Efecto de los carbohidratos fermentables en la homeostasis de la glucosa (FermCarb)

TÍTULO El efecto de los carbohidratos fermentables en el control del peso y la glucemia en personas con alto riesgo de desarrollar DMT2

OBJETIVOS Evaluar el efecto de los carbohidratos fermentables en sujetos con prediabetes sobre:

1. Regulación del apetito
2. Homeostasis de la glucosa y función de las células B
3. Pérdida de peso y cambios en la composición corporal.
4. Mantenimiento de la pérdida de peso.
5. Marcadores de Estrés Oxidativo

DISEÑO Los investigadores planean realizar 3 investigaciones. Las investigaciones 1 y 2 son ensayos controlados aleatorios cruzados de 14 días de suplementación con 30 g de inulina (carbohidrato fermentable) o un control de celulosa (carbohidrato no fermentable) para describir primero la fisiología y los mecanismos detrás de la regulación del apetito y la homeostasis de la glucosa. La Investigación 3 es un estudio paralelo de control aleatorizado de pérdida de peso seguida de mantenimiento de peso para evaluar la eficacia de los carbohidratos fermentables para disminuir el riesgo de DM2.

POBLACIÓN Hombres o mujeres con sobrepeso y obesos con prediabetes.

TRATAMIENTO Los participantes en el brazo de tratamiento en las 3 investigaciones consumirán inulina 3 veces al día (dosis diaria total: 30 g). Los participantes en el grupo de placebo en las 3 investigaciones tomarán celulosa 3 veces al día (dosis diaria total: 30 g).

DURACIÓN La Investigación 1 tendrá una duración de 16 semanas. La investigación 2 durará 18 semanas. La investigación 3 durará 18 semanas.

ANTECEDENTES

La diabetes tipo 2 (DMT2) es un problema de salud importante en el Reino Unido, como lo es en todo el mundo. El aumento de la prevalencia de DMT2 en el Reino Unido está estrechamente relacionado con el aumento de la prevalencia de la obesidad, y se estima que el riesgo de diabetes aumenta entre un 4,5 y un 9 % con cada kilogramo de peso ganado (1). La prediabetes también se asocia con un aumento en el peso corporal y es un paso crítico en el desarrollo de T2DM.

Tener prediabetes también aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular. Se cree que esto se debe a la hiperglucemia y la variabilidad glucémica observada en el estado prediabético. Tanto la hiperglucemia como la variabilidad glucémica están asociadas con el estrés oxidativo. Se postula que el estrés oxidativo causa daño endotelial que puede conducir a enfermedades cardiovasculares. Las reducciones en la hiperglucemia y la variabilidad glucémica pueden causar una reducción en el estrés oxidativo.

Se ha demostrado que varias hormonas intestinales, liberadas fisiológicamente en respuesta a los alimentos, inhiben poderosamente el apetito humano e inhiben la ingesta de alimentos y la homeostasis de la glucosa (2). Dos de estas hormonas intestinales, el péptido-1 similar al glucagón (GLP-1) y el péptido YY (PYY) se liberan de las células L neuroendocrinas en el colon y tienen efectos supresores del apetito demostrables en animales y humanos (3-6). GLP-1 también mejora el control glucémico al estimular las células B pancreáticas para que secreten insulina de manera dependiente de la glucosa, inhibe la liberación de glucagón y reduce la producción de glucosa hepática (7-9). Se ha demostrado que el tratamiento a largo plazo con agonistas de GLP-1 causa una pérdida de peso significativa en humanos (10).

El trabajo de nosotros mismos y de otros en roedores ha demostrado que los carbohidratos fermentables en la dieta (FCHO) pueden aumentar significativamente los niveles circulantes de PYY y GLP-1 mientras suprimen los centros del apetito en el hipotálamo (11-12). Esto da como resultado una menor cantidad de grasa corporal y grasa abdominal sin ningún efecto general sobre el peso; sin embargo, dado que la grasa abdominal es un importante factor de riesgo cardiovascular en la diabetes, es probable que este efecto sea favorable para la salud (13-14). En humanos, hay una serie de estudios a corto plazo que informan un aumento en la saciedad luego del consumo de FCHO (15-16) y un estudio de un año de duración de niños que consumieron inulina FCHO mostró una pérdida de peso significativa en comparación con los controles (17). También se ha demostrado que FCHO aumenta la sensibilidad a la insulina, reduce los niveles de glucosa en sangre posprandiales y mejora la oxidación de lípidos en sujetos con sobrepeso con y sin diabetes (18,19), efectos que pueden estar mediados por el aumento de GLP-1 inducido por FCHO (GLP- 1 no se midió en estos estudios). Incluso el consumo a corto plazo de FCHO en sujetos sanos tiene un efecto similar sobre el control glucémico (20).

