Tutkimus pähkinöiden akuutin kulutuksen vaikutuksista lihavilla diabeetikoilla (REACT-NUT)

Liikalihavuus on monitekijäinen sairaus, jossa liiallinen kehon rasvan kertyminen johtaa negatiivisiin terveysvaikutuksiin. Sitä pidetään maailmanlaajuisena kansanterveysongelmana pääasiassa siksi, että se liittyy lisääntyneeseen riskiin sairastua muihin ei-tarttuviin kroonisiin sairauksiin (NCD). Brasiliassa on arvioitu, että neljännes väestöstä on lihavia, mikä tekee siitä tärkeän patologisen ikääntymisen riskitekijän.

Liikalihavuuden ensisijainen syy on energian epätasapaino kulutettujen ja kulutettujen kalorien välillä, ja sen yleisyys liittyy fyysiseen passiivisuuteen ja istuvaan käyttäytymiseen. Tasapainoisen ruokavalion, joka koostuu luonnollisista ja minimaalisesti jalostetuista elintarvikkeista, tiedetään olevan olennainen painonhallinnassa. Nykyisessä skenaariossa ultraprosessoitujen elintarvikkeiden kulutus on kuitenkin lisääntynyt merkittävästi ja luonnollisten ja vähän prosessoitujen elintarvikkeiden saanti on vähentynyt, mikä on vaikuttanut merkittävästi liikalihavuuden esiintyvyyteen.

Liikalihavuus on yksi merkittävimmistä riskitekijöistä tyypin 2 diabetekselle, sairauden, joka yleistyy maailmanlaajuisesti ja jota pidetään yhtenä 2000-luvun terveysongelmista. Diabetes vaikuttaa sairastuvuuteen ja kuolleisuuteen ja on merkittävä riskitekijä aivohalvaukselle, munuaisten vajaatoiminnalle, sydän- ja verisuonisairauksille, näön menetykselle ja neuropatialle. Ei-farmakologiset strategiat diabeteksen hallitsemiseksi sisältävät tyypillisesti ravitsemukselliset toimenpiteet, säännöllisen fyysisen aktiivisuuden, tupakoinnin lopettamisen ja terveen painon ylläpitämisen.

Makroravinteiden akuutti saanti voi aiheuttaa haitallisia reaktioita jopa terveillä yksilöillä, mikä voi ajan myötä johtaa kroonisiin vaikutuksiin. Tässä yhteydessä runsaasti tyydyttynyttä rasvaa sisältävän aterian (HSFM) nauttimisella on tärkeä rooli, koska HSFM:n jatkuvan käytön tiedetään edistävän liikalihavuuden, tyypin 2 diabeteksen, syövän ja sydän- ja verisuonitautien kehittymistä sekä pahentavan insuliiniresistenssin ja ylipainon aiheuttama krooninen tulehdus. Lisäksi tutkimukset osoittavat, että HSFM voi myös aiheuttaa metabolista endotoksemiaa ja moduloida kiertävien mikroRNA:iden profiileja. MikroRNA:t ovat noin 22 nukleotidin pituisia ei-koodaavia RNA-molekyylejä, jotka säätelevät geenin ilmentymistä transkription jälkeisellä tasolla hajottamalla mRNA:ta tai estämällä kohdegeenien translaatiota. Siten mikroRNA:t voivat myötävaikuttaa HSFM:n haitallisiin vaikutuksiin.

HSFM:n haitallisten terveysvaikutusten vuoksi on tehty tutkimuksia tulehdusta ja antioksidanttisia ominaisuuksia omaavien elintarvikkeiden, kuten appelsiinimehun ja vihreän teen, akuutilla täydentämisellä epäterveellisen ruokavalion kielteisten vaikutusten minimoimiseksi. Tutkimusryhmämme tekemä tutkimus osoitti, että vihreän teen akuutti lisäys esti HSFM:n saannin aiheuttaman 62 mikroRNA:n ilmentymisen. Bioinformatiikan analyysi paljasti, että nämä mikroRNA:t säätelevät geenejä, jotka liittyvät TGF-beta-, CARM1-, RSK- ja BMP-reitteihin. Näiden miRNA:iden ja niiden molekyylipolkujen tunnistaminen voi parantaa ymmärrystä ravinnon yhdisteiden hyödyistä terveydelle ja sairauksille.

