Ez a vizsgálat eredetileg 2011 júniusában kezdődött (IND 122211). Az eredeti 1. cél befejeződött, és kimutatta, hogy a sovány és elhízott csoportok nem különböztek az endothelfüggő tágulás (EDD) és a terheléses tágulási válaszok tekintetében. Az eredeti 2. cél attól függött, hogy van-e különbség a sovány és elhízott csoportok között az 1. célban, ezért nem folytatták.

A kutatók most azt tervezik, hogy folytatják ezt a vizsgálatot 2 további cél értékelésével, amelyek összhangban vannak a vizsgálat eredeti céljával, és amelyeket az alábbiakban tárgyalunk:

Az elhízott felnőttek növekvő populációja az előrejelzések szerint nagy közegészségügyi terhet fog jelenteni a következő évtizedekben. Az elhízott emberek csökkent mozgáskapacitást és alacsonyabb izomvéráramlást is mutatnak. A kutatási program általános célja az elhízással összefüggő, az izomzat véráramlásának csökkenéséhez hozzájáruló mikrovaszkuláris funkcióban bekövetkező változások vizsgálata. Ez a javaslat arra törekszik, hogy közvetlenül vizsgálja az emberi vázizomzat ellenálló artériáinak érrendszeri szabályozását edző emberekben. A kutatók azt javasolják, hogy fiatalabb elhízott felnőtteket vizsgáljanak, az életkor, a metabolikus szindróma vagy a cukorbetegség zavaró hatásai nélkül – még mielőtt az elhízás negatív hatásai teljes mértékben kifejthetik negatív hatásukat. Az általános hipotézis az, hogy az endotheliumfüggő tágulás (EDD) és a funkcionális (edzés) értágulat károsodik a nitrogén-oxid biológiai hozzáférhetőségétől való elmozdulás és a kálium (K+) közvetítette értágulatra való fokozott támaszkodás felé való elmozdulás révén.

Primáris cél Annak meghatározása, hogy a K+ közvetítette vazodilatáció szerepe különbözik-e sovány és elhízott felnőttek között.

Célkitűzés 1. cél: Annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy az elhízás olyan endothel fenotípus-változást indukál, amely mind az EDD, mind a terheléses diszfunkció számára környezetet teremt. A kutatók azt javasolják, hogy az elhízás megváltoztatja az endotél enzimeket, amelyek segítenek megmagyarázni az értágulat mechanisztikus változásait.

Cél 2: Annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy az elhízás megváltozott endotélfüggő (EDD) és funkcionális értágulatot vált ki a megváltozott funkcionális káliumcsatorna jelátvitel miatt. A vizsgálatot végzők azt javasolják, hogy a kálium (K+) csatorna funkciója felelős az EDD és a funkcionális vazodilatáció megmagyarázhatatlan különbségeiért. Pontosabban, a vizsgálók feltételezik, hogy a K+ által közvetített hiperpolarizáció (befelé egyenirányító K+ csatornák – KIR) gátlása azonosítani fogja a sovány és elhízott felnőttek közötti eltérő értágító mechanizmusokat.

A vizsgálat felépítése és az eljárások áttekintése A vizsgálat célja a kardiovaszkuláris kontroll vizsgálata klinikailag egészséges embereken. Két különálló, tudományosan elkülönülő kísérleti vizsgálatot végeznek sovány és elhízott alanyokon: 1) EDD vagy 2) Rapid Onset Vasodilator (ROV), amely a véráramlás azonnali növekedését vizsgálja a terhelés kezdetén.

A protokollok közötti közös eljárások: Az alkalmasságot megállapító szűrést követően a vizsgálati alanyok felkeresik a laboratóriumot az EDD vagy a Rapid Onset Vasodilator (ROV) vizsgálatra. Minden előszűrési és látogatás előtti eljárás azonos lesz. Az orvos egy brachiális artériás katétert helyez el a nem domináns karon a helyi gyógyszerinfúzióhoz. A véráramlás változásait Doppler-ultrahanggal számszerűsítik az arteria brachialisban. Az alany hemodinamikájának (szívfrekvencia, vérnyomás, vér oxigénszintje) megfigyelése azonos.

