Fermentoituvan hiilihydraatin vaikutus glukoosin homeostaasiin (FermCarb)

OTSIKKO Fermentoituvan hiilihydraatin vaikutus painonhallintaan ja glukoositason hallintaan ihmisillä, joilla on suuri riski DMT2:n kehittymiseen

TAVOITTEET Arvioida fermentoituvan hiilihydraatin vaikutusta potilailla, joilla on esidiabeetti:

1. Ruokahalun säätely
2. Glukoosin homeostaasi ja B-solujen toiminta
3. Painonpudotus ja muutokset kehon koostumuksessa
4. Painonpudotuksen ylläpito
5. Oksidatiivisen stressin merkkiaineet

SUUNNITTELU Tutkijat suunnittelevat suorittavansa 3 tutkimusta. Tutkimukset 1 ja 2 ovat satunnaistettuja ristikkäisiä kontrollikokeita, joissa 14 päivää täydennettiin 30 g:lla inuliinia (fermentoituva hiilihydraatti) tai selluloosa (ei-fermentoituva hiilihydraatti) kontrollilla, jotta ensinnäkin kuvataan ruokahalun säätelyn ja glukoosin homeostaasin fysiologiaa ja mekanismeja. Tutkimus 3 on satunnaistettu kontrollin rinnakkaistutkimus painonpudotuksesta, jota seuraa painon ylläpitäminen fermentoituvan hiilihydraatin tehokkuuden arvioimiseksi T2DM:n riskin vähentämisessä.

VÄESTÖ Ylipainoiset ja lihavat miehet tai naiset, joilla on esidiabetes.

HOITO Hoitoryhmän osallistujat kaikissa 3 tutkimuksessa kuluttavat inuliinia 3 kertaa päivässä (päivän kokonaisannos: 30 g). Kaikkiin kolmeen tutkimukseen lumelääkkeeseen osallistuneet ottavat selluloosaa 3 kertaa päivässä (päivän kokonaisannos: 30 g).

KESTO Tutkimus 1 kestää 16 viikkoa. Tutkinta 2 kestää 18 viikkoa. Tutkinta 3 kestää 18 viikkoa.

TAUSTA

Tyypin 2 diabetes (DMT2) on suuri terveysongelma Isossa-Britanniassa, kuten se on maailmanlaajuisesti. DMT2:n lisääntynyt esiintyvyys Yhdistyneessä kuningaskunnassa liittyy läheisesti liikalihavuuden lisääntymiseen, ja diabeteksen riskin arvioidaan kasvavan 4,5–9 prosenttia jokaista painokiloa kohti (1). Esidiabetekseen liittyy myös ruumiinpainon nousu, ja se on kriittinen askel T2DM:n kehittymisessä.

Esidiabetes lisää myös sydän- ja verisuonisairauksien riskiä. Tämän uskotaan johtuvan hyperglykemiasta ja glykeemisestä vaihtelusta esidiabeettisessa tilassa. Sekä hyperglykemia että glykeeminen vaihtelu liittyvät oksidatiiviseen stressiin. Oksidatiivisen stressin oletetaan aiheuttavan endoteelivaurioita, jotka voivat johtaa sydän- ja verisuonisairauksiin. Hyperglykemian ja glykeemisen vaihtelun väheneminen voi vähentää oksidatiivista stressiä.

Useiden suolistohormonien - jotka vapautuvat fysiologisesti ruoan vaikutuksesta - on osoitettu estävän voimakkaasti ihmisen ruokahalua ja ruoan saantia ja glukoosin homeostaasia (2). Kaksi näistä suolihormoneista, glukagonin kaltainen peptidi-1 (GLP-1) ja peptidi YY (PYY) vapautuvat neuroendokriinisesta L-solusta paksusuolessa, ja niillä on todistettavasti ruokahalua hillitseviä vaikutuksia eläimillä ja ihmisillä (3-6). GLP-1 parantaa myös sokeritasapainoa stimuloimalla haiman B-soluja erittämään insuliinia glukoosiriippuvaisella tavalla, estää glukagonin vapautumista ja vähentää maksan glukoosituotantoa (7-9). Pitkäaikaisen hoidon GLP-1-agonisteilla on osoitettu aiheuttavan merkittävää painonpudotusta ihmisillä (10).

