Diabetesrisiko in East London und sein Zusammenhang mit Vitamin D nach ethnischer Gruppe (DELVE) (DELVE)

Hintergrund

Die Gesundheitsmuster unterscheiden sich deutlich zwischen ethnischen Minderheitengruppen und der weißen Bevölkerung. Im Vereinigten Königreich (UK) ist das Risiko, an Diabetes zu erkranken, bei Südasiaten (SAs) zwei- bis sechsmal höher und bei Schwarzafrikanern aus der Karibik (ACs) bis zu dreimal höher als bei weißen Kaukasiern und Menschen in diesen Gruppen die Erkrankung in einem jüngeren Alter entwickeln. East London gehört zu den Gebieten mit dem höchsten Anteil an Minderheitengruppen und der höchsten Prävalenz von Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM). Obwohl mehrere Faktoren identifiziert wurden, darunter sozioökonomische Stellung, Ernährung, Kultur und Einstellung, Sprachbarrieren, genetische, epigenetische und Lebensstile, ist die Erforschung der biologischen Vielfalt noch viel zu wenig erforscht. Jüngste Untersuchungen ergaben, dass der postprandiale Glukosepeak bei SAs nach identischer Kohlenhydratbelastung zwei- bis dreimal größer ist als der bei weißen Kaukasiern. Unsere unveröffentlichten Daten zeigten auch, dass der postprandiale Glukosepeak bei nicht-weißen (Chinesen, Indern und Schwarzen) signifikant höher war als bei weißen Teilnehmern (6,11 nmol/L vs. 5,15 nmol/L, P = 0,015) nach dem Verzehr von Weißbrot. Obwohl davon ausgegangen wird, dass Fettleibigkeit 80–85 % des Risikos für die Entwicklung von T2DM ausmacht, weil Fettleibigkeit eine Insulinresistenz verursacht, und einige Minderheitengruppen, z. Die schwarzafrikanische und karibische Bevölkerung weist eine höhere Prävalenz von Übergewicht und Adipositas auf als weiße Kaukasier (73,6 % gegenüber 63,3 %). Andere biologische Mechanismen wurden nur spärlich untersucht, darunter Vitamin D (VitD). VitD-Mangel bei Minderheitengruppen im Vereinigten Königreich ist allgemein bekannt und wird als unerkannte Epidemie beschrieben. Im Vereinigten Königreich weisen 50 % der SAs und 33 % der schwarzen ACs einen VitD-Mangel auf, im Vergleich zu 17,5 % bei weißen Kaukasiern, hauptsächlich aufgrund einer stärker subkutanen Pigmentierung, die Ultraviolett B aus dem Sonnenlicht absorbiert und die VitD-Produktion in der Haut und in hohen Breiten reduziert VEREINIGTES KÖNIGREICH. Diese Situation ist in East London noch schlimmer, da 47 % der AC-Bevölkerung und 42 % der SA-Bevölkerung einen VitD-Mangel hatten, verglichen mit 17 % der weißen Bevölkerung in Tower Hamlets. Bei gesunden Erwachsenen und Diabetikern wurde ein umgekehrter Zusammenhang zwischen den Serum-25(OH)D-Spiegeln und der Insulinresistenz beobachtet. Jüngste Erkenntnisse zeigen, dass eine Vitamin-D-Supplementierung zur Verbesserung der Blutzuckerkontrolle und der Insulinresistenz bei T2DM-Patienten beitragen kann. Für Minderheitengruppen oder Einwohner in East London liegen jedoch nur wenige Belege vor, was darauf hindeutet, dass die Gemeinden im Osten Londons, AC und SA in der Evidenzbasis rund um Diabetes und Vitamin D unterrepräsentiert sind. VitD spielt eine wichtige Rolle im Kalziumstoffwechsel und ist an der Modulation des neuromuskulären Zellwachstums beteiligt und Immunfunktion sowie die Verringerung von Entzündungen aufgrund seiner Rezeptoren, die in fast allen menschlichen Zellen, einschließlich der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse, allgegenwärtig exprimiert werden. Tierstudien zeigen, dass die Behandlung mit VitD die Insulinproduktion und -empfindlichkeit verbessert und die erhöhte Insulinsekretion möglicherweise durch einen höheren intrazellulären Kalziumspiegel verursacht wird. Darüber hinaus kann 1,25(OH)2D (die aktive Form von VitD) das Wachstum und die Differenzierung von β-Zellen modulieren. Die sekundär hohe Konzentration des Parathormons (PTH) und erhöhte Entzündungsmarker im Zusammenhang mit einem VitD-Mangel können ebenfalls zu einer Glukoseintoleranz führen. VitD kann über Fettleibigkeit einen indirekten Einfluss auf die Blutzuckerkontrolle haben. Unsere und viele andere Untersuchungen haben einen signifikanten umgekehrten Zusammenhang zwischen Body-Mass-Index (BMI) und Serum-25(OH)D gezeigt. Es wird angenommen, dass dies auf einen Komplex gegenseitiger Beeinflussung zurückzuführen ist, da VitD-Rezeptoren auf Fettzellen exprimiert werden und deren Funktionen regulieren. Dies deutet darauf hin, dass ein VitD-Mangel eine der Ursachen für Fettleibigkeit sein könnte und somit indirekt zu einem erhöhten T2DM-Risiko führt.

