Fruktose und Glukose und TAS1R2 bei Typ-1-Diabetes (TAS1R2)

EINLEITUNG:

Fruktose wird über die Pfortader zur Leber transportiert, wo sie schnell von Hepatozyten aufgenommen und unabhängig von der Insulinwirkung durch das Enzym Fruktokinase zu Fruktose-1-Phosphat phosphoryliert wird. So wird Fructose unter normalen Bedingungen hauptsächlich zu Glucose, Glykogen und Laktat und zu einem geringen Teil auch zu Triglyceriden umgewandelt. Bei hoher Fructoseaufnahme ist jedoch eine Hypertriglyzeridämie aufgetreten.

Große Mengen an Fructose können im Gegensatz zu Glucose bei gesunden Probanden und Patienten mit unkontrolliertem Diabetes zu erhöhten Laktat-, Pyruvat- und Harnsäurespiegeln führen. Harnsäure hat aber auch prooxidative Eigenschaften. Möglicherweise neutralisiert die Harnsäure oxidative Schäden.

Süße ist für Patienten mit Diabetes sehr attraktiv, möglicherweise aufgrund genetischer Varianten. Der Süßgeschmacksrezeptor ist ein Heterodimer aus 2 Proteinuntereinheiten, T1R2 (Geschmacksrezeptor, Typ 1, Mitglied 2) und Geschmacksrezeptor, Typ 1, Mitglied 3, die sich auf dem menschlichen Chromosom 1 befinden. T1R2 ist die Komponente, die für die Wahrnehmung von süßem Geschmack spezifisch ist, da Geschmacksrezeptor, Typ 1, Mitglied 3, auch an der Erkennung von Umami beteiligt ist, wenn es mit Geschmacksrezeptor, Typ 1, Mitglied 1 dimerisiert.

Derzeit hat keine Studie TAS1R-Varianten bei Personen mit Typ-1-Diabetes untersucht.

EXPERIMENTELLES DESIGN:

Dies ist eine randomisierte, einfach verblindete, zweiseitige Crossover-Studie, die am Forschungszentrum (Universitätskrankenhaus Clementino Fraga Filho) mit 30 Erwachsenen mit Typ-1-Diabetes durchgeführt wurde.

Alle Freiwilligen werden angewiesen, die üblichen Ernährungsprotokolle zu vervollständigen, ihren Kapillarblutzucker zu registrieren und sich 24 Tage vor jedem Studientag von starker körperlicher Aktivität, Alkohol, fettreichen Lebensmitteln und überschüssigem Koffein zu enthalten.

Einen Tag vor jedem Studientag rufen wir freiwillig an, um nach möglichen Ereignissen zu fragen, die die biochemischen Ergebnisse beeinflussen können (z. B.: Infektionen, Grippe, Fieber). Wenn wir welche entdecken, wird der Test verschoben.

Die Basalinsulindosen werden beibehalten und am Morgen der Tagesstudie ist kein Bolusinsulin zulässig. Der Studientag wird durchgeführt, wenn der Blutzuckerzielwert morgens zwischen 70 und 200 mg/dL liegt.

Alle Freiwilligen werden in zweifacher, randomisierter Weise im Zwei-Wege-Crossover bewertet, wobei die beiden Studien zum selben Thema im Abstand von 1 Woche durchgeführt werden. Die Studie wurde in zwei Tage unterteilt (deren Reihenfolge randomisiert wurde): einen Tag mit einer Glukose enthaltenden Lösung und den anderen mit einer Glukose enthaltenden Lösung.

Die Probanden wurden am Untersuchungstag um etwa 7 Uhr in das Forschungszentrum (Ernährungslabor) eingeliefert, um den kapillaren Blutzucker zu testen, eine arterielle venöse Blutprobe zu entnehmen und die Appetitempfindungen zu beurteilen. Nach diesen Messungen werden sie die Testlösung schnell trinken.

Schmackhaftigkeitsbewertungen der Lösung werden unmittelbar danach bewertet. Appetitempfindungen und werden unter Verwendung von VAS-Scores unmittelbar vor und 70, 130 und 180 Minuten nach der Lösung getestet.

Die zweite arterielle venöse Blutprobe wird 185 Minuten nach der Lösung entnommen und der kapillare Blutzucker vor und 30, 90, 120 und 180 Minuten nach der Lösung getestet.

Wir schlossen Freiwillige aus, die nicht beide Tests absolvieren.

TESTLÖSUNG Die Lösung enthält 75 g Glukose oder die gleiche Menge Fruktose, verdünnt in 200 ml Wasser. Diese Mengen wurden unter Berücksichtigung des üblichen oralen Glukosetoleranztests berechnet. Darüber hinaus weisen derzeit keine Studien auf die Fähigkeit von Fructose bei Patienten mit Typ-1-Diabetes hin, es wurde jedoch vermutet, dass die Absorptionskapazität von Fructose bei gesunden Erwachsenen zwischen 30 g und 40 g variiert.

BEWERTUNG DER ÜBLICHEN ERNÄHRUNG Die übliche Nahrungsaufnahme wird anhand von 3-Tages-Ernährungsaufzeichnungen bewertet, und 24-Stunden-Rückrufe werden in der Tagesstudie durchgeführt. Alle Ernährungsaufzeichnungen werden mit einer lokalen Ernährungssoftware analysiert.

ANTHROPOMETRISCHE BEWERTUNG Der BMI wird als Körpergewicht in Kilogramm geteilt durch das Quadrat der Körpergröße in Metern berechnet.

Der Taillenumfang wird als Durchschnitt von zwei Messungen bestimmt, die auf 0,1 cm genau in der Mitte zwischen dem unteren Rippenrand und dem Beckenkamm nach einer normalen Exspiration berechnet werden.

