Účinky reaktivní hypoglykémie na poznání v dřívějších nebo pozdějších chronotypech (GlyCoBrainI2)

Studie u mladých dospělých naznačují příznivé účinky snídaně s nízkým GI na kognitivní výkon. Metaanalýza 17 studií odhalila výhody snídaně s nízkou glykemickou zátěží na okamžité verbální paměti pouze v pozdním postprandiálním období. Metaanalýza nehlásila žádný celkový účinek na pozornost u dospělých, přesto naznačuje výhody pozornosti u dětí, adolescentů a mladých dospělých. Mechanismy vysvětlující časově závislé výhody snídaně s nízkým glykemickým zatížením (GL) nejsou zcela pochopeny. Poskytování glukózy k mozku je v současné době diskutováno jako centrální mechanismus spojující jídlo GI/GL s poznáváním. Obecně je glukóza vyžadována pro kognitivní úsilí, o čemž svědčí snížení lokálních koncentrací extracelulární glukózy v aktivované oblasti mozku. Klíčová syntéza neurotransmiteru v mozku potřebuje glukózu. Metabolismus glukózy může ovlivnit paměť prostřednictvím využití tryptofanu a koncentrací serotoninu. Celkově může účinek glukózy zvyšovat paměť vyžadovat relativně konstantní hladinu glukózy v krvi v mozku spíše než vysoká množství glukózy samy o sobě. Zatímco vysoká potraviny GI vyvolávají přechodné zvýšení hladiny glukózy v krvi, potraviny s nízkým GI povede k trvalejšímu a dlouhodobějšímu poskytování glukózy. Pozdní postprandiální fáze, kdy jsou nejznámější kognitivní výhody jídel s nízkým GI/GL, se shoduje s časem po reaktivní hypoglykémii po jídle s vysokým gi. Abychom rozeznali účinky dietního GI a reaktivní hypoglykémie, je rozumné zkoumat nápoje, jako jsou ovocné šťávy - charakterizované nízkým GI, ale přesto je známo, že indukuje reaktivní hypoglykémii ještě dříve postprandiálně. V souladu s tím by se také měly projevit také škodlivé účinky na poznání, jak bylo pozorováno u snídaně s vysokou GI. Protože nedávná práce naznačuje, že pro kognitivní výkon může existovat optimální rozsah glukózy v krvi a že tento optimální rozsah se může lišit podle kognitivní domény, mělo by se kromě konvenčních měřicích bodů použít nepřetržité monitorování glukózy přímo před kognitivním testem. Výhody nízké snídaně GI/GL pro kognitivní funkce však byly také pozorovány bez rozdílů v hladinách glukózy v krvi. To může být způsobeno akutně vylepšenou citlivostí na postprandiální inzulín a/nebo nižší hladinu kortizolu vyvolané jídlem s nízkým GI. V souladu s tím se zdá, že doprovodné zkoušky všech tří faktorů, tj. Hladiny glukózy, inzulínu a kortizolu, se zdají být nezbytné k oddělení potenciálních mechanismů. Výše uvedená metaanalýza také zjistila větší přínosy pro jedince s lepší tolerancí glukózy, i když to věk může zmást. Studie naznačují, že mladí dospělí s horší tolerancí glukózy, a to i ve zdravém rozmezí, mohou být vůči těmto účinkům zranitelnější. Zatímco tolerance glukózy sleduje cirkadiánní rytmus, ve večerních hodinách je nejnižší kvůli snížené funkci p-buněk pankreatu a inzulínovou reakcí, cirkadiánní nesoulad mezi mladými dospělými s pozdějšími chronotypy-také narušuje toleranci glukózy, a to i při snídani, kvůli snížení inzulinové citlivosti. Toto nesoulad, často způsobené sociálním Jetlagem, bylo spojeno s obezitou, diabetem 2. typu, vyšší hladinou glukózy v krvi, hladinami HbA1c a zvýšeným rizikem deprese. Zůstává nejasné, zda jsou osoby s pozdějšími chronotypy náchylnější k reaktivní hypoglykémii po snídani.

Hypotéza

1. Reaktivní hypoglykémie v reakci na nápoj s nízkým GI zhoršuje paměť a pozornost po cca. 90 minut
2. Reaktivní hypoglykémie po konzumaci nízkého nápoje je výraznější u zdravých osob s pozdějším chronotypem
3. Nepříznivý účinek nízko GI snídaně vyvolávající reaktivní hypoglykémii na paměť a pozornost je patrný obzvláště u osob s pozdějším chronotypem cílem tohoto výživového pokusu je prozkoumat, jak s nízkým GI nápoje vyvolávají reaktivní hypoglykémii a její účinky na paměť a pozornost po jídle v postprandiální fázi. Naším cílem je prozkoumat účinky chronotypu ve dvou vzorcích studentů: ty s dřívějšími a pozdějšími chronotypy. Naše studie dále zkoumá význam chronotypu pro postprandiální průběh glukózy (včetně výskytu reaktivních hypoglykemií) hladiny inzulínu a kortizolu.