EDD kísérletek: Az EDD-agonisták olyan gyógyszerek, amelyek vazodilatációt okoznak, hogy átmenetileg növeljék a véráramlást. A vizsgálók 4 különböző agonistát fognak használni az EDD működésének több szempontból történő tesztelésére. A kontroll EDD agonista infúziókat követően az alanyok megismétlik az EDD agonistákat K+ csatorna gátlás mellett, majd ismét K+ csatorna plusz nitrogén-oxid és prosztaglandin gátlás mellett. A vizsgálat ezen utolsó szakaszának célja az akut kompenzációs/redundáns értágító mechanizmusok vizsgálata. Ezek a vizsgálatok endotél-agonisták infúzióját foglalják magukban, a specifikus értágító mechanizmusok gátlásával és anélkül. Az agonisták közé tartoznak a következők: ATP, bradikinin (BK), izoproterenol (ISO) és acetilkolin (Ach), amelyeket egyenként 3-szor infundálunk (randomizált sorrendben). Az agonistákat a következő körülmények között infundáljuk: 1) egyedül (kontroll) 2) bárium-kloriddal (BaCl2) kombinálva 3) BaCl2-vel, L-N-monometil-arginin-acetáttal (L-NMMA) és ketorolakkal kombinálva. Az EDD agonisták mindegyike az alkar véráramlásának átmeneti növekedését okozza, amely az infúzió leállítása után perceken belül visszatér a kiindulási szintre. Az antagonisták (BaCl2, L-NMMA és ketorolak) valószínűleg csökkentik az agonistákra adott EDD-válaszokat, és csökkenthetik az alkar nyugalmi véráramlását vagy növelhetik a vérnyomást (pl. az L-NMMA 30-50%-kal csökkentheti az alkar véráramlását és 5-10 mmHg-rel növelheti a vérnyomást). Az EDD-vizsgálat teljes időtartama ~5 óra (1 óra beállítás és 4 óra kísérleti eljárások). Az EDD protokollt itt ismertetjük tovább:

A gyógyszereket (IND jóváhagyás) az alaptudományi érrendszeri működéssel & kapcsolatos mechanizmusok tesztelésére használják egészséges önkénteseken. Az egészségi állapot javítására nem használt gyógyszerek.

Drogok: acetilkolin, izoproterenol, bradikinin, adenozin-trifoszfát, bárium-klorid, L-N-monometil-arginin-acetát, ketorolak.

  1. 5 perces sóoldatos infúzió 2 perces ATP infúzióval együtt,
  2. 10 perces kimosás,
  3. 5 perces sóoldatos infúzió 2 perces BK infúzióval együtt,
  4. 10 perces kimosás,
  5. 5 perces sóoldatos infúzió 2 perces ISO infúzióval együtt,
  6. 10 perces kimosás,
  7. 5 perc sóoldatos infúzió 2 perc ACh infúzióval együtt,
  8. 10 perces kimosás,
  9. 5 perc BaCl2 infúzió és 2 perc ATP infúzió,
  10. 10 perces kimosás,
  11. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc ACh infúzióval együtt,
  12. 10 perces kimosás,
  13. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc ISO infúzióval együtt,
  14. 10 perc kimosás,
  15. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc BK infúzióval együtt,
  16. 10 perc kimosás,
  17. 10 perc L-NMMA és ketorolac infúzió (folyamatos infúzió a protokoll hátralévő részében) 5 perc BaCl2 infúzióval együtt, és 2 perc ACh infúzió,
  18. 10 perces kimosás,
  19. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc ISO infúzióval együtt,
  20. 10 perc kimosás,
  21. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc ATP infúzióval együtt,
  22. 10 perc kimosás,
  23. 5 perc BaCl2 infúzió 2 perc BK infúzióval együtt.