Säännöllinen saksanpähkinän kulutus (Juglans regia) liittyy parempaan sydän- ja verisuoniterveyteen ja insuliinivasteeseen, mikä saattaa johtua insuliinivasteen säätelystä vähentämällä hiilihydraatteja sulattavien entsyymien toimintaa. Kirjallisuus saksanpähkinöiden vaikutuksista tulehdus- ja antioksidanttivasteisiin on kuitenkin edelleen rajallista ja epäselvää. Lisäksi on olemassa rajoitettu määrä tutkimuksia, joissa tutkitaan saksanpähkinöiden akuutteja vaikutuksia, ja joissakin on näyttöä positiivisista vasteista. Tässä suhteessa insuliiniresistenssin jälkeinen heikkeneminen, endoteelin toiminnan paraneminen, oksidatiivinen stressi ja kylläisyyden tunne on osoitettu joissakin, mutta ei kaikissa tutkimuksissa. Mielenkiintoista on, että Torabian et ai. havaitsi, että akuutti saksanpähkinän kulutus lisäsi plasman polyfenolipitoisuuksia, paransi antioksidanttikapasiteettia ja vähensi plasman lipidiperoksidaatiota.

Sen lisäksi, että saksanpähkinöiden akuuteista vaikutuksista on vain vähän näyttöä, niiden vaikutuksia yhdessä HSFM:n kanssa metabolomiin ja mikroRNA-profiileihin ei ole vielä tutkittu. Metabolomiikka määriteltiin alun perin elävien järjestelmien dynaamisen moniparametrisen metabolisen vasteen kvantitatiiviseksi mittaukseksi fysiopatologisiin ärsykkeisiin tai geneettiseen modifikaatioon. Siten se heijastaa suoraan tietyn biologisen järjestelmän fenotyyppiä molekyylien aineenvaihduntatasolla, mikä mahdollistaa muutosten havaitsemisen aiemmin tuntemattomissa, karakterisoimattomissa tai harvoin raportoiduissa metaboliiteissa. Siksi metabolomiikka voi tuottaa tärkeää tietoa saksanpähkinöiden mekanismeista sairauksien ehkäisyssä ja hoidossa. Sama pätee mikroRNA:iden tutkimukseen, joka voi auttaa tunnistamaan pähkinän kulutuksen hyödyllisiin vaikutuksiin liittyviä solunsisäisiä reittejä.

Tämän valossa tämä tutkimus tuottaa uutta näyttöä saksanpähkinöiden akuuteista vaikutuksista HSFM:n haitallisten vaikutusten lieventämiseen. Lisäksi HSFM:n haitallisten vaikutusten lieventäminen voi tuottaa merkittäviä etuja, erityisesti potilaille, joilla on insuliiniresistenssiä, kuten lihavilla ja diabeetikoilla.

Arvioida, vaimentaako akuutti pähkinälisä (Juglans regia) tulehdusmarkkereita, oksidatiivista stressiä, metabolomiikkaa ja HSFM:n indusoimia kiertäviä mikroRNA:ita lihavilla ja diabeetikoilla naisilla.

Hankkeen on hyväksynyt Botucatun lääketieteellisen tiedekunnan eettinen toimikunta. Tutkimus on satunnaistettu ja risteyttävä, mukaan lukien yli 18-vuotiaat naiset, joilla on liikalihavuus (painoindeksi [BMI] ≥ 30) ja insuliinista riippumaton diabetes ja jotka rekrytoidaan Botucatun lääketieteellisen tiedekunnan avohoidossa. Poissulkemiskriteereitä ovat: ravintolisien käyttö, kortikosteroidien käyttö viimeisen 3 kuukauden aikana, syöpä, sydämen vajaatoiminta, munuaissairaus, maksasairaus, keuhkosairaus, neurologiset sairaudet, allergia jollekin HSFM:n aineosalle tai saksanpähkinöille ja tavanomainen saksanpähkinöiden käyttö (≤3 kertaa viikossa) viimeisen kuukauden aikana.

