molekuul en incorporatie in alle engogeen gesynthetiseerd substraat
dat H2O als reagent gebruikt in biochemische reacties. Voor het doel vand eze
studie is het endogeen gsynthetiseerde aminozuur analine van primair analytisch
belang. Zogauw een deuterium atoom in het nieuw-gevormde alanine is
geincorporeerd, kan de hoeveelheid alanine die in eiwitten geincorporeerd is
nauwkeurig gemeten worden. Er zijn negative gezondheidsaspecten geassocieerd
met de dosis deuterium oxide die in deze studie gebruikt wordt. Echter een
klein deel van de studies dat zwaar water in mensen gebruikt suggereren dat
kortdurende vertigo optreedt in een aantal proefpersonen tijdens de eerste fase
van de zwaar water dosing als de doses te snel in worden genomen. De studie
waarop het huidige protocol gebaseerd is rapporteert dat slechts 1 proefpersoon
een beetje duizelig gewordenw as, wat na 30 minverdwenen was. Wij zullend e
proefperonen tijdens die eerste 30 min monitoren voor het geval duizeligheid
optreedt. We verwachteng een complicaties.
Deelnemers moeten een activiteit en voeding dagboek bijhouden op elke zwaar
water protocol dag en een dag voor het protocol (totaal 7 dagen). Daarnaast
zullen de deelnemers een accelerometer horloge dragen die de hoeveelheid
fysieke activiteit gedurende de dag bijhoudt. Er zin geen directe voordelen
voor de deelnemers verbonden aan dit onderzoek, behalve hun bijdrage aan de
wetenschappelijke kennis op het gebied van fysieke inspanning en
voedingsinterventies gericht op het verbeteren van spiermassa, wat met dit
onderzoek verkregen zal worden en wat in de toekomst gebruikt gaat worden.