Vliv fermentovatelného sacharidu na homeostázu glukózy (FermCarb)

TITUL Vliv fermentovatelných sacharidů na regulaci hmotnosti a kontrolu glykémie u lidí s vysokým rizikem rozvoje DMT2

CÍLE Zhodnotit účinek fermentovatelných sacharidů u subjektů s prediabetem na:

1. Regulace chuti k jídlu
2. Homeostáza glukózy a funkce B-buněk
3. Hubnutí a změny tělesného složení
4. Udržování hubnutí
5. Markery oxidačního stresu

DESIGN Vyšetřovatelé plánují provést 3 vyšetřování. Výzkum 1 a 2 jsou randomizované zkřížené kontrolní pokusy 14denní suplementace 30 g inulinu (fermentovatelné sacharidy) nebo celulózové (nefermentovatelné sacharidy) kontroly, aby se nejprve popsala fyziologie a mechanismy regulace chuti k jídlu a homeostázy glukózy. Výzkum 3 je randomizovaná kontrolní paralelní studie úbytku hmotnosti s následným udržováním hmotnosti za účelem posouzení účinnosti fermentovatelných sacharidů na snížení rizika T2DM.

POPULACE Muži nebo ženy s nadváhou a obezitou s prediabetem.

LÉČBA Účastníci léčebné větve ve všech 3 výzkumech budou konzumovat inulin 3krát denně (celková denní dávka: 30 g). Účastníci ve skupině s placebem ve všech 3 výzkumech budou užívat celulózu 3krát denně (celková denní dávka: 30 g).

TRVÁNÍ Zkoumání 1 bude trvat 16 týdnů. Průzkum 2 bude trvat 18 týdnů. Vyšetřování 3 bude trvat 18 týdnů.

POZADÍ

Diabetes typu 2 (DMT2) je hlavním zdravotním problémem ve Spojeném království, stejně jako na celém světě. Zvýšená prevalence DMT2 ve Spojeném království je úzce spojena se zvýšenou prevalencí obezity, přičemž se odhaduje, že riziko diabetu se zvyšuje o 4,5–9 procent s každým nabytým kilogramem hmotnosti (1). Prediabetes je také spojen se zvýšením tělesné hmotnosti a je kritickým krokem ve vývoji T2DM.

Prediabetes také zvyšuje riziko kardiovaskulárních onemocnění. Předpokládá se, že je to způsobeno hyperglykémií a glykemickou variabilitou pozorovanou u prediabetického stavu. S oxidačním stresem souvisí jak hyperglykémie, tak glykemická variabilita. Předpokládá se, že oxidační stres způsobuje poškození endotelu, které může vést ke kardiovaskulárním onemocněním. Snížení hyperglykémie a glykemické variability může způsobit snížení oxidačního stresu.

Bylo prokázáno, že řada střevních hormonů – uvolňovaných fyziologicky v reakci na jídlo – silně inhibuje lidskou chuť k jídlu a inhibuje příjem potravy a homeostázu glukózy (2). Dva z těchto střevních hormonů, glukagonu podobný peptid-1 (GLP-1) a peptid YY (PYY), jsou uvolňovány z neuroendokrinních L-buněk v tlustém střevě a mají prokazatelné potlačující účinky na chuť k jídlu u zvířat a lidí (3-6). GLP-1 také zlepšuje glykemickou kontrolu tím, že stimuluje pankreatické B-buňky k sekreci inzulínu způsobem závislým na glukóze, inhibuje uvolňování glukagonu a snižuje produkci glukózy v játrech (7-9). Bylo prokázáno, že dlouhodobá léčba agonisty GLP-1 způsobuje u lidí významný úbytek hmotnosti (10).

Naše práce a další práce na hlodavcích prokázaly, že dietní fermentovatelné sacharidy (FCHO) mohou významně zvýšit cirkulující hladiny PYY a GLP-1 a zároveň potlačit centra chuti k jídlu v hypotalamu (11-12). Výsledkem je nižší tělesný tuk a břišní tuk bez celkového účinku na hmotnost; jelikož je však břišní tuk důležitým kardiovaskulárním rizikovým faktorem u diabetu, tento účinek bude pravděpodobně zdraví prospěšný (13–14). U lidí existuje řada krátkodobých studií, které uvádějí zvýšení sytosti po konzumaci FCHO (15-16) a roční studie u dětí konzumujících inulin FCHO prokázala významný úbytek hmotnosti ve srovnání s kontrolami (17). Bylo také prokázáno, že FCHO zvyšuje citlivost na inzulín, snižuje postprandiální hladiny glukózy v krvi a zvyšuje oxidaci lipidů u subjektů s nadváhou a bez diabetu (18,19), což jsou účinky, které mohou být zprostředkovány zvýšením GLP-1 vyvolaným FCHO (GLP- 1 nebyl v těchto studiích měřen). Dokonce i krátkodobá konzumace FCHO u zdravých jedinců má podobný účinek na kontrolu glykémie (20).