Metodologie

Zdraví účastníci, německy mluvící studenti na Paderborn University (časný nebo pozdní chronotyp)

Výpočet velikosti vzorku:

Výpočet velikosti vzorku zakládáme na rozdílu v bezprostřední paměti a studie hodnocena nejlépe z hlediska kvality v metaanalýze. Vzhledem k standardní odchylce 3,6 a 4,3 v obou skupinách a standardizovaný průměrný rozdíl 0,31 pro lidi s lepší glukózovou tolerancí (odpovídající průměrnému rozdílu 1,12) vyžadujeme 44 účastníků v nejmenší podskupině s danou výkonem 80% a alfa 0,05 s ohledem na korelaci 0,8 mezi měřením (vypočítaných stata, verze. 17.0). Předpokládáme, že se zúčastní 66% pozvaných studentů a že 75% z nich dokončí studii. Proto mít úplný soubor údajů 88 osob (44 s časným chronotypem a 44 s pozdním chronotypem), který dokončil pokus, 117 musí zahájit pokus a 177 lidí musí být pozváno z Glycobrain observační studie, která najala 356 studentů z Paderborn University a promítáno na chronotype prostřednictvím MCTQ. Oba vzorky chronotypu mají stejnou distribuci pohlaví.

Oba vzorky budou pozvány k účasti na výživové zkoušce crossoveru, s výjimkou kuřáků, směnných pracovníků nebo cestujících> 2 časových pásů za poslední 3 měsíce a osoby užívající methylfenidát nebo melatonin. Studenti se budou účastnit 2 testů na kognitivní snídaně, každý po přenocování v 8 hodin, aby se odebrali 2 týdny, včetně 1 týdne vymývání. Účastníci budou náhodně přiřazeni k jedné ze dvou sekvenčních skupin, které se liší pouze v intervenční sekvenci (nápoj Isomaltulózy®, nápoj glukózy-fruktózy-sucrose nebo glukózo-fruktózy-sucrose nápoje, isomaltulóza® nápoj). Seznamy randomizace jsou poskytovány externím statistickým poradcem z University of Esbjerg stratifikovanou sexem a chronotypem. Randomizovaný seznam byl vytvořen pro 4 skupiny, z nichž každá s 30 sloty pomocí blokového randomizačního přístupu. Randomizace byla provedena pomocí STATA s 5 bloky, což zajišťuje rovnováhu napříč skupinami.

Účastníci obdrží dvě různé jednoduché snídaně nápojů:

1. Nízko-GI nápoje způsobující reaktivní hypoglykémii („nápoj glukózy-fruktózy-sucrose“) sestávající ze 75 g směsi glukózy-fruktózy-sucrose rozpuštěná v 500 ml vodovodní vody
2. Nízko-GI nápoje, které indukuje žádnou reaktivní hypoglykémii („nápoj isomaltulose®“) sestávající ze 75 g izomaltulózy rozpuštěných v 500 ml vodovodní vody

Intervence se řídí dvoutýdenním rozvrhem:

Týden 1: Účastníci jsou pozváni na přípravu 1 den (pátek), během kterého se odebírá vzorek žilní hlavy nalačno, aby se stanovila lipidy nalačno, vysoce citlivosti-C-reaktivní protein, alanin aminotransferáza a gama-glutamyltransferáza, aby metabolicky charakterizovaly účastníky. Pro ověření dříve určeného chronotypu v observační studii Glycobrain bude chronotyp účastníků znovu hodnocen pomocí dotazníku chronotypu Mnichov. (MCTQ, © Roenneberg a spolupracovníci, 2003). Složení těla bude přehodnoceno analýzou bioimpedance (MBCA 515, Seca, Německo), aby se odhadovala individuální procenta tělesného tuku, svalové hmoty, celkové tělesné vody a extracelulární vody. Tělesná hmotnost bude měřena pomocí analyzátoru složení lékařského těla (MBCA). Výška těla bude měřena pomocí ultrazvukové měřicí stanice (Seca 287 dB). Obvod pasu bude měřen ve středu mezi dolním stupněm a kyčelní kostí exponované horní části těla.

