Identifikace nových biomarkerů inzulínové rezistence

Diabetes je chronické metabolické onemocnění, které postihuje 415 milionů lidí na celém světě a 3,5 milionu lidí ve Spojeném království, přičemž devadesát procent trpí cukrovkou 2. typu. Diabetes 2. typu je charakterizován neschopností svalových a tukových tkání adekvátně reagovat na fyziologické hladiny inzulínu (inzulínová rezistence periferních tkání) a obnovit normální hladiny cukrů v krevním řečišti. Inzulínová rezistence se může objevit před rozvojem diabetu 2. typu a bylo prokázáno, že je silně spojena s životním stylem a obezitou, ačkoli základní mechanismy nejsou zcela vyřešeny. Definující charakteristikou inzulínové rezistence je abnormální transport glukózy jako výsledek snížené exprese glukózového receptoru GLUT4 na povrchu buněk. Ve zdravém tukovém a kosterním svalstvu je tento receptor transportován na buněčný povrch v reakci na inzulínový stimul. Ukázali jsme, že tato translokace do buněčné membrány vyžaduje protein Rab3 a hladiny exprese tohoto proteinu jsou v buněčných modelech inzulínové rezistence sníženy.

Předpokládáme, že tato downregulace Rab3 je spojena s rozvojem inzulinové rezistence a její aktivita by se zvýšila po obnovení citlivosti na inzulin. Primárním cílem této studie je prozkoumat účinek diety a cvičení na hladiny Rab3 a obchodování s GLUT4, u kterých bylo dříve prokázáno, že zvyšují citlivost na inzulín. Kromě toho bude před a po intervenci studován střevní mikrobiom, aby se určil jakýkoli vztah k citlivosti na inzulín. Nedávné důkazy naznačují, že mikrobiom hraje významnou roli ve vývoji inzulinové rezistence prostřednictvím řady potenciálních mechanismů. Bylo prokázáno, že infuze mikroflóry od štíhlých dárců vede ke zlepšení citlivosti na inzulín u mužských příjemců s metabolickým syndromem se současným zvýšením prevalence střevní mikroflóry produkující butyrát. Cvičení je spojeno s větší mikrobiální diverzitou, včetně nárůstu mikrobů produkujících butyrát. Žádná studie dosud nesledovala inzulínovou senzitivitu a složení mikroflóry před a po cvičení a dietě, takže to povede k lepšímu pochopení mechanismů, které vedou k inzulínové rezistenci a následně diabetu 2. typu.

Účastníci studie budou zahrnovat muže a ženy ve věku 40-65 let, kteří splňují kritéria pro zařazení. Po sledování běžných denních aktivit po dobu 7 dnů sníží dobrovolníci příjem kalorií o 5000 kcal/týden a zúčastní se 5 týdenních cvičení po dobu 3 týdnů. Účastníci se zúčastní jednoho laboratorního testování před a jednoho po tomto období, které se bude konat na University of Bath. Tato intervence by měla být dostatečná ke zlepšení citlivosti na inzulín a umožnit nám studovat buněčné změny, ke kterým během této doby dojde.