Die Körperzusammensetzung wird durch tetrapolare bioelektrische Impedanz (biodynamisches Modell 450) gemessen.

BIOCHEMISCHE BEWERTUNG Alle arteriell-venösen Blutproben werden von geschultem medizinischem Fachpersonal mit Einwegmaterialien im Forschungszentrum (Ernährungslabor) entnommen und im klinischen Analyselabor (an der Bundesuniversität) analysiert.

Glykosyliertes Hämoglobin, Gesamtcholesterin, HDL, Kreatinin, Aspartat-Aminotransferase, Alanin-Aminotransferase und Kreatinin werden zur Charakterisierung der Studienpopulation bewertet. Glukose, Triglyceride, Harnsäure, Brenztraubensäure, Laktat und Malonaldehyd werden vor und 180 Minuten nach Einnahme der Lösung gemessen

Glykosyliertes Hämoglobin wird durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie durchgeführt. Glukose, Gesamtcholesterin, HDL und Triglyceride werden durch enzymatische kolorimetrische Verfahren gemessen. LDL-Cholesterin wird mit der Friedewald-Gleichung berechnet. Kreatinin wird durch die kinetische kolorimetrische Methode bestimmt, um die Kreatinin-Clearance unter Verwendung des Cockcroft-Gault zu berechnen. Brenztraubensäure, Aspartat-Aminotransferase und Alanin-Aminotransferase werden durch UV-Kinetik-Methode bestimmt. Harnsäure und Laktat bestimmt durch enzymkinetische Methode. Malonaldehyd wird durch Enzyme-linked Immunosorbent Assay nachgewiesen.

GENOTYPING Desoxyribonukleinsäure (DNA) wird aus Vollblut unter Verwendung des DNA Multi-Sample Kits (Applied Biosystems®) isoliert und die Proben wurden bei -20 Grad Celsius bis zur Amplifikation in einem Forschungslabor (Laboratory of Molecular Biology, Federal University) gelagert.

Der Ile191Val (rs35874116)-Polymorphismus im TAS1R2-Gen wird mithilfe eines TaqMan-Alleldiskriminierungsassays (ABI-Nummer C_55646_20; Applied Biosystems, Foster City, CA) mit Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion auf einem ABI 7000-Sequenzerkennungssystem (Applied Biosystems) nachgewiesen. . Die Bedingungen der Polymerase-Kettenreaktion sind 95 Grad Celsius für 10 Minuten und 40 Zyklen von 95 Grad Celsius für 15 Sekunden und 60 Grad Celsius für 1 Minute. Die Genotypisierung wird verifiziert, indem positive Kontrollpersonen in jeder 30-Well-Platte verwendet werden und ≥ 5 % der Proben, die zu 100 % übereinstimmen, wiederholt werden.

BEWERTUNG DES APPETITS UND DER SCHMACKFÄHIGKEIT Visuelle Analogskalen werden verwendet, um Hunger, Sättigung, Völlegefühl, voraussichtlichen Nahrungsverzehr und Schmackhaftigkeit der Testlösung zu bewerten, und Appetitempfindungen werden hinsichtlich Schmackhaftigkeit, Geschmack, Nachgeschmack, Geruch und visueller Attraktivität der Lösungen bewertet.

Beide Bewertungen bestehen aus einer visuellen Analogskala, einer vorgemessenen 100-mm-Skala, die zur visuellen Darstellung der Symptomintensität verwendet werden kann. Jede Skala ist an ihren Enden durch gegensätzliche Gefühlsdeskriptoren verankert. Die Freiwilligen werden gebeten, ihre Gefühle zu beschreiben, indem sie eine vertikale Markierung entlang der Linie setzen, die am besten die Intensität der jeweiligen Gefühle in Bezug auf die Lösung darstellt. Der Abstand dieser Markierung zum entsprechenden Anker wird gemessen und dann in eine Punktzahl umgerechnet, die von 0 (keine oder bestmöglich) bis 10 (am schlechtesten möglich) reicht.

MANAGEMENT VON DIABETES TYP 1 Die Forscher schlossen nur Freiwillige in ein Basal-Bolus-Regime mit Insulininfusionspumpe oder Insulinanaloga (Basal: Detemir oder Glargin; Bolus: Lispro, Glutisin oder Aspart) ein, um Glukoseoszillationen während des Experiments zu vermeiden.

Alle Freiwilligen werden angewiesen, die Basalinsulindosen nicht zu ändern und das morgendliche Bolusinsulin nicht zu nehmen. Die Probanden werden um etwa 7 Uhr in das Forschungszentrum eingelassen und werden ihren kapillaren Blutzucker testen, und wenn der Blutzucker-Zielwert zwischen 70 und 200 mg/dL liegt, wird das Experiment durchgeführt.

Vor und während des Experiments werden wir die kapillaren Blutglukosewerte 5-mal mit Accu-Check® Active, Roche, testen und bei Glukose ≥350 mg/dL abbrechen. In diesem Fall nehmen wir eine Bolus-Korrektur-Insulindosis.

STATISTISCH Statistische Analysen werden mit statistischer Software und einem Signifikanzniveau von 5 % durchgeführt.

Quantitative Variablen werden als Mittelwert und Standardabweichung beschrieben. Der Mann-Whitney-Test wird für den Vergleich zwischen den Gruppen und der Wilcoxon-Test verwendet, um die Auswirkungen der Lösung in jeder Gruppe zu vergleichen. Der Korrelationskoeffizient und die Regression nach Spearman werden ebenfalls verwendet.