Meidän ja muiden tekemä jyrsijätyö on osoittanut, että ravinnon fermentoitavissa olevat hiilihydraatit (FCHO:t) voivat merkittävästi lisätä verenkierrossa olevia PYY- ja GLP-1-tasoja samalla kun ne tukahduttavat ruokahalukeskuksia hypotalamuksessa (11-12). Tämä johtaa alhaisempaan kehon ja vatsan rasvan määrään ilman kokonaisvaikutusta painoon; mutta koska vatsan rasva on tärkeä kardiovaskulaarinen riskitekijä diabeteksessa, tämä vaikutus on todennäköisesti terveydelle suotuisa (13-14). Ihmisillä on useita lyhytaikaisia ​​tutkimuksia, jotka raportoivat kylläisyyden lisääntymisestä FCHO:iden käytön jälkeen (15–16), ja vuoden mittainen tutkimus FCHO-inuliinia käyttävillä lapsilla osoitti merkittävää painon laskua verrokkeihin verrattuna (17). FCHO:n on myös osoitettu lisäävän insuliiniherkkyyttä, alentavan aterian jälkeistä verensokeritasoa ja tehostavan rasvahapettumista ylipainoisilla potilailla, joilla on diabetes ja ilman diabetesta (18, 19), vaikutuksia, jotka voivat johtua FCHO:n aiheuttamasta GLP-1:n noususta (GLP- 1 ei mitattu näissä tutkimuksissa). Jopa lyhytaikaisella FCHO:n käytöllä terveillä koehenkilöillä on samanlainen vaikutus glukoositasapainoon (20).

OPINTUSUUNNITTELU

Inuliinia käytetään FCHO-lisäaineena kaikissa kolmessa tutkimuksessa. Inuliinilla ei ole tunnettua vaikutusta ohutsuoleen, sillä se fermentoituu kokonaan paksusuolessa. Inuliini soveltuu siksi ihanteellisesti paksusuolen käymisen tutkimukseen ihmisen ruokahalun, glukoositasapainon ja painon ylläpitämisen kannalta. Testata

TULOSTUSMENETTELY

1. Puhelinseulonnassa tunnistetaan ne tämän kohortin jäsenet, jotka täyttävät seuraavat seulontakriteerit:

   Yli 18-vuotiaat aikuiset, osallistujat, joilla ei ole vakavia aineenvaihduntasairauksia - mukaan lukien diabetes, ei tunnettuja/diagnosoituja maha-suolikanavan ongelmia, kuten tulehduksellinen suolistosairaus, ärtyvän suolen oireyhtymä jne., ja joilla ei ole huumeiden tai alkoholin väärinkäyttöä viimeisen 2 vuoden aikana.

2. Sir John McMichael Centressä osallistujat käyvät läpi seuraavat:

Suun kautta otettava glukoositoleranssitesti.

Otetaan 30 ml:n verinäyte täyden verenkuvan, maksan toimintakokeiden, elektrolyyttien, kilpirauhasen toimintakokeiden, HbA1c:n ja glukoosin mittaamiseksi.

Kehon paino ja pituus kirjataan.

YKSITYISKOHTAINEN PROTOKOLLA

APPETITE TUTKIMUKSET

Käynti 1, 2, 3 ja 4 tutkinnassa 1.

Osallistujat saapuvat paastona yön yli (10 tunnin paasto). Toimenpiteiden selityksen ja vahvistuksen jälkeen, että osallistuja jatkaa mielellään, ruumiinpaino kirjataan.