ROV kísérletek: A kontroll egyszeri alkarizom-összehúzódások után az alanyok megismétlik az egyszeri összehúzódásokat K+ csatorna gátlás, majd ismét K+ csatorna plusz nitrogén-oxid és prosztaglandin gátlás mellett. A vizsgálatnak ez az utolsó fázisa az akut kompenzációs/redundáns értágító mechanizmusok tesztelésére irányul. Ez a vizsgálat három, 6 szinguláris izomösszehúzódásból álló sorozatból áll (három a maximális erőfeszítés 30%-ánál, három a 60%-ánál), mindegyik összehúzódás kevesebb mint 3 másodpercig tart, a kettő között ~90 másodperces pihenőidővel. Ezek az egyszeri összehúzódások erőteljes (100-600%-os növekedés) és gyors (3-6 szívverés az összehúzódás után) véráramlás-növekedést idéznek elő, amely jellemzően körülbelül 30 másodperc alatt tér vissza a normális szintre. Ez a gyors és erőteljes válasz az oka annak, hogy ezeket az egyszeri izomösszehúzódásokat “Rapid Onset Vasodilatációnak” nevezik. Az egyes vizsgálatok előtti 3 perc pihenőidő lehetővé teszi az alapméréseket és a K+ által közvetített vazodilatáció gátlóinak adagolását. E 3 perc alatt az alanyok a 3 perces töltési/pihenőidőszak 15, 30 és 45 másodpercénél egyszeri összehúzódást hajtanak végre, hogy megkönnyítsék a gyógyszer bejuttatását az aktív szövetekbe (ez további 18 összehúzódást ad hozzá. Az első kísérleti sorozatot az egyszeri összehúzódásokból gyógyszer nélkül kell elvégezni (sóoldatos kontroll). Ezután ATP-infúzióval (terhelés nélkül) is teszteljük a későbbi inhibitor (BaCl2) farmakológiai hatékonyságát. Az első ATP-infúziót más gyógyszerek nélkül végezzük el. Ezt követően BaCl2 infúzióval egy második sorozat egyszeri összehúzódást hajtunk végre. Ezt követi egy második ATP-infúzió a BaCl2 hatékonyságának meghatározására. Az utolsó egyszeri összehúzódások sorozatát mindhárom inhibitor (BaCl2, L-NMMA és Ketorolac) egyidejű infúziójával kezdik és hajtják végre. A vizsgálatnak ez az utolsó fázisa az akut kompenzációs/redundáns értágító mechanizmusok tesztelésére irányul. A ROV (terhelés) vizsgálatok időtartama ~4 óra (1 óra beállítás és 3 óra kísérleti eljárások). A ROV protokollt bővebben itt ismertetjük:

Drogok: Adenozin-trifoszfát, bárium-klorid, L-N-monometil-arginin-acetát, ketorolak

  1. 3 izomösszehúzódás 3 perces sóoldatos infúzió alatt, majd további 3 izomösszehúzódás,
  2. Újra 3 izomösszehúzódás 3 perces sóoldatos infúzió alatt, majd további 3 izomösszehúzódás ,
  3. 10 perces kimosás,
  4. Két perc ATP infúzió,
  5. 10 perces kimosás,
  6. 3 izomösszehúzódás 3 perces BaCl2 infúzió alatt, majd további 3 izomösszehúzódás,
  7. 3 izomösszehúzódás 3 perces BaCl2 infúzió alatt, majd további 3 izomösszehúzódás,
  8. 10 perces kimosás,
  9. BaCl2 (3 perc) és ATP (2 perc) infúziója,
  10. 10 perces kimosás,
  11. 3 izomösszehúzódás BaCl2 (3 perc) és L-NMMA és ketorolac infúziója (5 perc) alatt, majd 3 további izomösszehúzódás,
  12. L-NMMA-t és ketorolakot a protokoll hátralévő részében alacsonyabb dózisban infundálnak
  13. 3 izomösszehúzódás a BaCl2 infúzió (3 perc) és L-NMMA és ketorolak (5 perc) alatt, amelyet 3 további izomösszehúzódás követ.

Cél 3: Annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy az elhízás olyan endotél fenotípus-változást indukál, amely mind az EDD, mind a terheléses diszfunkció számára környezetet teremt. Azt javasoljuk, hogy az elhízás megváltoztatja az endotél enzimeket, amelyek segítenek megmagyarázni az értágulat mechanisztikus változásait.

Cél 4: Annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy az elhízás megváltozott EDD-t és funkcionális értágulatot vált ki a megváltozott funkcionális káliumcsatorna jelátvitel miatt. Azt javasoljuk, hogy a K+-csatorna működése felelős az EDD és a funkcionális vazodilatáció megmagyarázhatatlan különbségeiért. Pontosabban, feltételezzük, hogy a K+ által közvetített hiperpolarizáció gátlása (a befelé egyenirányító K+ csatornákon (KIR) keresztül) azonosítani fogja a sovány és elhízott felnőttek közötti eltérő értágító mechanizmusokat.