Intermittierende Kalorienrestriktion, Insulinresistenz und Biomarker der Gehirnfunktion

Übergewicht oder Fettleibigkeit können eine Insulinresistenz (IR) verursachen, die als reduzierte Reaktion der Zellen verschiedener Gewebe oder Organe auf Insulin definiert ist. IR in der Lebensmitte erhöht das Risiko, an Alzheimer (AD) zu erkranken. Wir haben kürzlich neue Biomarker des Gehirn-IR (veränderte Tyr- und Ser-phosphorylierte Formen des Insulinrezeptorsubstrats 1; IRS-1) in Plasma-Exosomen entdeckt, die für neuronalen Ursprung angereichert sind. Darüber hinaus ist IR mit AD-Biomarkern verbunden, einschließlich Defiziten in der Gehirnaktivität im Ruhezustand und der kognitiven Leistungsfähigkeit. Kalorienrestriktion ist definiert als die Aufnahme von weniger Kalorien als normal ohne einen Mangel an Nährstoffen. Eine bestimmte Art der Kalorienrestriktion, bei der man an zwei aufeinanderfolgenden Tagen 500-600 Kalorien pro Tag zu sich nimmt, gefolgt von einer uneingeschränkten Nahrungsaufnahme für 5 Tage (5-2 CR), senkt nachweislich effektiv die periphere Insulinresistenz. Die Auswirkungen von CR und der Senkung der peripheren IR auf die IR und Kognition des Gehirns sind nicht bekannt. Das Ziel dieser explorativen Pilotstudie ist es, den Machbarkeitsnachweis zu erbringen, dass 5-2 CR in der Lebensmitte die IR des Gehirns umkehren, die periphere IR senken, die kognitive Leistungsfähigkeit verbessern und die Gehirnaktivierung in Ruhe und während Aufgaben steigern kann. Insbesondere werden wir die Auswirkungen von 8 Wochen 5-2 CR im Vergleich zu einer Kontrolldiätintervention auf das Gehirn und die periphere IR, das Gedächtnis und die Exekutivfunktion, die Netzwerkaktivität im Ruhezustand, den Gehirnstoffwechsel und die AD-Biomarker untersuchen. Vierzig übergewichtige bis adipöse Frauen und Männer (zwischen 55 und 70 Jahren) werden 1:1 in 5-2 CR- und Kontrollgruppen randomisiert. In der 5-2 CR-Gruppe wird den Teilnehmern zu Studienbeginn eine Ernährungsberatung für eine gesunde Lebensweise angeboten, die sie fünf Tage/Woche umsetzen sollen. An den anderen zwei aufeinanderfolgenden Tagen/Woche konsumieren sie jeweils zwei Shakes (Boost, CWI Medical), die insgesamt 480 Kcal/Tag liefern. In der Kontrollgruppe wird den Teilnehmern zu Studienbeginn eine Ernährungsberatung für eine gesunde Lebensweise angeboten, die sie an jedem Tag der Woche umsetzen sollen. Die Teilnehmer werden einem Screening unterzogen, das eine Anamnese und körperliche Untersuchung, die Berechnung des Body Mass Index (BMI, der größer oder gleich 27 sein muss) und eine Blutabnahme für Insulin und Glukose umfasst, um festzustellen, ob sie eine Insulinresistenz haben. Wenn die Teilnehmer die Eignungskriterien erfüllen, werden sie mit einem Ausgangsbesuch fortfahren, der anthropometrische Messungen, Fragebögen, Tests der kognitiven Funktion, Gehirn-MRT, Blutentnahmen für Plasma und periphere mononukleäre Blutzellen und eine Lumbalpunktion für Biomarker der Zerebrospinalflüssigkeit von AD umfasst. Nach 8 Wochen erheben wir die gleichen Maße. Um die Einhaltung ihrer jeweiligen Ernährung zu bewerten und zu verstärken, kommen die Teilnehmer alle 2 Wochen in die Klinik, um die Einhaltung zu besprechen, ihr Körpergewicht zu messen und Blutabnahmen zur Messung von Ketonen durchzuführen, um die Energieeinschränkung für die 5-2 CR-Gruppe objektiv zu bestätigen. Wir werden die Teilnehmer auch jede Woche kontaktieren, um die Einhaltung weiter sicherzustellen. Um die Auswirkungen der Diäten auf die körperliche Aktivität zu beurteilen, werden die Teilnehmer gebeten, vor und nach der Diät 96 Stunden lang einen Beschleunigungsmesser zu tragen.