Vliv intermitentní hypoxie na kontrolu glykémie

Za posledních 100 let byla kardiovaskulární onemocnění hlavní příčinou úmrtí ve Spojených státech. Stárnoucí populace, rostoucí míra obezity a převaha sedavého způsobu života přispívají k rostoucímu výskytu diabetu 2. typu, jednoho z hlavních ovlivnitelných rizikových faktorů kardiovaskulárních onemocnění. Nyní se předpovídá, že do roku 2050 se u 1 ze 3 dospělých vyvine diabetes, což znamená, že velké procento populace bude vystaveno vysokému riziku kardiovaskulárních onemocnění, což je nejčastější příčina úmrtí u pacientů s diabetem 2. typu. Zatímco cvičení snižuje inzulínovou rezistenci a zvýšené hladiny glukózy spojené s diabetem 2. typu, pouze 28 % dospělé populace s diabetem splňuje doporučení pro fyzickou aktivitu. Naším celkovým cílem je tedy identifikovat alternativní, nefarmakologickou intervenci, která zabrání rozvoji diabetu 2. typu u jedinců s prediabetem a léčí inzulinovou rezistenci a hyperglykémii u pacientů s již diagnostikovaným diabetem 2. typu.

Nobelova cena za fyziologii byla nedávno udělena vědcům, kteří vytvořili základ pro naše pochopení toho, jak různé hladiny kyslíku ovlivňují buněčný metabolismus, což připravilo cestu pro slibné nové strategie v boji proti nemocem. Dýchání nízkých hladin kyslíku neboli hypoxie stimuluje vychytávání glukózy v kosterním svalu prostřednictvím 5' adenosinmonofosfátem aktivované proteinkinázy (AMPK), stejné signální dráhy jako svalová kontrakce, která působí nezávisle na působení inzulínu. Pacienti s diabetem 2. typu byli tedy vystaveni buď normoxii, nebo 60 minutové kontinuální hypoxii (frakce vdechovaného kyslíku ~0,15, saturace arteriálního kyslíku 92 %) bezprostředně před provedením 4hodinového intravenózního glukózového tolerančního testu. Hypoxie snižovala hladiny glukózy v krvi a neovlivňovala koncentrace inzulínu, proto bylo navrženo, že zlepšená kontrola glykémie byla způsobena aktivací dráhy AMPK v kombinaci se zlepšenou citlivostí na inzulín. Podobně jednorázové vystavení intermitentní hypoxii, sestávající z 6 minut při frakci vdechovaného kyslíku 0,13 střídané s 6 minutami normoxie po dobu 1 hodiny, zlepšilo glykemickou kontrolu u pacientů s diabetem 2. typu. Konkrétně došlo k většímu poklesu hladin glukózy naměřených bezprostředně po intermitentní hypoxii a zvýšení hladin glukózy po jídle bylo zmírněno po intermitentní hypoxii ve srovnání s placebem. Snížení hladin glukózy bylo také pozorováno po jedné relaci intermitentní hypoxie, sestávající z krátkých desaturačních a resaturačních cyklů k udržení arteriální saturace kyslíkem na 80 % po dobu přibližně 70 minut u jedinců s nadváhou a obézních s normálními výchozími hladinami glukózy.

Specifickým cílem tohoto výzkumného projektu je zjistit, zda expozice intermitentní hypoxii během orálního glukózového tolerančního testu zmírňuje zvýšení hladiny glukózy u zdravých jedinců, jedinců s prediabetem a pacientů s diabetem 2. typu. Předpokládá se, že expozice intermitentní hypoxii zmírní zvýšení hladiny glukózy v reakci na orální glukózový toleranční test u zdravých jedinců, jedinců s prediabetem a pacientů s diabetem 2. typu.