Účinky biomedicínského zařízení Fos na rizikové faktory diabetu a kvalitu spánku u dospělých ohrožených diabetem 2.

Dosavadní stav techniky Prediabetes je vážný zdravotní stav spojený se zvýšenou hladinou glukózy v krvi, která je vyšší než normální, ale není dostatečně vysoká, aby byla zvažována pro diagnózu diabetu. Odhaduje se, že 88 milionů dospělých ve věku 18 let a starších má prediabetes ve Spojených státech (USA), ale více než 84 % z těch, kteří mají prediabetes, o tom neví. Lidé s prediabetem mají zvýšené riziko vzniku cukrovky, kardiovaskulárních onemocnění (CVD) a mrtvice. U 15 až 30 % jedinců s prediabetem se pravděpodobně během 5 let vyvine diabetes mellitus 2. typu (T2DM). Prediabetes je hlavním rizikovým faktorem spojeným s metabolickým syndromem. Inzulinová rezistence a nadměrná tělesná hmotnost jsou běžné jak u prediabetu, tak u metabolického syndromu.

Metabolický syndrom – shluk rizikových faktorů, které zvyšují riziko T2DM a CVD – postihuje asi 35 % dospělých v USA. Mezi rizikové faktory metabolického syndromu patří hypertenze, dyslipidémie, hyperglykémie a nadměrná tělesná hmotnost (zejména kvůli nadměrnému centrálnímu tělesnému Tlustý). Tyto rizikové faktory představují nezávislé riziko pro rozvoj T2DM, CVD a cévní mozkové příhody, stejně jako zvýšené riziko mortality. Riziko T2DM, CVD a cévní mozkové příhody se zvyšuje s počtem metabolických rizikových faktorů. Osoby s metabolickým syndromem mají ve srovnání se zdravými osobami 5x zvýšené riziko T2DM. Kombinace prediabetu a metabolického syndromu ve srovnání se zdravými osobami je spojena s ještě vyšším (tj. 21násobným) rizikem T2DM.

Nekonzistentní plán spánku nebo obecný nedostatek spánku byly spojeny se zvýšeným rizikem rozvoje T2DM. Konkrétně je porucha spánku spojena s prediabetem a metabolickým syndromem. Poruchy spánku jsou spojeny se špatnou kardio-metabolickou kontrolou (tj. hypertenzí, dyslipidémií a snížením hladiny inzulínu uvolněného po jídle). Dále, zvýšené stresové hormony, které udržují tělo v bdělém stavu, byly spojeny se zvýšenou hladinou glukózy v krvi zvýšením produkce glukózy v játrech; snížení vychytávání glukózy ve svalech a tukových buňkách; snížení sekrece inzulínu; a zvýšení inzulínové rezistence. Kromě toho je nedostatek spánku také spojen se zvýšenou chutí k jídlu, což zvyšuje riziko T2DM. Nedostatečný spánek je opět spojován s vyšší hladinou ghrelinu, který zvyšuje chuť k jídlu, a nižší hladinou leptinu, který signalizuje plnost. Zlepšení spánkových vzorců má tedy potenciál zlepšit kardio-metabolické rizikové faktory u osob s rizikem T2DM.

Praktiky životního stylu, které podporují dobrou spánkovou hygienu a snižují stres, jsou spojeny s nižším rizikem T2DM a kontrolou kardiometabolických rizikových faktorů u osob s rizikem T2DM. Kromě toho byly konzistentní spánkové vzorce také spojeny se zlepšenou kontrolou glykémie u T2DM. Předpokládá se, že fototerapie pomáhá zlepšit spánkové vzorce u osob s poruchami cirkadiánního rytmu spánku na normální spánkové vzorce a časy. Dále bylo v metaanalýze prokázáno, že fototerapie zlepšuje symptomy vaskulárních komplikací a kvalitu života, které jsou spojeny s diabetem. Na zvířecích modelech bylo prokázáno, že fototerapie redukuje břišní tuk. Kromě toho byla fototerapie také spojena se zlepšenou citlivostí na inzulín u T2DM.

Fototerapie, také známá jako fotobiomodulace (PBM), nebo nízkoúrovňová světelná terapie, je známá již téměř 50 let, ale stále si nezískala široké přijetí, především kvůli nejistotě ohledně mechanismů účinku. V posledních letech bylo v této oblasti získáno mnoho poznatků. Primární místo absorpce světla v savčích buňkách bylo identifikováno jako mitochondrie a konkrétněji cytochrom c oxidáza (CCO), enzym, který obsahuje jak hemová, tak měděná centra a je známo, že redukuje kyslík na vodu na konci mitochondriálních buněk. dýchacího řetězce. Nedávno bylo prokázáno, že CCO má další enzymatickou aktivitu: redukci dusitanů na oxid dusnatý (NO) po vystavení světlu s nízkou intenzitou. Absorpční píky CCO jsou ve viditelné (420-450 nm a 600-700 nm) a blízké infračervené (760-980 nm) spektrální oblasti.

Hlavní hypotézou je, že fotony disociují inhibiční NO z CCO, což vede ke zvýšení transportu elektronů, mitochondriálního membránového potenciálu a produkce ATP. Další hypotéza se týká iontových kanálů citlivých na světlo, které lze aktivovat a umožnit tak vápníku vstoupit do buňky. Po počátečních událostech absorpce fotonů se aktivují četné signální dráhy prostřednictvím reaktivních forem kyslíku (ROS), cyklických AMP, NO a Ca2+, což vede k aktivaci transkripčních faktorů. Tyto transkripční faktory mohou vést ke zvýšené expresi genů souvisejících se syntézou proteinů, buněčnou migrací a proliferací, protizánětlivou signalizací, antiapoptotickými proteiny a antioxidačními enzymy.

V nedávné studii ukazující, že PBM snížila krevní glukózu a inzulínovou rezistenci a zvrátila metabolické abnormality v kosterním svalstvu u dvou modelů diabetických myší, PBMT akceleroval tvorbu adenosintrifosfátu (ATP) a ROS zvýšením aktivity CCO. ROS-indukovaná aktivace signalizace fosfatázy a homologu tenzinu (PTEN)/proteinkinázy B (AKT) po PBMT podpořila translokaci glukózového transportéru GLUT4 a aktivaci glykogensyntázy, urychlila vychytávání glukózy a syntézu glykogenu v kosterním svalu.

Účinky netransdermálního systému Fos Biomedical náplasti (který využívá koncept fototerapie) na kardio-metabolické rizikové faktory a kvalitu spánku u osob s rizikem T2DM jsou nejasné. Navrhuje se randomizovaná zkřížená placebem kontrolovaná studie k posouzení dopadu použití systému náplastí Fos Biomedical na kardio-metabolické rizikové faktory a kvalitu spánku u dospělých s rizikem diabetu 2. typu. Výzkumníci konkrétně předpokládají, že používání systému náplastí Fos Biomedical po dobu 12 týdnů ve srovnání se systémem náplastí s placebem zlepší glykovaný hemoglobin, další markery kardio-metabolických rizikových faktorů a kvalitu spánku u dospělých s rizikem T2DM.