DISEÑO DEL ESTUDIO

La inulina se utilizará como suplemento FCHO en las 3 investigaciones. La inulina no tiene ningún efecto conocido sobre el intestino delgado, ya que se fermenta por completo en el intestino grueso. Por lo tanto, la inulina es ideal para la investigación de la fermentación del intestino grueso sobre el apetito humano, el control glucémico y el mantenimiento del peso. Prueba

PROCEDIMIENTO DE SELECCIÓN

1. La selección telefónica identificará a los miembros de esta cohorte que cumplan con los criterios de selección inicial de:

   Adultos mayores de 18 años, Participantes sin enfermedades metabólicas importantes, incluida la diabetes, sin problemas gastrointestinales conocidos/diagnosticados, como enfermedad inflamatoria intestinal, síndrome del intestino irritable, etc., y sin abuso de drogas o alcohol en los últimos 2 años.

2. En el Centro Sir John McMichael, los participantes se someterán a lo siguiente:

Una prueba oral de tolerancia a la glucosa.

Se tomará una muestra de sangre de 30 ml para hemograma completo, pruebas de función hepática, electrolitos, pruebas de función tiroidea, HbA1c y glucosa.

Se registrará el peso corporal y la altura.

PROTOCOLO DETALLADO

SESIONES DE ESTUDIO DEL APETITO

Visita 1, 2, 3 y 4 en la Investigación 1.

Los participantes llegan en ayunas durante la noche (ayuno de 10 horas). Después de la explicación de los procedimientos y la confirmación de que el participante está feliz de continuar, se registra el peso corporal.

Se inserta una cánula en una vena del antebrazo que facilita la toma de muestras de sangre a lo largo del día. Se extraen dos muestras de sangre de referencia. Las escalas analógicas visuales (VAS) se completan cada vez que se extrae una muestra de sangre. El esquema de muestreo se presenta a continuación. Se tomará un total de 80 ml de sangre durante los días de estudio del apetito de la investigación 1, y se extraerá un total de 115 ml durante cada visita de estudio del apetito en la investigación 3. Cada vez que se tome una muestra de sangre se completarán escalas analógicas visuales para evaluar el apetito. Las preguntas de la escala analógica visual incluyen: "¿Qué tan lleno se siente en este momento?" y "¿Cuánta hambre sientes en este momento?" y "¿Cuánto podrías comer ahora mismo?". Contestarán haciendo una marca vertical en una línea de diez centímetros anclada con los términos "en absoluto" y "extremadamente". De manera similar, se evaluarán los efectos secundarios como náuseas, malestar, flatulencia, distensión abdominal, diarrea y bienestar general.

A la hora 0, se sirve el desayuno y los participantes tendrán 20 minutos para consumir la comida. El almuerzo se sirve a los 240 minutos y la prueba de comida se sirve a los 440 minutos después de que se haya tomado la última muestra de sangre.

Durante la sesión de estudio, se les pedirá a los participantes que minimicen la actividad física. El agua está permitida libremente, aunque se solicitará a los participantes que no beban menos de 10 minutos antes de la muestra de sangre y la finalización de la VAS. A los 440 minutos, se sirve una comida previamente pesada. La comida se sirve en exceso y se pide a los participantes que coman hasta que estén cómodamente llenos. Se sirve una jarra de agua con la comida y también se registrará la ingesta de agua.

En la investigación 3, las sesiones de estudio serán más cortas, consistiendo en un desayuno y una prueba de comida en el almuerzo.

CONSEJERÍA DIETÉTICA UNO A UNO

En la Investigación 3, todos los participantes recibirán asesoramiento dietético en las semanas 1, 2, 4 y 7. La instrucción dada a los participantes se individualizará en función de los requisitos actuales de peso y energía, de acuerdo con el paquete habitual de atención que se ofrecería en una clínica de dietistas. Se indicará a los participantes que apunten a una pérdida de peso del 5% durante 9 semanas.

SUPLEMENTACIÓN EN CONDICIONES DE VIDA LIBRE

El suplemento se proporcionará en sobres (que contienen porciones de 10 g). Durante el período inicial, la ingesta diaria aumentará gradualmente a 30 g por día durante 4 semanas. Durante este período de prueba, los investigadores se comunicarán con los participantes por correo electrónico o por teléfono dos veces para asegurarse de que la suplementación con fibra no tenga efectos secundarios adversos y asegurarse de que se sigan las instrucciones y responder a cualquier pregunta que puedan tener los participantes. Luego, los sujetos toman 30 g al día hasta el final del estudio (a las 6 semanas para la investigación 1 o 18 semanas en la investigación 3).

