Rückatmungsinduzierte Hypoxie und Glukosespiegel

Es wird vorhergesagt, dass 1 von 3 Erwachsenen bis 2050 an Diabetes erkranken wird, was bedeutet, dass ein großer Prozentsatz der Bevölkerung einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen ausgesetzt sein wird, der häufigsten Todesursache bei Patienten mit Typ-2-Diabetes. Während regelmäßige Bewegung die Insulinresistenz und die erhöhten Glukosespiegel im Zusammenhang mit Typ-2-Diabetes reduziert, halten sich nur 28 % der erwachsenen Bevölkerung mit Diabetes an die Empfehlungen für körperliche Aktivität. Es besteht daher ein dringender Bedarf, alternative, nicht-pharmakologische Interventionen zur Vorbeugung und Behandlung von Typ-2-Diabetes zu identifizieren.

Eine verringerte Sauerstoffverfügbarkeit oder Hypoxie ist weithin mit der Entwicklung einer Insulinresistenz verbunden. Paradoxerweise löst Hypoxie auch die Glukoseaufnahme unabhängig von den Wirkungen von Insulin aus. In der Tat stimuliert das Einatmen geringer Sauerstoffmengen die Glukoseaufnahme in den Skelettmuskeln durch die Aktivierung der 5'-Adenosinmonophosphat-aktivierten Proteinkinase (AMPK). Diskrepanzen in Bezug auf die Wirkung von Hypoxie auf die Glukosehomöostase können der Dauer und Art (nächtlich vs. tagsüber) der hypoxischen Exposition zugeschrieben werden. Zum Beispiel sind die vielen schweren hypoxischen Anfälle, die mit obstruktiver Schlafapnoe verbunden sind, mit einer verschlechterten glykämischen Kontrolle verbunden, während eine hypoxische Exposition, die aus einer begrenzten Anzahl von kurzen Anfällen mäßiger Hypoxie besteht, die glykämische Kontrolle verbessert. Daher könnte eine Intervention, die kurze hypoxische Zustände induzieren kann, wie sie durch einen reduzierten Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs beobachtet werden, den postprandialen Anstieg der Glukosespiegel dämpfen.

Der Anteil des eingeatmeten Sauerstoffs kann reduziert werden, indem einige Minuten lang in ein geschlossenes Kreislaufsystem mit geringem Volumen zurückgeatmet wird, das Umgebungsluft enthält. Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist es daher, die Wirkung von wenigen Anfällen rückatmungsinduzierter Hypoxie auf die Glukoseaufnahme während eines oralen Glukosetoleranztests bei gesunden Personen, Personen mit Prädiabetes und Patienten mit Typ-2-Diabetes zu bestimmen. Wenn unsere erwarteten Ergebnisse erreicht werden, besteht unser nächster Schritt darin zu bestimmen, ob wiederholte Sitzungen mit rückatmungsinduzierter Hypoxie (5 Sitzungen pro Woche über 1-3 Monate) zu Verbesserungen der glykämischen Kontrolle führen.