Auswirkungen der reaktiven Hypoglykämie auf die Wahrnehmung in früheren oder späteren Chronotypen (GlyCoBrainI2)

Studien an jungen Erwachsenen weisen auf vorteilhafte Auswirkungen eines Frühstücks mit niedrigem Gi auf die kognitive Leistung hin. Eine Metaanalyse von 17 Studien ergab die Vorteile eines Frühstücks mit niedriger glykämischer Last im sofortigen verbalen Gedächtnis nur im späten postprandialen Zeitraum. Die Metaanalyse berichtete über keine Gesamteffekt auf die Aufmerksamkeit bei Erwachsenen, legt jedoch Vorteile für die Aufmerksamkeit bei Kindern, Jugendlichen und jungen Erwachsenen nahe. Mechanismen, die die zeitabhängigen Vorteile eines Frühstücks mit niedriger Glykämie (GL) erklären, sind nicht vollständig verstanden. Die Bereitstellung von Glukose am Gehirn wird derzeit als zentraler Mechanismus diskutiert, der Mehlgi/GL mit der Wahrnehmung verbindet. Im Allgemeinen ist Glukose für kognitive Bemühungen erforderlich, wie durch Abnahmen der lokalen extrazellulären Glukosekonzentrationen im aktivierten Gehirnbereich nachgewiesen wird. Die wichtigste Neurotransmittersynthese im Gehirn benötigt Glukose. Der Glukosestoffwechsel kann das Gedächtnis durch Tryptophan -Nutzung und Serotoninkonzentrationen beeinflussen. Insgesamt kann der Gedächtnisverbesserungswirkung von Glukose im Gehirn relativ konstante Blutzuckerspiegel anstelle hoher Glukosemengen an sich erfordern. Während hohe GI-Lebensmittel einen vorübergehenden Anstieg des Blutzuckerspiegels hervorrufen, führen niedrige GI-Lebensmittel zu einer anhaltenderen und länger anhaltenden Bereitstellung von Glukose. Die späte postprandiale Phase, wenn kognitive Vorteile von niedrigen GI/GL-Mahlzeiten am auffälligsten sind, fällt mit der Zeit nach einer reaktiven Hypoglykämie nach einer Mahlzeit mit hohem GI zusammen. Um die Auswirkungen von GI und reaktivem Hypoglykämie zu entwirren, ist es ratsam, Getränke wie Fruchtsäfte zu untersuchen - gekennzeichnet durch ein niedriges GI, das jedoch noch früher postprandial reaktive Hypoglykämie induziert. Dementsprechend sollten auch nachteilige Auswirkungen auf die Wahrnehmung früher wie beim Hochgi-Frühstück beobachtet werden. Da jüngste Arbeiten darauf hindeuten, dass es einen optimalen Blutzuckerbereich für die kognitive Leistung geben kann und dass dieser optimale Bereich durch kognitive Domäne unterschiedlich sein kann, sollte eine kontinuierliche Glukoseüberwachung zusätzlich zu den herkömmlichen Messpunkten direkt vor dem kognitiven Test verwendet werden. Die Vorteile eines niedrigen GI/GL -Frühstücks für die kognitive Funktion wurden jedoch auch ohne Unterschiede im Blutzuckerspiegel beobachtet. Dies kann auf eine akut verbesserte postprandiale Insulinempfindlichkeit und/oder niedrigere Cortisolspiegel zurückzuführen sein, die durch Mahlzeiten mit niedrigem GI hervorgerufen werden. Dementsprechend scheinen begleitende Untersuchungen aller drei Faktoren, d. H. Glukose-, Insulin- und Cortisolspiegel, notwendig zu sein, um potenzielle Mechanismen zu entwirren. Die oben genannte Metaanalyse fand auch größere Vorteile für Personen mit einer besseren Glukose-Toleranz, obwohl das Alter dies kann. Studien legen nahe, dass junge Erwachsene mit einer schlechteren Glukosetoleranz auch im gesunden Bereich für diese Auswirkungen anfälliger sein können. Während die Glukosetoleranz einem zirkadianen Rhythmus folgt, der am Abend am niedrigsten ist, aufgrund einer verringerten Pankreas-β-Zellfunktion und der Insulinreaktion, der circadianen Fehlausrichtung bei jungen Erwachsenen mit späterer Chronotypen--impaandere Glukosetoleranz, auch beim Frühstück, aufgrund einer verringerten Insulin-Sensitivität. Diese Fehlausrichtung, die häufig durch soziale Jetlag verursacht wird, wurde mit Fettleibigkeit, Typ -2 -Diabetes, höherem Blutzucker-, HbA1c -Spiegel und einem erhöhten Risiko für Depressionen in Verbindung gebracht. Es bleibt unklar, ob Personen mit späteren Chronotypen nach dem Frühstück für eine reaktive Hypoglykämie anfälliger sind.