PERÍODO DE LAVADO

En las investigaciones 1 y 2 habrá un período de lavado de 4 semanas antes de que el sujeto pase a la suplementación alternativa.

REGISTROS DIETÉTICOS, APETITO Y EFECTOS SECUNDARIOS

Se debe completar un registro dietético de 3 días para los 3 días anteriores a las visitas 1, 2 y 3 durante la Investigación 1, y las visitas 1, 6 y 7 durante la Investigación 3. En los mismos días, se evaluarán la sensación de apetito y los efectos secundarios. utilizando escalas analógicas visuales. Las preguntas de la escala analógica visual incluyen: "¿Qué tan lleno se sintió después de comer hoy?" y "¿Cuánta hambre sentiste hoy entre comidas?". Contestarán haciendo una marca vertical en una línea de diez centímetros anclada con los términos "en absoluto" y "extremadamente". De manera similar, se evaluarán los efectos secundarios como náuseas, malestar, flatulencia, distensión abdominal, diarrea y bienestar general.

MÉTODOS PARA EVALUAR LA HOMOSTASIS DE INSULINA Y GLUCOSA PRUEBA DE TOLERANCIA A LAS COMIDAS El participante asistirá a la unidad de investigación clínica en ayuno de 12 horas. Se colocará una cánula en su antebrazo. Se tomarán tres muestras de sangre en ayunas (-30, -15 y 0). Se dará una comida de prueba estándar de una barra de desayuno de Kellogg's y un Ensure Plus. Se tomará sangre a los 0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180 y 240 min. Esto se utilizará para calcular el perfil de glucosa, la respuesta de insulina basal, la insulina de fase dinámica, la sensibilidad a la insulina de fase estática, DI = insulina de fase dinámica X insulina de fase estática, GIP y respuesta de GLP-1.

Monitoreo de glucosa de vida libre: Medtronic iPro Continuous Glucose Monitor se utilizará para evaluar el monitoreo continuo de glucosa de 5 días. Monitoreo continuo de la glucosa durante 5 días para evaluar la homeostasis de la glucosa en "vida libre". Estos datos de glucosa del líquido intersticial se analizarán para medir la glucosa media y la variabilidad glucémica, incluidas las excursiones glucémicas de amplitud media (MAGE), la acción glucémica neta superpuesta continua (CONGA) e índices de riesgo como el índice de glucosa en sangre bajo (LBGI), el índice de glucosa en sangre alto ( HBGI) y la razón de riesgo diario promedio (ADRR). Para el participante, esto significará que se le coloque una pequeña cánula de plástico en el tejido subcutáneo de su abdomen. También se requerirá que los participantes tomen 3 mediciones de glucosa por punción en el dedo en 4 días consecutivos mientras usan el CGM.

RM DE TODO EL CUERPO En la investigación 3, se realizará una RM anatómica de todo el cuerpo para determinar los volúmenes de grasa total y regional, y se realizará una espectroscopia de resonancia magnética (MRS) para medir el contenido de lípidos en los órganos internos, como el hígado (IHCL) y los músculos ( IMCL), como el sóleo y el tibial.

Los participantes asistirán a la unidad de resonancia magnética Robert Steiner en el Hospital Hammersmith después de un ayuno nocturno de 10 horas. La visita de estudio tendrá una duración de 1 hora. Se pide a los participantes que se abstengan de hacer ejercicio extenuante y de beber alcohol el día anterior a cada visita.

En primer lugar, los sujetos completarán un formulario de verificación de metales. Los siguientes sujetos se cambiarán a ropa de hospital y se les pedirá que se acuesten en el carrito del escáner. Los sujetos se encuentran en decúbito supino o prono en el escáner y se mueven automáticamente a través del escáner. Mientras estén en el escáner, los participantes tendrán acceso a un zumbador para hacer sonar una alarma y podrán escuchar y responder a las instrucciones de la consola de escaneo. Los sujetos estarán en el escáner de resonancia magnética durante un máximo de 1 hora. El escaneo se realizará en los escáneres Philips 3.0 Tesla o Philips 1.5 Tesla MR en la Unidad de resonancia magnética Robert Steiner en el Hospital Hammersmith. Ninguna de las técnicas de imagen por resonancia magnética a utilizar emplea radiación ionizante o agentes de contraste intravenosos. A los participantes también se les registrará el peso, la altura, la cintura y la circunferencia de la cadera con una cinta métrica.