Kanyyli asetetaan kyynärvarren laskimoon, mikä helpottaa verinäytteen ottamista koko päivän ajan. Otetaan kaksi perusverinäytettä. Visuaaliset analogiset asteikot (VAS) täytetään aina, kun verinäyte otetaan. Näytteenottokaavio on esitetty alla. Yhteensä 80 ml verta otetaan tutkimuksen 1 ruokahalututkimuspäivän aikana ja yhteensä 115 ml otetaan jokaisen ruokahalun tutkimuskäynnin aikana tutkimuksessa 3. Visual Analogue -asteikot ruokahalun arvioimiseksi suoritetaan aina, kun verinäyte otetaan. Visual Analogue Scale -asteikon kysymyksiä ovat: "Kuinka täynnä tunnet olosi tällä hetkellä?" ja "Kuinka nälkäinen sinulla on juuri nyt?" ja "Kuinka paljon voisit syödä juuri nyt?". He vastaavat tekemällä pystysuoran merkin kymmenen senttimetrin viivaan, joka on ankkuroitu termeillä "ei ollenkaan" ja "erittäin". Samoin arvioidaan sivuvaikutuksia, kuten pahoinvointia, sairautta, ilmavaivat, turvotusta, ripulia ja yleistä hyvinvointia.

Aikana 0 tarjoillaan aamiainen ja osallistujilla on 20 minuuttia aikaa syödä ateria. Lounas tarjoillaan 240 minuuttia ja ateriakoe 440 minuuttia viimeisen verinäytteen ottamisen jälkeen.

Opintojakson aikana osallistujia pyydetään minimoimaan fyysinen aktiivisuus. Vesi on sallittu vapaasti, mutta osallistujia pyydetään olemaan juomatta alle 10 minuuttia ennen verinäytteen ja VAS:n suorittamista. 440 minuutin kohdalla tarjoillaan esipunnittu ateria. Ateria tarjoillaan ylimääräisesti ja osallistujia pyydetään syömään mukavasti kylläisiksi. Aterian yhteydessä tarjotaan vesikannu ja veden saanti myös kirjataan.

Tutkimuksessa 3 opintojaksot ovat lyhyempiä sisältäen aamiaisen ja ateriakokeen lounaalla.

YKSI RAVINTOKOHTAINEN NEUVONTA

Tutkimuksessa 3 kaikki osallistujat saavat ravitsemusneuvontaa viikoilla 1, 2, 4 ja 7. Osallistujille annetut ohjeet räätälöidään nykyisten paino- ja energiatarpeiden perusteella, mikä on yhdenmukainen ravitsemusterapeutin klinikalla tarjottavan tavanomaisen hoitopaketin kanssa. Osallistujia ohjeistetaan pyrkimään 5 % painonpudotukseen 9 viikon aikana.

LISÄYS VAPAA-ALUEIDEN ELOSUHTEISSSA

Lisäravinne toimitetaan pusseissa (sisältää 10 g:n annoksia). Sisäänajojakson aikana päivittäinen saanti nostetaan asteittain 30 grammaan päivässä 4 viikon aikana. Tämän sisäänajojakson aikana tutkijat ottavat osallistujiin yhteyttä sähköpostitse tai puhelimitse kahdesti varmistaakseen, ettei kuidun lisäyksellä ole haitallisia sivuvaikutuksia, ja varmistaakseen, että ohjeita noudatetaan ja vastatakseen kaikkiin osallistujien kysymyksiin. Koehenkilöt ottavat sitten 30 g päivässä tutkimuksen loppuun asti (tutkimuksessa 6 viikon kohdalla 1 tai 18 viikon tutkimuksessa 3).

PUHDISTUSAIKA

Tutkimuksissa 1 ja 2 on 4 viikon huuhtoutumisjakso ennen kuin kohde siirtyy vaihtoehtoisen lisäravinteen yli.

RAVINTOLIIKENNE, RUOKAILU JA HAITTAVAIKUTUKSET

Kolmen päivän ravintolisä on täytettävä 3 päivän ajalta ennen käyntejä 1, 2 ja 3 tutkimuksen 1 aikana sekä käyntejä 1, 6 ja 7 tutkimuksen 3 aikana. Samana päivänä ruokahalun tunne ja sivuvaikutukset arvioidaan käyttämällä visuaalisia analogisia asteikkoja. Visual Analogue Scale -asteikon kysymyksiä ovat: "Kuinka kylläiseksi tunsit olosi aterioiden jälkeen tänään?" ja "Kuinka nälkäiseksi tunsit aterioiden välillä tänään?". He vastaavat tekemällä pystysuoran merkin kymmenen senttimetrin viivaan, joka on ankkuroitu termeillä "ei ollenkaan" ja "erittäin". Samoin arvioidaan sivuvaikutuksia, kuten pahoinvointia, sairautta, ilmavaivat, turvotusta, ripulia ja yleistä hyvinvointia.