Hypothese

1. Reaktive Hypoglykämie als Reaktion auf ein Getränk mit niedrigem Gi-Getränk beeinträchtigt den Gedächtnis und die Aufmerksamkeit nach ca. 90 Minuten
2. Reaktive Hypoglykämie nach dem Verbrauch von Getränkern mit niedrigem GI ist bei gesunden Personen mit einem späteren Chronotyp stärker ausgeprägt
3. Die nachteilige Wirkung eines Frühstücks mit niedrigem GI-induzierter reaktiver Hypoglykämie auf das Gedächtnis und die Aufmerksamkeit zeigt sich besonders bei Personen mit einem späteren chronotypen AIM Diese Ernährungsversuch zielt darauf ab, zu untersuchen, wie niedrige Gi-Getränke eine reaktive Hypoglykämie und ihre Auswirkungen auf das Gedächtnis und die Aufmerksamkeit nach den Mahlzeiten in der Postprandialphase induzieren. Wir wollen die Auswirkungen von Chronotypen in zwei Studentenproben untersuchen: diejenigen mit früheren und späteren Chronotypen. Darüber hinaus untersucht unsere Studie die Relevanz des Chronotyps für den postprandialen Verlauf der Glukose (einschließlich des Auftretens von reaktiven Hypoglykämien) Insulin- und Cortisolspiegeln.

Methodik

Teilnehmer gesunde, deutschsprachige Studenten an der Paderborn University (Früh- oder Spätchronotyp)

Probengröße Berechnung:

Wir stützen unsere Stichprobengrößenberechnung auf den Unterschied im sofortigen Gedächtnis und die Studie, die in der Metaanalyse am besten bewertet wird. Bei einer Standardabweichung von 3,6 und 4,3 in beiden Gruppen und einer standardisierten mittleren Differenz von 0,31 für Menschen mit einer besseren Glukosetoleranz (entsprechend der mittleren Differenz von 1,12) benötigen wir 44 Teilnehmer in der kleinsten Untergruppe mit einer gegebenen Leistung von 80% und Alpha von 0,05, unter Berücksichtigung einer Korrelation von 0,8 zwischen beiden Messungen (berechnet mit Stata berechnet mit Stata, und mit Stata. 17.0). Wir gehen davon aus, dass 66% der eingeladenen Studenten teilnehmen und 75% der Studie abschließen werden. Daher müssen 117 den vollständigen Datensatz von 88 Personen (44 mit einem frühen Chronotyp und 44 mit einem späten Chronotyp) (44 mit einem frühen Chronotyp und 44 mit einem späten Chronotyp) mit einem frühen Versuch abgeschlossen werden. Beide Chronotyp -Proben weisen eine gleiche Geschlechtsverteilung auf.

Beide Proben werden zur Teilnahme an der Crossover -Ernährungsversuch eingeladen, ausgenommen Raucher, Schichtarbeiter oder Reisende von> 2 Zeitzonen in den letzten 3 Monaten, und Personen, die Methylphenidat oder Melatonin einnehmen. Die Schüler werden an 2 Frühstückskognitionstests teilnehmen, die jeweils nach einem Fasten über Nacht um 8 Uhr morgens über 2 Wochen einschließlich einer Woche aus dem Auswaschen einnehmen. Die Teilnehmer werden zufällig einer von zwei Sequenzgruppen zugeordnet, die sich nur in der Interventionssequenz unterscheiden (Isomaltulose®-Getränk, Glucose-Fructose-Sucrose-Getränk oder Glucose-Fructose-Sucrose-Getränke, Isomaltulose®-Getränk). Randomisierungslisten werden von einem externen statistischen Berater der Universität Esbjerg nach Geschlecht und Chronotyp bereitgestellt. Für 4 Gruppen mit jeweils 30 Slots wurde eine randomisierte Liste unter Verwendung eines Block -Randomisierungsansatzes generiert. Die Randomisierung wurde unter Verwendung von STATA mit 5 Blöcken durchgeführt, um das Gleichgewicht zwischen den Gruppen zu gewährleisten.

