Die Wirkung von diätetischem Nitrat auf Blutdruck, Insulinsensitivität und Gefäßfunktion bei Typ-2-Diabetes

Doppelblinde, randomisierte Placebo-Kontrollstudie mit Crossover-Design zum Vergleich der Wirkung von Rote-Bete-Saft (reich an Nitrat) mit Placebo (Nitrat-armer Rote-Bete-Saft) auf Blutdruck, Endothelfunktion und Insulinsensitivität bei Patienten mit Typ-2-Diabetes. Bei gesunden, gleichaltrigen Probanden wird der Blutdruck gemessen.

Untersuchungsplan: Studienergebnismessungen.

Blutdruck gemessen mit ambulanter Blutdrucküberwachung (Spacelabs) für 24 Stunden.

Ausscheidungsrate von Albumin im Urin: in Proben über Nacht unter Verwendung von Standard-Radioimmunoassay-Techniken.

Die Nitratausscheidung im Urin wird als Maß für die Adhärenz verwendet und unter Verwendung eines HPLC-Tests gemessen, der kürzlich am St. Luke's im Labor von Professor Winyard entwickelt wurde.

Mikrovaskuläre Endothelfunktion bestimmt durch Iontophorese eines Endothel-abhängigen (Acetylcholin, ACh) und -unabhängigen (Natriumnitroprussid, SNP) Vasodilatators und Überwachung der Perfusionsreaktion mittels Laser-Doppler-Perfusionsbildgebung. Der intraindividuelle Variationskoeffizient beträgt 12 % für Ach und 18,7 % für SNP.

Postokklusive reaktive Hyperämie: Eine Laser-Doppler-Sonde wird an der Innenseite des Unterarms oder des Fußrückens angebracht und der Blutfluss wird für 5 Minuten gemessen. Anschließend wird eine Blutdruckmanschette für 5 Minuten schnell auf 200 mmHg aufgeblasen, um den Blutfluss zu blockieren. Am Ende der 4-minütigen Okklusion wird die Manschette schnell entleert und der Blutfluss für 10 Minuten nach der Freigabe aufgezeichnet. Dieses Verfahren stimuliert die Mikrogefäße zur Erweiterung mit einer daraus resultierenden Erhöhung des Blutflusses. Die Analyse beinhaltet eine detaillierte Untersuchung der Form der Blutflusskurve, um sie in eine von 3 Optionen zu kategorisieren: normal; früher dominanter Peak und früher nicht dominanter Peak.

Optische Reflexionsspektroskopie (ORS) ORS ist eine nicht-invasive Technik, die sowohl die Veränderungen des Blutvolumens als auch die Sauerstoffversorgung der Mikrozirkulation der Haut direkt misst. Sichtbares Licht, das durch die Haut dringt, wird teilweise durch die Konzentration von Oxy- und Desoxyhämoglobin gedämpft. Unter der Annahme, dass die Lichtdämpfung durch Streuung konstant bleibt, können Änderungen in der Konzentration von Oxy- und Desoxyhämoglobin aus den gemessenen Änderungen in der Lichtdämpfung bei verschiedenen Wellenlängen berechnet werden, wenn es durch die Haut wandert.

Maximale Hyperämie der Haut (MH): Ein Bereich der dorsalen Seite des rechten Fußes und der ventralen Seite des Unterarms, frei von sichtbaren Venen oder Hautläsionen, wird mit einem kleinen Messingheizgerät 30 Minuten lang auf eine Temperatur von 42 °C erhitzt 1 cm im Durchmesser (Moor Instruments, Axminster, Devon, U.K.) und die maximale Blutflussreaktion wird unter Verwendung von Laser-Doppler-Techniken (Einzelpunkt- oder Laser-Doppler-Perfusionsbildgeber) gemessen. Der mittlere intraindividuelle Variationskoeffizient für die Messung des maximalen Blutflusses beträgt 6,6 %, bestimmt an 2 Probanden zu 5 unterschiedlichen Zeitpunkten. Unter Verwendung dieser Technik haben die Forscher zuvor Veränderungen der maximalen Hyperämie der Haut bei Typ-2-Diabetes und bei Frauen mit Schwangerschaftsdiabetes in der Vorgeschichte beobachtet.

