Glukose, hjerne og mikrobiota (IRONMET+CGM)

Emner og metoder:

A. Tværsnitsundersøgelse:

Patienter med fedme, der tidligere var planlagt til Service of Endocrinology, Diabetes and Nutrition (UDEN) på Hospitalet "Dr. Josep Trueta" fra Girona (Spanien) vil blive rekrutteret og studeret. Forsøgspersoner uden fedme vil også blive rekrutteret gennem en offentlig annoncering.

En blodsukkersensor vil blive implanteret i ti dage, samt en aktivitets- og søvnmålerenhed til at registrere fysisk aktivitet i denne periode. Interstitielle subkutane glukosekoncentrationer vil blive overvåget ambulant i en periode på 10 på hinanden følgende dage ved hjælp af en glukosesensor valideret af FDA (Dexcom G6 ®). Sensoren vil blive implanteret på dag 0 og vil trække sig tilbage på dag 10 midt formiddag. Glukoseregistreringer vil fortrinsvis blive evalueret på dag 2 til 9 for at undgå bias forårsaget af indsættelse og fjernelse af sensoren, hvilket forhindrer en tilstrækkelig stabilisering af overvågningssystemet. Det karakteristiske glykæmiske mønster for hver patient vil i gennemsnit blive beregnet ud fra profilerne opnået på dag 2 til 9.

I slutningen af ​​ugen vil der blive lavet en magnetisk resonansbilleddannelse for at evaluere jernindholdet i hjernen og parametrene for "Diffusion Tensor Imaging" i forskellige hjerneterritorier.

Kognitive tests vil blive udført, og fæces vil blive indsamlet til undersøgelse af mikrobiotaen.

Projektet vil blive udført i forsøgspersoner med fedme (20 mænd, 20 præmenopausale kvinder og 20 kvinder postmenopausale, BMI > = 30 kg/m2) og forsøgspersoner uden fedme, der ligner alder, køn og overgangsalderens status (20 mænd, 20 præmenopausale kvinder og 20 postmenopausale kvinder, BMI <30 kg/m2).

B. Longitudinel undersøgelse:

Efter et års opfølgning, hvor personer med fedme vil gennemgå konventionel behandling (hypokalorisk kost og fysisk aktivitetsrådgivning) eller bariatrisk kirurgi for vægttab, vil der blive gennemført et andet besøg.

Til sammenligning vil den samme protokol for tværsnitsundersøgelsen blive udført igen. Se oplysningerne ovenfor.

Dataindsamling af emner i tværsnits- og longitudinelle undersøgelser:

• Subsidiære data: Alder, køn og fødselsdato.
• Kliniske variabler: Vægt, højde, kropsmasseindeks, talje- og hofteomkreds, talje-til-hofte-forhold, blodtryk (systolisk og diastolisk), fedtmasse og fedtfri masse (bioelektrisk impedans og DEXA), rygestatus, alkoholindtagelse , register over sædvanlige lægemidler og register over tidligere slægtninge med fedme, diabetes og følgesygdomme.
• Laboratorievariabler: 15cc blod vil blive ekstraheret fra fastende forsøgspersoner for at bestemme følgende variabler ved hjælp af de sædvanlige rutineteknikker i det kliniske laboratorium (hæmogram, glucose, bilirubin, aspartataminotransferase (AST/GOT), alaninaminotransferase (ALT/GPT), gamma -glutamyltranspeptidase (GGT), urinstof, kreatinin, urinsyre, totalproteiner, albumin, totalkolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol, triglycerider, glykeret hæmoglobin (HbA1c), ferritin, opløselig transferrinreceptor, ultrafølsomt C-reaktivt protein, erytrocyt , lipopolysaccharid-bindende protein, fri thyroxin (fri T4), thyreoideastimulerende hormon (TSH) og baseline cortisol). Yderligere 15 cc blod (plasma-EDTA) vil blive ekstraheret til yderligere analyser.
• Indsamling af afføringsprøver: En afføringsprøve vil blive givet fra hver patient. Prøven skal indsamles hjemme eller på hospitalet, sendes til laboratoriet inden for 4 timer efter indsamlingen, fragmenteres og opbevares ved -80ºC.
• Magnetisk resonansbilleddannelse: Alle MR-undersøgelser vil blive udført på en 1,5-T scanner (Ingenia ®; Philips Medical Systems). Først vil fluid-attenuated inversion recovery (FLAIR) sekvens blive brugt til at udelukke forsøgspersoner med allerede eksisterende hjernelæsioner. Hjernens jernbelastning vil blive vurderet ved hjælp af R2* værdier. T2*-relaksationsdata vil blive erhvervet med en multi-ekko gradient-ekkosekvens med 10 lige store ekkoer (første ekko=4,6ms; inter ekkoafstand=4,6ms; gentagelsestid = 1300ms). T2* vil blive beregnet ved at tilpasse de enkelte eksponentielle termer til signalhenfaldskurverne for de respektive multi-ekko data. R2* værdier vil blive beregnet som R2*=1/T2* og udtrykt som Hz. Derudover vil R2*-værdier blive konverteret til μmol Fe/g-enheder som tidligere valideret på fantomtests. Hjernejernsbilleder fra kontrolpersoner vil blive normaliseret til et standardrum ved hjælp af et skabelonbillede til dette formål (EPI MNI-skabelon). Efterfølgende vil alle normaliserede billeder blive gennemsnittet til bestemmelse af normalt jernindhold. Normale værdier (middelværdi og SD) vil også blive beregnet for anatomiske områder af interesse ved hjælp af forskellige atlasmasker, der adresserer mulige forskelle mellem køn og alder. Hjernejern-sammenligningen mellem kontrol- og overvægtige forsøgspersoner vil blive udført ved hjælp af voxel-baseret analyse. Billeder af overvægtige motiver vil blive normaliseret til et standardrum. Det normaliserede billede vil blive sammenlignet med normal population ved hjælp af t-test analyse med alder og køn som co-variable. Som et resultat vil et parametrisk kort vise individuelle forskelle i jernaflejring. Baseret på tidligere observationsstudier, der viser øget jernbelastning i hjernen i nogle specifikke regioner og evidensen, der tyder på hippocampus og hypothalamus ændringer i forbindelse med fedme og insulinresistens, vil de statistiske analyser og billedanalyser være fokuseret på jernforskelle ved caudatus, lentikulær, thalamus, hypothalamus , hippocampus og amygdala.
• Neuropsykologisk undersøgelse: Generel kognitiv funktion vil blive målt ved hjælp af Vocabulary and Similarities subtests fra Wechsler Adult Intelligence Scale-III (WAIS-III); opmærksomhed og arbejdshukommelse ved fremadgående og bagudgående cifferspan-deltest af WAIS-II; hukommelse ved hjælp af California Verbal Learning Test II; udøvende funktioner ved Trail Making Test, Color-Word Stroop Test og Verbal Fluency; humør ved hjælp af Patient Health Questionnaire-9 og impulsiv adfærd ved hjælp af Iowa Gambling Task.
• Mikrobiotasammensætning: Mikrobiotasammensætningen vil blive analyseret i henhold til en tidligere beskrevet protokol. 16s rRNA qPCR og LPS-bindende protein i blodprøver vil blive brugt til påvisning af bakteriel translokation.

Oplysningerne vil forblive registreret i en notesbog og vil blive computeriseret i undersøgelsens database.

Statistiske metoder:

Prøvestørrelse: Der er ingen tidligere data, der viser forventede forskelle for prøvestørrelsesestimation vedrørende glukosevariabilitet, fysisk aktivitet, sammensætning af tarmmikrobiota og kognitiv funktion. I en tidligere undersøgelse blev der observeret forskelle i hjernens jernindhold hos 20 overvægtige mod 20 ikke-overvægtige forsøgspersoner. Den foreslåede stikprøvestørrelse er således mindst 20 individer pr. gruppe, med en afbalanceret alders- og kønsrepræsentation (præ- og postmenopausale kvinder).

Statistiske analyser: Først vil normalfordeling og varianshomogenitet blive testet. For at bestemme forskelle mellem undersøgelsesgrupper vil den blive brugt χ2 for kategoriske variable, uparret Students t-test i normal kvantitativ og Mann-Whitney U-test for ikke-normale kvantitative variable. Ikke-parametrisk Spearman-analyse vil blive brugt til at bestemme sammenhængen mellem kvantitative variable. De samme tests vil også blive brugt til at undersøge forskelle før og efter opfølgning. De signifikante sammenhænge, ​​uanset om de er positive eller negative, vil blive udforsket mere i dybden (simpel og multivariat lineær regressionsanalyser).

Mikrobiotasammensætningen vil blive analyseret og sammenlignet ved hjælp af HeatMaps, Principal Component Analysis (PCA) og PLSDA. For multivariat statistik (PLSDA og hierarkisk clustering) vil variabler, der omfatter morfologiske vævskarakteristika, tarmmikrobiota og funktionel test, blive logtransformeret, filtreret ved brug af interkvartilt områdeestimat og skaleret ved hjælp af automatisk skaleringsberegning (middelcentreret og divideret med standardafvigelsen for hver variabel) ved at bruge Metaboanalyst ® platformen, R ® pakke ropls og MATLAB ® scripts. Alfa- og beta-biodiversitet vil blive sammenlignet efter fedme, insulinresistens og jernstatus. Det vil også blive brugt SPSS ® statistisk software og Minitab ®.