Influencia de la hipoxia intermitente en el control glucémico

Durante los últimos 100 años, las enfermedades cardiovasculares han sido la principal causa de muerte en los Estados Unidos. El envejecimiento de la población, los crecientes niveles de obesidad y el predominio de un estilo de vida sedentario contribuyen a la creciente incidencia de diabetes tipo 2, uno de los principales factores de riesgo modificables de enfermedad cardiovascular. Ahora se predice que 1 de cada 3 adultos desarrollará diabetes para 2050, lo que implica que un gran porcentaje de la población tendrá un alto riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares, la causa más común de muerte en pacientes con diabetes tipo 2. Si bien el ejercicio reduce la resistencia a la insulina y los niveles elevados de glucosa asociados con la diabetes tipo 2, sólo el 28% de la población adulta con diabetes cumple con las recomendaciones de actividad física. Por tanto, nuestro objetivo general es identificar una intervención alternativa no farmacológica que prevenga el desarrollo de diabetes tipo 2 en personas con prediabetes y trate la resistencia a la insulina y la hiperglucemia en pacientes ya diagnosticados con diabetes tipo 2.

El Premio Nobel de Fisiología fue otorgado recientemente a científicos que sentaron las bases para nuestra comprensión de cómo los diferentes niveles de oxígeno afectan el metabolismo celular, lo que allanó el camino para nuevas estrategias prometedoras para combatir enfermedades. Respirar niveles bajos de oxígeno, o hipoxia, estimula la absorción de glucosa en el músculo esquelético a través de la proteína quinasa activada por monofosfato de adenosina 5' (AMPK), la misma vía de señalización que la contracción muscular, que actúa independientemente de las acciones de la insulina. Por lo tanto, los pacientes con diabetes tipo 2 fueron expuestos a normoxia o 60 minutos de hipoxia continua (fracción de oxígeno inspirado de ~0,15, saturación arterial de oxígeno del 92%) inmediatamente antes de realizar una prueba de tolerancia a la glucosa intravenosa de 4 horas. La hipoxia redujo los niveles de glucosa en sangre y no afectó las concentraciones de insulina, por lo tanto, se sugirió que el mejor control glucémico fue causado por la activación de la vía AMPK en combinación con una mejor sensibilidad a la insulina. De manera similar, una exposición única a hipoxia intermitente, que consistía en 6 minutos a una fracción de oxígeno inspirado de 0,13 alternados con 6 minutos de normoxia durante 1 hora, mejoró el control glucémico en pacientes con diabetes tipo 2. Específicamente, hubo una mayor disminución en los niveles de glucosa medidos inmediatamente después de la hipoxia intermitente, y el aumento en los niveles de glucosa después de una comida se atenuó después de la hipoxia intermitente en comparación con una condición de placebo. También se observó una disminución de los niveles de glucosa después de una única sesión de hipoxia intermitente, que consiste en breves ciclos de desaturación y resaturación para mantener una saturación arterial de oxígeno del 80% durante aproximadamente 70 minutos, en individuos con sobrepeso y obesidad con niveles basales de glucosa normales.

El objetivo específico de este proyecto de investigación es identificar si la exposición a hipoxia intermitente durante una prueba de tolerancia oral a la glucosa atenúa el aumento de los niveles de glucosa en individuos sanos, individuos con prediabetes y pacientes con diabetes tipo 2. Se plantea la hipótesis de que la exposición a la hipoxia intermitente atenuará el aumento de los niveles de glucosa en respuesta a una prueba de tolerancia oral a la glucosa en individuos sanos, individuos con prediabetes y pacientes con diabetes tipo 2.