STUDOVAT DESIGN

Inulin bude použit jako doplněk FCHO ve všech 3 vyšetřeních. Inulin nemá žádný známý účinek na tenké střevo, protože je plně fermentován v tlustém střevě. Inulin je proto ideální pro výzkum fermentace tlustého střeva na lidskou chuť k jídlu, kontrolu glykémie a udržení hmotnosti. Test

PROCEDURA SCREENINGU

1. Telefonický screening určí členy této kohorty, kteří splňují počáteční screeningová kritéria:

   Dospělí starší 18 let, Účastníci bez závažného metabolického onemocnění – včetně diabetu, bez známého/diagnostikovaného gastrointestinálního problému, jako je zánětlivé onemocnění střev, syndrom dráždivého tračníku atd. a bez nadměrného užívání drog nebo alkoholu v posledních 2 letech.

2. V Centru Sira Johna McMichaela účastníci podstoupí následující:

Orální glukózový toleranční test.

Bude odebrán vzorek krve o objemu 30 ml na úplný krevní obraz, jaterní testy, elektrolyty, testy funkce štítné žlázy, HbA1c a glukózy.

Zaznamená se tělesná hmotnost a výška.

PODROBNÝ PROTOKOL

STUDIJNÍ SCHŮZKY APETITU

Navštivte 1, 2, 3 a 4 ve vyšetřování 1.

Účastníci dorazí přes noc nalačno (10 hodin půst). Po vysvětlení postupů a potvrzení, že účastník rád pokračuje, se zaznamená tělesná hmotnost.

Do žíly na předloktí je zavedena kanyla, která usnadňuje odběr krve po celý den. Odeberou se dva základní vzorky krve. Vizuální analogové škály (VAS) jsou vyplněny pokaždé, když je odebrán vzorek krve. Schéma vzorkování je uvedeno níže. Celkem 80 ml krve bude odebráno během zkoumání 1 dnů studie chuti k jídlu a celkem 115 ml bude odebráno během každé návštěvy studie chuti k jídlu ve výzkumu 3. Vizuální analogové stupnice pro hodnocení chuti k jídlu budou doplněny pokaždé, když je odebrán vzorek krve. Otázky vizuální analogové škály zahrnují: "Jak se právě teď cítíte plně?" a "Jaký máš teď hlad?" a "Kolik bys mohl sníst právě teď?". Odpoví tak, že na deseticentimetrové čáře udělají svislou značku ukotvenou výrazy „vůbec ne“ a „extrémně“. Podobně budou hodnoceny vedlejší účinky, jako je nevolnost, nevolnost, plynatost, nadýmání, průjem a celková pohoda.

V čase 0 se podává snídaně a účastníci budou mít 20 minut na konzumaci jídla. Oběd se podává ve 240 minut a test jídla se podává 440 minut po posledním odběru krve.

Během studijního sezení budou účastníci požádáni, aby minimalizovali fyzickou aktivitu. Voda je povolena volně, i když účastníci budou požádáni, aby nepili méně než 10 minut před odběrem krve a dokončením VAS. Ve 440 minutách se podává předem zvážené jídlo. Jídlo je podáváno v nadměrném množství a účastníci jsou požádáni, aby jedli, dokud se pohodlně nenasytí. K jídlu se podává džbán s vodou a příjem vody bude rovněž zaznamenán.

Ve výzkumu 3 budou studijní sezení kratší, sestávající ze snídaně a testu jídla u oběda.

JEDNOTLIVÉ DIETNÍ PORADENSTVÍ

Ve výzkumu 3 dostanou všichni účastníci dietní poradenství v týdnech 1, 2, 4 a 7. Instrukce poskytnuté účastníkům budou individuální na základě aktuální hmotnosti a energetických požadavků, v souladu s obvyklým balíčkem péče, který by byl nabízen v rámci dietologické kliniky. Účastníci budou instruováni, aby usilovali o 5% snížení hmotnosti během 9 týdnů.

DOPLNĚNÍ ZA PODMÍNEK VOLNÉHO BYDLENÍ

Doplněk bude poskytován v sáčcích (obsahujících 10g porce). Během záběhového období bude denní příjem postupně zvyšován na 30 g denně po dobu 4 týdnů. Během tohoto zaváděcího období budou vyšetřovatelé účastníky dvakrát kontaktovat e-mailem nebo telefonem, aby se ujistili, že suplementace vlákninou nemá žádné nežádoucí vedlejší účinky, a zajistí, že budou dodržovány pokyny a zodpoví případné dotazy účastníků. Subjekty pak užívaly 30 g denně až do konce studie (v 6 týdnech pro výzkum 1 nebo 18 týdnů ve výzkumu 3).