MENETELMÄT INSULIINI- JA GLUKOOSIHOMOSTAASIN ATRIANTOLERANSSITESTIN ARVIOINTIIN Osallistuja osallistuu kliiniseen tutkimusyksikköön 12 tunnin paastona. Heidän kyynärvarteensa asetetaan kanyyli. Paastoverinäytettä otetaan kolme (-30, -15 ja 0). Tarjolla on normaali testiateria yhdestä Kellogg'sin aamiaisbaarista ja Ensure Plus -annoksista. Veri otetaan 0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180 ja 240 minuuttia. Tätä käytetään glukoosiprofiilin, perusinsuliinivasteen, dynaamisen vaiheen insuliinin, staattisen vaiheen insuliiniherkkyyden, DI=Dynaamisen vaiheen insuliinin X Staattisen vaiheen insuliinin, GIP- ja GLP-1-vasteen laskemiseen.

Ilmainen glukoosin seuranta: Medtronic iPro Continuous Glucose Monitor -laitetta käytetään 5 päivän jatkuvan glukoosivalvonnan arvioimiseen. 5 päivän jatkuva glukoosin seuranta "vapaan elävän" glukoosin homeostaasin arvioimiseksi. Nämä interstitiaalinesteen glukoositiedot analysoidaan keskimääräisten glukoosi- ja glykeemisten vaihteluiden mittaamiseksi, mukaan lukien keskimääräiset glykeemiset amplitudit (MAGE), jatkuva päällekkäinen glykeeminen nettovaikutus (CONGA) ja riskiindeksit, kuten alhainen verensokeriindeksi (LBGI), korkea verensokeriindeksi ( HBGI) ja keskimääräinen päiväriskisuhde (ADRR). Osallistujalle tämä tarkoittaa pienen muovisen kanyylin paikkaa vatsan ihonalaisessa kudoksessa. Osallistujien on myös otettava 3 sormenpistosglukoosimittausta neljänä peräkkäisenä päivänä CGM:n ollessa päällä.

KOKO KEHON MRI-SKANNAUS Tutkimuksessa 3 tehdään koko kehon anatominen MR-skannaus rasvan kokonais- ja aluetilavuuden määrittämiseksi sekä magneettiresonanssispektroskopia (MRS) mitataan lipidipitoisuutta sisäelimissä, kuten maksassa (IHCL) ja lihaksissa ( IMCL), kuten jalkapohja ja tibialis.

Osallistujat osallistuvat Robert Steinerin MRI-yksikköön Hammersmithin sairaalassa 10 tunnin yön paaston jälkeen. Opintokäynti kestää 1 tunnin. Osallistujia pyydetään pidättäytymään rasittavasta liikunnasta ja alkoholin nauttimisesta jokaista käyntiä edeltävänä päivänä.

Ensin koehenkilöt täyttävät metallisen tarkistuslomakkeen. Seuraavat koehenkilöt pukeutuvat sairaalavaatteisiin ja heitä pyydetään makaamaan skannerin kärryssä. Kohteet makaavat selällään tai makuullaan skannerissa ja siirretään automaattisesti skannerin läpi. Kun osallistujat ovat skannerissa, he voivat käyttää summeria hälytyksen soittamista varten, ja he voivat kuulla skannauskonsolin ohjeita ja vastata niihin. Koehenkilöt ovat MRI-skannerissa enintään tunnin ajan. Skannaus suoritetaan joko Philips 3.0 Tesla tai Philips 1.5 Tesla MR-skannereilla Robert Steinerin magneettikuvausyksikössä Hammersmithin sairaalassa. Mikään käytettävistä magneettikuvaustekniikoista ei käytä ionisoivaa säteilyä tai suonensisäisiä varjoaineita. Osallistujien paino, pituus, vyötärön ja lantion ympärysmitta mitataan myös mittanauhalla.