Nahinfrarotspektroskopie (NIRS). NIRS ist eine nicht-invasive Technik, die die Veränderung des Blutvolumens und die Sauerstoffversorgung der Mikrozirkulation in verschiedenen Gewebebetten, einschließlich Muskeln und Gehirn, bewertet. Sie funktioniert nach den gleichen Prinzipien wie ORS, außer dass sie eine Nahinfrarot-Lichtquelle anstelle von sichtbarem verwendet hell. Da Nahinfrarot (760 - 840 nm) eine längere Wellenlänge als sichtbares Licht hat, streut es weniger und hat daher eine größere Eindringtiefe, die es ermöglicht, die Sauerstoffversorgung im Muskel oder Gehirn zu beurteilen, wo es in Bezug auf unsere Bewertung verwendet wird der Erkenntnis.

. Die Insulinsensitivität wird am Ende der beiden Behandlungsphasen mit einer hyperinsulinämischen isoglykämischen Klemme (einer modifizierten Version der hyperinsulinämischen euglykämischen Klemme) gemessen. Eine vorbereitete Infusion mit konstanter Rate von löslichem Insulin (2,0 mkg pro Minute) wird für 180 Minuten verabreicht und eine Infusion mit variabler Rate von 20 % Glucose wird verabreicht, um die Isoglykämie aufrechtzuerhalten. Der isoglykämische Sollwert wird bestimmt, indem der Mittelwert von zwei Nüchtern-Blutzuckermessungen genommen wird, die am Tag des Gefäßtests und vor der Klemme durchgeführt werden. Die Insulininfusion wird in 45 ml 0,9 % NaCl und 5 ml Blut des Patienten zubereitet, um die Adsorption von Insulin an Kunststoffoberflächen zu verhindern. In 5-Minuten-Intervallen werden 2 ml Blutproben aus einer dorsalen Handvene entnommen. Im Steady State wird M nach einer einfachen mathematischen Formel aus der Glukoseinfusionsrate und der Seruminsulinkonzentration berechnet.

Strömungsvermittelte Vasodilatation, die als Maß für die Produktion von endothelialem Stickoxid auf einen Standardreiz (Scheren) verwendet wird. Wie zuvor beschrieben und gemäß Konsensus-Richtlinien, peripheres vaskuläres Endothel abhängig (d. h. NO-vermittelte) Vasodilatation als Reaktion auf reaktive Hyperämie des Unterarms wird bestimmt, indem die Durchmesseränderung der Brachialarterie unter Verwendung von Linear-Array-B-Mode-Ultraschall und automatisierter Kantenerkennungssoftware (MIA, Iowa, USA) gemessen wird. Eine reaktive Hyperämie wird durch einen Verschluss des Blutflusses zum oberen Unterarm unter Verwendung einer auf 250 mmHg aufgepumpten Manschette für 5 Minuten, gefolgt von einer schnellen Entleerung, induziert. Der Blutfluss während der reaktiven Hyperämie wird mit einem Ultraschall-Doppler-System zur Berechnung und Analyse des Scherratenreizes gemessen. Die vaskuläre Endothel-unabhängige Vasodilatation (interne Kontrolle) wird durch die Brachialarterien-Dilatation zu sublingualem Nitroglycerin (0,4 mg) bestimmt. Der intraindividuelle Variationskoeffizient für die flussvermittelte Dilatation beträgt 8,1 %.

VO2max-Tests: Statische Fahrradbelastungstests werden durchgeführt, um die Sauerstoffaufnahmekinetik während submaximaler Belastung und maximale Sauerstoffaufnahme unter Verwendung von Standardverfahren zu bestimmen. Während der Belastungstests wird Nah-Infrarot-Spektroskopie verwendet, um die Veränderungen in Muskeloxy, Deoxy und Gesamthämoglobin zu messen, die mit der Belastung einhergehen.

Kognitive Funktionstests: Unter Verwendung des E-Prime-Programms (Psychology Software Tools Inc.) wird eine 30-minütige Reihe kognitiver Funktionstests entwickelt. Diese einfachen Tests führt der Patient während der Eingewöhnungszeit am Laptop durch

Nitrit- und Nitrat-deproteinisierte Plasmaproben werden mit einem Sievers-Stickstoffoxid-Analysator (Sievers NOA 280i, Analytix Ltd, Durham, UK) und einer Modifikation unserer früheren Chemilumineszenz-Technik auf Nitrit- und Nitratkonzentration analysiert