Die Teilnehmer erhalten zwei verschiedene einfache Getränkefrühstücke:

1. Getränk mit niedrigem GI-Getränk, die eine reaktive Hypoglykämie ("Glucose-Fructose-Sucrose-Getränk") verursacht
2. Low-GI-Getränk, das keine reaktive Hypoglykämie ("Isomaltulose®-Getränk") induziert, die aus 75 g Isomaltulose besteht, die in 500 ml Leitungswasser gelöst ist

Die Intervention folgt einem 2-wöchigen Zeitplan:

Woche 1: Die Teilnehmer sind zum Vorbereitungstag 1 (Freitag) eingeladen, in dem eine venöse Probe mit nüchternem Blut zur Bestimmung von Nüchternlipiden, hochempfindlich-C-reaktivem Protein, Alanin-Aminotransferase und Gamma-Glutamyltransferase die rekrutierten Teilnehmer bestimmen. Um den zuvor festgelegten Chronotyp in der Glycobrain -Beobachtungsstudie zu validieren, wird der Chronotyp der Teilnehmer erneut unter Verwendung des München -Chronotyp -Fragebogens bewertet. (MCTQ, © Roenneberg und Kollegen, 2003). Die Körperzusammensetzung wird durch Bioimpedanzanalyse (MBCA 515, Seca, Deutschland) neu bewertet, um einzelne Prozentsätze von Körperfett, Muskelmasse, Gesamtwasserwasser und extrazellulärem Wasser abzuschätzen. Das Körpergewicht wird unter Verwendung des Analysators für medizinische Körperzusammensetzer (MBCA) gemessen. Die Körperhöhe wird unter Verwendung einer Ultraschallmessstation (SECA 287 dB) gemessen. Der Taillenumfang wird im Mittelpunkt zwischen dem unteren Brustkorb und dem Hüftknochen des exponierten Oberkörpers gemessen.

Die kontinuierliche Glukoseüberwachung (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) wird aktiviert, und ein Beschleunigungsmesser wird verwendet, um die Bewegung und die Schlaf-/Weckerkrankungen zu messen (so dass auch Chronotyp bestätigt wird). Ein standardisiertes Abendessen wird am Abend vor der Intervention konsumiert, um sekundäre Mahlzeiteneffekte zu vermeiden, z. verursacht durch Pulskonsum. Die Teilnehmer werden gebeten, eine Trainingseinheit auf der Kognitionsbatterie durchzuführen (siehe unten).

Die tatsächliche Intervention beginnt drei bis fünf Tage später um 8 Uhr morgens, wobei jeden Tag wie folgt läuft:

• Herzfrequenzgürtel zur Messung der Herzfrequenzvariabilität in Kombination mit der Unite -Fitness -Uhr (Polar Electro, Finnland).
• Minimale invasive Kapillarblutproben, die bei -40, 30, 80 und 140 Minuten (im Verhältnis zum Zeitpunkt des Trinkens des Getränks) entnommen werden, werden zur Bestimmung der Glukose- und Insulinspiegel verwendet
• Nicht -invasiv Cortisolproben aus Speichel bei -40, 80 und 140 Minuten
• kontinuierliche Glukosemessungen
• Kognitionstest bei -30, 90 und 150 Minuten
• Testgetränke Frühstück einschließlich Glukose-Fructose-Sucrose oder Isomaltulose, die zum Zeitpunkt 0 betrunken werden, d. H. 09:00 Uhr.
• Weitere Messungen: Appetit, Durst und Stimmung werden mit jeweils -40, 30, 80 und 140 Minuten unter Verwendung einer validierten visuellen Analogskala bewertet
• Die Entfernung aller Geräte und die Bereitstellung eines freiwilligen Frühstücks in 180 Minuten Glukosespiegel werden direkt unter Verwendung von Hemocue Glucose 201 RT -Analysator (Hemocue AB, Schweden) bestimmt. Die Plasma-Insulinkonzentration und die Cortisolkonzentration im Speichel werden durch einen enzymgebundenen Immunosorbent-Assay (ELISA) unter Verwendung eines Kits von IBL/Tecan bestimmt.