Die postprandiale glykämische Reaktion (PGR) hat Auswirkungen auf die T2DM-Entwicklung. Der orale Glukosetoleranztest (OGTT) wird häufig verwendet, um die Insulinsensitivität und die Funktion der β-Zellen der Bauchspeicheldrüse zu beurteilen und die Stoffwechselkapazität einer Person im Umgang mit kohlenhydrathaltigen Nahrungsmitteln zu beurteilen. Eine kürzlich veröffentlichte Studie deutete jedoch darauf hin, dass zwischen OGTT und Nahrungsaufnahme innerhalb des Probanden Variationen des PGR-Musters bestehen können, was auf die Notwendigkeit einer Kombination von OGTT und einem Mahlzeiten-/Getränketoleranztest für ein individuelles Blutzuckermanagement schließen lässt. Das Bewusstsein für VitD und seine Auswirkungen auf die Gesundheit ist im Vereinigten Königreich gering. Obwohl die COVID-19-Pandemie VitD ins öffentliche Bewusstsein gerückt hat, zeigt eine aktuelle britische Umfrage, dass 49 % der Erwachsenen die Richtlinien der britischen Regierung für Vitamin D nicht kennen. Eine solche Umfrage ist weder für Minderheitengruppen noch für Einwohner von East London verfügbar . Die Forscher sind an der Vitamin-D-Zufuhr über die Nahrung zwischen verschiedenen ethnischen Gruppen in East London interessiert, die teilweise den VitD-Status in der Zielbevölkerung erklären wird, und es besteht ein dringender Bedarf an Forschung zur Minderheitenbevölkerung, um gesundheitliche Ungleichheit anzugehen.

Ziele

Es sollte der Unterschied in der postprandialen glykämischen Reaktion auf orale Glukosetoleranztests und den Orangensaftkonsum zwischen weißen kaukasischen, südasiatischen und schwarzafrikanischen und karibischen Erwachsenen untersucht werden

Es sollte der Zusammenhang der 25(OH)D-Serumkonzentration mit der postprandialen glykämischen Reaktion auf orale Glukosetoleranztests und den Orangensaftkonsum zwischen weißen kaukasischen, südasiatischen und schwarzafrikanischen und karibischen Erwachsenen untersucht werden

Bewertung des Wissens und der Wahrnehmung von Vitamin D sowie der Vitamin-D-Zufuhr über die Nahrung bei weißen kaukasischen, südasiatischen, schwarzafrikanischen und karibischen Erwachsenen

Studiendesign

Hierbei handelt es sich um eine akute, randomisierte Crossover-Designstudie mit wiederholten Messungen. 126 gesunde Erwachsene, die in East London leben, werden aus weißen kaukasischen, südasiatischen, schwarzafrikanischen und karibischen Bevölkerungsgruppen rekrutiert (n=42 in jeder Gruppe).

Rekrutierung

Die Teilnehmer werden auf zwei Arten rekrutiert:

• Von Mitarbeitern und Studenten, die im Osten Londons wohnen und über eine Gatekeeper-Genehmigung verfügen. Stellenanzeigen werden an Mitarbeiter und Studenten der City, University of London verteilt.
• Von lokalen Gemeinden in East London mit Gatekeeper-Genehmigungen. Weitere Gemeinden in Ost-London werden identifiziert, die uns bei der Rekrutierung durch die Verbreitung der Projektanzeige unterstützen, z. B. das East London Community College, die East London Community Band und verschiedene Gemeindezentren in Ost-London. Darüber hinaus werden die Werbebroschüren mit Genehmigung der Pförtner in örtlichen Supermärkten, Bibliotheken, Friseursalons, Lebensmittelgeschäften usw. ausgehängt.

Behandlungen

Die Teilnehmer konsumieren ein Glukosegetränk (75 g Glukose in 300 ml Wasser, 281 kcal), das für den oralen Glukosetoleranztest (OGTT) verwendet wird, und reinen Orangensaft (OJ, 100 % reiner gepresster Orangensaft glatt 300 ml mit 129 kcal, 30 g Zucker, 0,3 g Ballaststoffe, 1,8 g Protein und 90 mg Vitamin C) zu einzelnen Zeitpunkten im Abstand von mindestens 48 Stunden und in zufälliger Reihenfolge. Die Teilnehmer werden angewiesen, jeden Getränkekonsum innerhalb von 5 Minuten zu konsumieren (die benötigte Zeit wird aufgezeichnet). Während der zweistündigen Studienzeit bleiben die Teilnehmer sesshaft und können nichts zusätzlich essen und trinken.