DOBA VYMÝVÁNÍ

Ve výzkumech 1 a 2 bude vymývací období 4 týdny, než subjekt přejde přes alternativní suplementaci.

DIETNÍ REKORDY, CHUTÍ A VEDLEJŠÍ ÚČINKY

3denní dietní záznam je třeba vyplnit za 3 dny předcházející návštěvám 1, 2 a 3 během vyšetřování 1 a návštěvám 1, 6 a 7 během vyšetřování 3. Ve stejných dnech bude hodnocen pocit chuti k jídlu a vedlejší účinky pomocí vizuálních analogových vah. Otázky vizuální analogové škály zahrnují: "Jak jste se dnes po jídle cítili plni?" a "Jaký hlad jsi měl dnes mezi jídly?". Odpoví tak, že na deseticentimetrové čáře udělají svislou značku ukotvenou výrazy „vůbec ne“ a „extrémně“. Podobně budou hodnoceny vedlejší účinky, jako je nevolnost, nevolnost, plynatost, nadýmání, průjem a celková pohoda.

METODY HODNOCENÍ INZULÍNOVÉ A GLUKÓZOVÉ HOMOSTÁZY TEST TOLERANCE JÍDLA Účastník se zúčastní jednotky klinického hodnocení 12 hodin nalačno. Do předloktí jim bude umístěna kanyla. Budou odebrány tři vzorky krve nalačno (-30, -15 a 0). Bude poskytnuto standardní testovací jídlo v podobě jednoho snídaňového baru Kellogg's a Secure Plus. Krev bude odebrána v 0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180 a 240 minutách. To bude použito k výpočtu glukózového profilu, bazální inzulínové odpovědi, dynamické fáze inzulínu, statické fáze inzulínové senzitivity, DI=Dynamická fáze inzulínu X inzulínu statické fáze, GIP a GLP-1 reakce.

Volně žijící monitorování glykémie: Kontinuální glukózový monitor Medtronic iPro bude použit k posouzení 5denního nepřetržitého monitorování glykémie. 5denní kontinuální monitorování glukózy pro posouzení homeostázy glukózy "volně žijící". Tyto údaje o glykémii v intersticiální tekutině budou analyzovány na měření průměrné glykémie a glykemické variability včetně středních amplitudových glykemických exkurzí (MAGE), kontinuálního překrývajícího se čistého glykemického účinku (CONGA) a rizikových indexů, jako je index nízké hladiny glukózy v krvi (LBGI), index vysoké hladiny glukózy v krvi ( HBGI) a průměrný denní poměr rizika (ADRR). Pro účastníka to bude znamenat umístění malé plastové kanyly v podkoží v břiše. Účastníci budou také muset provést 3 měření glukózy píchnutím do prstu ve 4 po sobě jdoucích dnech, když nosí CGM.

MR SKENOVÁNÍ CELÉHO TĚLA Při vyšetřování 3 bude provedeno anatomické MR skenování celého těla za účelem stanovení celkového a regionálního objemu tuku a magnetická rezonanční spektroskopie (MRS) pro měření obsahu lipidů ve vnitřních orgánech, jako jsou játra (IHCL) a svaly ( IMCL), jako je soleus a tibialis.

Účastníci se zúčastní MRI jednotky Roberta Steinera v nemocnici Hammersmith po 10hodinovém nočním půstu. Studijní návštěva bude trvat 1 hodinu. Účastníci jsou požádáni, aby se den před každou návštěvou zdrželi namáhavého cvičení a pití alkoholu.

Nejprve subjekty vyplní kovový kontrolní formulář. Další subjekty se převléknou do nemocničního oblečení a budou požádány, aby si lehly na vozík ve skeneru. Subjekty leží ve skeneru na zádech nebo na břiše a automaticky se pohybují skenerem. Během pobytu ve skeneru budou mít účastníci přístup k bzučáku, který spustí alarm, a budou moci slyšet a reagovat na pokyny ze skenovací konzoly. Subjekty budou v MRI skeneru až 1 hodinu. Skenování bude prováděno na MR skenerech Philips 3.0 Tesla nebo Philips 1.5 Tesla na jednotce MRI Roberta Steinera v nemocnici Hammersmith. Žádná z používaných zobrazovacích technik magnetickou rezonancí nevyužívá ionizující záření nebo intravenózní kontrastní látky. Účastníkům bude také zaznamenávána váha, výška, obvod pasu a boků pomocí metru.