Indflydelse af intermitterende hypoxi på glykæmisk kontrol

I de sidste 100 år har hjerte-kar-sygdomme været den største dødsårsag i USA. En aldrende befolkning, stigende niveauer af fedme og overvægten af ​​en stillesiddende livsstil bidrager til den voksende forekomst af type 2-diabetes, en af ​​de væsentligste modificerbare risikofaktorer for hjerte-kar-sygdomme. Det forudsiges nu, at 1 ud af 3 voksne vil udvikle diabetes i 2050, hvilket betyder, at en stor procentdel af befolkningen vil have høj risiko for hjerte-kar-sygdom, den mest almindelige dødsårsag hos patienter med type 2-diabetes. Mens træning reducerer insulinresistens og de forhøjede glukoseniveauer forbundet med type 2-diabetes, opfylder kun 28 % af den voksne befolkning med diabetes anbefalingerne om fysisk aktivitet. Vores overordnede mål er således at identificere en alternativ, ikke-farmakologisk intervention, der forhindrer udviklingen af ​​type 2-diabetes hos personer med prædiabetes og behandler insulinresistens og hyperglykæmi hos patienter, der allerede er diagnosticeret med type 2-diabetes.

Nobelprisen i fysiologi blev for nylig tildelt videnskabsmænd, der etablerede grundlaget for vores forståelse af, hvordan varierende iltniveauer påvirker cellulært stofskifte, hvilket banede vejen for lovende nye strategier til at bekæmpe sygdomme. Indånding af lave niveauer af ilt, eller hypoxi, stimulerer glukoseoptagelsen i skeletmuskulaturen via 5' adenosinmonophosphat-aktiveret proteinkinase (AMPK), den samme signalvej som muskelsammentrækning, som virker uafhængigt af insulinets handlinger. Patienter med type 2-diabetes blev således udsat for enten normoksi eller 60 minutters kontinuerlig hypoxi (fraktion af indåndet ilt på ~0,15, arteriel iltmætning på 92%) umiddelbart før udførelse af en 4-timers intravenøs glukosetolerancetest. Hypoxi sænkede blodsukkerniveauet og påvirkede ikke insulinkoncentrationerne, derfor blev det foreslået, at den forbedrede glykæmiske kontrol var forårsaget af aktiveringen af ​​AMPK-vejen i kombination med en forbedret insulinfølsomhed. På samme måde forbedrede en enkelt eksponering for intermitterende hypoxi, bestående af 6 minutter ved en brøkdel af indåndet oxygen på 0,13 med 6 minutters normoksi i 1 time, den glykæmiske kontrol hos patienter med type 2-diabetes. Specifikt var der et større fald i glucoseniveauer målt umiddelbart efter intermitterende hypoxi, og stigningen i glucoseniveauer efter et måltid blev svækket efter intermitterende hypoxi sammenlignet med en placebotilstand. Et fald i glukoseniveauer blev også observeret efter en enkelt session med intermitterende hypoxi, bestående af korte desaturations- og genmætningscyklusser for at opretholde en arteriel iltmætning på 80 % i ca. 70 minutter, hos overvægtige og fede personer med normale baseline glukoseniveauer.

Det specifikke formål med dette forskningsprojekt er at identificere, om eksponering for intermitterende hypoxi under en oral glukosetolerancetest dæmper stigningen i glukoseniveauer hos raske individer, personer med prædiabetes og patienter med type 2-diabetes. Det er en hypotese, at eksponering for intermitterende hypoxi vil dæmpe stigningen i glukoseniveauer som svar på en oral glukosetolerancetest hos raske individer, personer med prædiabetes og patienter med type 2-diabetes.