Proben- und Datenerfassung

In der Nacht vor jedem Studienbesuch werden die Teilnehmer gebeten, ihrem normalen Ernährungsmuster zu folgen, gut zu schlafen und Alkohol und intensive körperliche Betätigung zu vermeiden. Die Teilnehmer werden angewiesen, vor Beginn ihres Besuchs mindestens acht Stunden lang zu fasten.

Die Blutzuckerkonzentration wird zu Beginn (0 Minuten), +30 Minuten, +60 Minuten, +90 Minuten und 120 Minuten durch Blutentnahme aus dem Finger gemessen. Nur beim ersten Besuch werden zu Studienbeginn (0 Minuten) mittels Aderlass 7 ml Nüchternblut entnommen, um Serum-25(OH)D, C-reaktives Protein (CRP), Parathormon (PTH), Kalzium, Cholesterin und hohe Werte zu messen -Dichte-Lipoprotein (HDL). Der Body-Mass-Index (BMI) und die Fettzusammensetzung werden mit einem Stadiometer und einer bioelektrischen Impedanzanalyseskala (Tanita, Amsterdam) gemessen. Die Teilnehmer füllen (zu Studienbeginn) einen Vitamin-D-Wissensfragebogen aus, der demografische Fragen einschließlich der ethnischen Zugehörigkeit enthält. Die Aufnahme von Vitamin D über die Nahrung wird anhand eines geschätzten Ernährungstagebuchs bewertet, das die Teilnehmer an vier aufeinanderfolgenden Tagen (zwischen Besuch 1 und 2) führen.

Randomisierung

Die Reihenfolge des Getränkekonsums wird mithilfe der Excel-Zufallsfunktion randomisiert. Einzelheiten finden Sie weiter unten. In der Excel-Tabelle wird eine Liste der Teilnehmer (von 1-126) in einer Spalte angezeigt. In der nächsten Spalte wird die Funktion RANDBETWEEN verwendet und 0 und 1 als Bereich ausgewählt, um zufällig den Wert 0 oder 1 zu generieren. Teilnehmer mit einem Wert von 0 konsumieren Glukosegetränke, während Teilnehmer mit einem Wert von 1 reine Orangen konsumieren Saft als erstes Getränk.

statistische Analyse

Diese Studie zielt darauf ab, eine Variabilität von mindestens 25 % der postprandialen glykämischen Reaktion zwischen drei ethnischen Gruppen zu erreichen, wobei die Reaktion von fünf verschiedenen Zeitpunkten mit 30-Minuten-Intervallen für jede Person ausgeht und um eine Aussagekraft von 90 % der Studie zu erreichen, sind 42 Personen beteiligt erforderlich in jeder Gruppe (n=126 insgesamt) bei einem Signifikanzniveau von 5 %. Kontinuierliche Daten werden als Mittelwert ± Standardabweichung dargestellt. Kategoriale Daten werden als Prozentsatz dargestellt. Eine Zwei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen wird verwendet, um die Wirkung der Behandlung (zwei Getränke) (innerhalb des Probanden), die Wirkung-Zeit-Interaktion und die Auswirkungen zwischen Probanden (Ethnizität, Geschlecht, BMI-Kategorien) auf die Blutzuckerkonzentrationen (fünfmal) zu bewerten -Punkte). Kontinuierliche Variablen (z. B. 25(OH)D usw.) zwischen Gruppen werden durch eine Zwei-Wege-ANOVA analysiert. Die diätetische VitD-Aufnahme zwischen den Gruppen wird durch eine einfache ANOVA (drei Gruppen) oder einen unabhängigen T-Test (zwei Gruppen) analysiert, sofern die Daten normalverteilt sind, andernfalls wird der Mann-Whitney-Test verwendet. Kategoriale Variablen, z.B. Der Prozentsatz des VitD-Mangels wird mittels Chi-Quadrat zwischen den Gruppen verglichen. Die Datennormalität wird durch den Kolmogorov-Smirnov-Test getestet. Die verallgemeinerten linearen gemischten Modelle (GLMMs) für Längsschnittdaten werden auch zur Modellierung der glykämischen Reaktion im Zeitverlauf verwendet, da dieses Modell die Korrelation zwischen Beobachtungen innerhalb jedes Individuums berücksichtigt und Störfaktoren (z. B. BMI, Alter). Die statistische Signifikanz wird mit einem p-Wert und einem 95 %-Konfidenzintervall bei einem Signifikanzniveau von 5 % angegeben. Zur Datenanalyse wird die Statistiksoftware International Business Machines (IBM) SPSS 29 eingesetzt. Um mit fehlenden Daten umzugehen, wird die Regressionsimputation verwendet. Für die Datenanalyse werden sowohl die Intention-to-Treat-Analyse als auch die Per-Protokoll-Analyse verwendet.