Woche 2: Auch hier wiederholen die Teilnehmer den Vorbereitungstag wie zuvor (Tag 2), mit Ausnahme von BIA-, MCTQ- und Venösen Blutprobenmessungen. Die Intervention dauert dann 3 bis 5 Tage nach dem Vorbereitungstag nach der gleichen Zeitskala wie am Interventionstag 1.

Die Bewertung der Kognitionstests unter Verwendung der Testbatterie wird voraussichtlich jedes Mal insgesamt ungefähr 25 Minuten dauern. Die Tests umfassen eine Reihe von Tests, die vom ALA Institute Bochum entwickelt wurden und in unseren früheren Studien angewendet wurden.

• (Verzögert) Verbaler Gedächtnistest (Fähigkeit, sofort 30 Wörter abzurufen (Rückruf) und nach 20 Minuten (verzögerter Rückruf))
• Visuell-räumlicher kurzfristiger Arbeitsgedächtnis-Test (ein Corsi-Block-Tap-Tester-äquivalent, d. H. Ein Tipp einer Sequenz von bis zu neun identischen räumlich getrennten Blöcken, wodurch die Schwierigkeit nach der Anzahl der vorgestellten Blöcke nacheinander erhöht wird).
• Test der selektiven und anhaltenden Aufmerksamkeit und visuelle Scangeschwindigkeit (eine modifizierte Version des D2-Aufmerksamkeitstests, bei dem die reaktionsspezifischen Anzeichen innerhalb einer Reihe von vorgestellten Anzeichen bewertet werden.
• Test der räumlichen Aufmerksamkeit und der Schaltfähigkeit zwischen zwei verschiedenen Aufgaben (alternative Version der Trail -Making -Aufgabe)
• Test der tonischen Wachsamkeit (Einfacher Reaktionszeittest)
• Test der Hemmung, d. H. Die Fähigkeit, eine Präpotenteilung unter Verwendung einer Flanker -Aufgabe zu hemmen. In jedem Versuch werden den Teilnehmern drei überlagerte Dreiecke vorgelegt. Die oberen und unteren Dreiecke (Flanker) zeigen in die gleiche Richtung, jedoch unabhängig vom mittleren Dreieck (Ziel). Während der No-Go-Versuche ersetzt ein Kreis das Ziel. Die Teilnehmer sollen die Tasten nach links oder rechts gemäß der Richtung des Ziels drücken oder nicht im Falle eines Bedingung mit No-Go-Bedingungen reagieren. Jeder Versuch wird als kompatible, inkompatible oder go eingestuft.
• Ein Dummy -Test, um sicherzustellen, dass der verzögerte Rückruf genau 20 Minuten nach dem sofortigen Rückruf beginnt

Statistische Analyse Multilevel -Regressionsmodelle werden verwendet, um die Auswirkung der Interventionen auf das sofortige verbale Gedächtnis nach 90 Minuten zu bewerten. Identische Modelle werden für die anderen kognitiven Ergebnisse verwendet. Wechselwirkungen zwischen dem Interventionseffekt und dem Chronotyp werden getestet, und es werden geschichtete Analysen basierend auf dem Chronotyp durchgeführt. Weitere Analysen werden die Empfindlichkeit von Insulin und andere Faktoren wie Cortisol, Appetit, Durst und/oder Stimmung berücksichtigen, um zu untersuchen, ob die beobachteten Effekte durch diese Faktoren teilweise erklärt werden könnten. Mehrstufige Regressionsanalysen mit wiederholten Messungen bewerten die Relevanz des Chronotyps für eine reaktive Hypoglykämie.