Je aktivováno kontinuální monitorování glukózy (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) a k měření podmínek pohybu a spánku/probuzení bude použito akcelerometr (umožňuje také potvrdit chronotyp). Standardizované večerní jídlo bude zajištěno, aby se spotřebovalo večer před zásahem, aby se zabránilo účinkům sekundárního jídla, např. způsobené spotřebou pulsu. Účastníci budou požádáni, aby provedli trénink na kognitivní baterii (viz níže).

Skutečný zásah začíná o tři až pět dní později v 8 hodin. Každý den běží takto:

• Pás srdeční frekvence pro měření variability srdeční frekvence v kombinaci s hodinky Unite Fitness (Polar Electro, Finsko).
• Minimální invazivní kapilární vzorky krve odebrané při -40, 30, 80 a 140 minutách (ve vztahu k časovému bodu pití nápoje) se použijí ke stanovení hladiny glukózy a inzulínu a inzulínu se použijí
• Neinvazivně vzorky kortizolu ze slin za -40, 80 a 140 minut
• Kontinuální měření glukózy
• Poznávací test za -30, 90 a 150 minut
• Zkoušejte nápojové snídaně včetně buď glukózy-fruktózy-sucrose nebo isomaltulózy, které mají být opilý v časovém bodě 0, tj. 09:00 A.M.
• Další měření: Hodnocení chuti k jídlu, žízeň a nálada bude hodnocena na -40, 30, 80 a 140 minut pomocí ověřené vizuální analogové stupnice
• Odstranění všech zařízení a poskytování dobrovolné snídaně při 180 minutách hladiny glukózy bude přímo stanoveno pomocí hemocue glukózy 201 RT analyzátoru (Hemocue AB, Švédsko). Koncentrace plazmatického inzulínu a koncentrace kortizolu ve slinách budou stanoveny enzymově vázaným imunosorbentovým testem (ELISA) pomocí soupravy z IBL/TECAN.

Týden 2: Opět účastníci opakují den přípravy jako dříve (den 2), s výjimkou měření vzorku BIA, MCTQ a žilní krve. Intervence pak pokračuje 3 až 5 dnů po přípravném dni po stejném časovém měřítku jako v den intervence.

Očekává se, že hodnocení testů poznání pomocí testovací baterie vydrží celkem přibližně 25 minut. Testy budou zahrnovat soubor testů vyvinutých ALA Institute Bochum, který byl použit v našich předchozích studiích.

• (Zpožděné) test verbální paměti (schopnost správně vyvolat celkem 30 slov (vyvolání) a po 20 minutách (zpožděné stažení))
• Vizuální prostorový krátkodobý test pracovní paměti (ekvivalent testu Corsi-block testu, tj. Klepnutím na sekvenci až devíti identických prostorově oddělených bloků, čímž se postupně zvyšuje obtížnost počtem prezentovaných bloků).
• Test selektivní a trvalé pozornosti a rychlosti vizuálního skenování (modifikovaná verze testu pozornosti D2, během které budou hodnoceny znaky specifické pro reakci v rámci série prezentovaných značek)
• Test prostorové pozornosti a schopností přepínání mezi dvěma různými úkoly (alternativní verze úkolu pro výrobu stezek)
• Test tonické bdělosti (test jednoduché reakce)
• Test inhibice, tj. Schopnost inhibovat prepotentní odpověď pomocí úkolu boku. V každém pokusu budou účastníkům představeny tři superponované trojúhelníky. Horní a dolní trojúhelníky (flankers) budou směřovat stejným směrem, ale nezávislé na středním trojúhelníku (cíl). Během pokusů o no-go nahrazuje cíl kruh. Účastníci budou mít tlačítka doleva nebo doprava podle směru cíle nebo nereagovat v případě stavu bez go. Každá studie bude kategorizována jako kompatibilní, nekompatibilní nebo ne-go.
• Test figuríny, který zajistí, že zpožděné stažení začíná přesně 20 minut po okamžitém stažení

K posouzení účinku intervencí na okamžitou verbální paměť po 90 minutách budou použity víceúrovňové regresní modely statistické analýzy. Pro další kognitivní výsledky budou použity identické modely. Budou testovány interakce mezi intervenčním efektem a chronotypem a budou provedeny stratifikované analýzy založené na chronotypu. Další analýzy budou odpovídat za citlivost inzulínu a další faktory, jako je kortizol, chuť k jídlu, žízeň a/nebo nálada, aby prozkoumaly, zda pozorované účinky lze těmito faktory částečně vysvětlit. Víceúrovňové regresní analýzy s opakovanými měřeními posoudí význam chronotypu pro reaktivní hypoglykémii.