Näytteen koko arvioitiin aiemman tutkimuksen perusteella, joka osoitti 60 %:n laskun IL-6-tasoissa appelsiinimehuun liittyvien HSFM-aterioiden jälkeen verrattuna kontrolliryhmään (ilman appelsiinimehua). Kun otetaan huomioon tämä vähennys, tyypin 1 virhe 5 % ja teho 90 %, tämä tutkimus sisältää 15 henkilöä.

Informed Consent Form (ICF) -lomakkeen allekirjoittaneet potilaat arvioidaan kahdessa ajankohtana, joiden välillä on vähintään viikon pesujakso. Ensimmäisessä kokouksessa, 10 tunnin paaston jälkeen, HSFM:ää tarjotaan 30 g saksanpähkinöiden kanssa tai ilman. Toisessa ehto vaihdetaan. Tämä pähkinäannos viittaa pähkinöiden päivittäiseen kulutussuositukseen, joka on esitetty eri ravitsemussuosituksissa. Yksinkertaisen satunnaistuksen suorittaa sairaanhoitaja, joka ei osallistu tutkimukseen. HSFM tarjotaan sairaalan poliklinikalla, ja potilaiden tulee kuluttaa koko ateria ja kaikki saksanpähkinät. Tutkimussuunnitelman aikana potilaita neuvotaan välttämään saksanpähkinöiden käyttöä 2 viikkoa ennen ensimmäistä tutkimuskäyntiä.

Verinäytteet otetaan ajankohtana 0 (välittömästi ennen ateriaa), 15 min, 30 min, 60 min ja 150 min toimenpiteiden jälkeen. Seerumin insuliini ja glukoosi mitataan ajankohtina 0–60 minuuttia, kun taas seerumin tulehduksen, oksidatiivisen stressin, kiertävien mikroRNA:iden ja metabolomiikan biomarkkerit mitataan ajankohtina 0 ja 150 minuuttia. Lisäksi tutkijat arvioivat kylläisyyden visuaalisen analogisen asteikon (VAS) avulla kaikkina aikoina aterian jälkeen.

Aineenvaihduntaanalyysi Analyysit suoritetaan käyttämällä nestekromatografiaa Thermo Dionex Ultimate 3000 -järjestelmällä, joka on kytketty korkearesoluutioiseen ja tarkkaan massaspektrometriin Thermo QExactive Plus, jossa on sähkösumutusionisaatio, joka toimii sekä positiivisessa että negatiivisessa analyysitilassa.

Kierrettävien mikroRNA:iden analyysi RNA:iden uuttamisen jälkeen tutkijat käyttävät ihmisen miRNA-sarjaa 4.0 Affymetrix GeneChip® (ThermoFisher Scientific) valmistajan ohjeiden mukaisesti. Tämä ryhmä sisältää 2 578 koetinsarjaa kypsiä ihmisen miRNA:ita varten ja 2 025 koetinsarjaa ihmisen pre-miRNA:ille (stem-loop). Koettimet snoRNA:n ja scaRNA:n (yhteensä 1 996) havaitsemiseksi sisältyvät myös tähän joukkoon. GeneChipsit skannataan Affymetrix GeneChip G3000 7G -skannerilla, joka on asetettu sieppaamaan miRNA:iden signaalin intensiteetit. Raaka intensiteettitiedot tuodaan Affymetrix Expression Consoleen (v1.4.1.46) signaalin esikäsittelyä varten, joka sisältää taustan korjauksen käyttämällä vankkaa multi-array-keskiarvo (RMA) -algoritmia, koettimien mediaanikiillotusyhteenvetoa signaaliarvojen saamiseksi ja kvantiilin normalisoinnin useiden ryhmien välillä. MiRNA-signaalin voimakkuuden tunnistuskutsu suoritetaan käyttämällä Affymetrix "Detection Above Background" (DABG) -algoritmia, joka luo p-arvon kullekin signaalille, joka ylittää taustan todennäköisyyden. Tämä menetelmä noudattaa valmistajan suosittelemaa protokollaa. Analyysit tehdään Monashissa Hudson Genomicsissa.

Tilastollinen analyysi Tiedot esitetään keskiarvona ja keskihajonnana, kun ne jakautuvat normaalisti, mediaani- ja 25–75 %:n prosenttipisteinä, kun ne eivät ole normaalijakautuneita, tai prosentteina. Vertaillakseen kahta ryhmää (mutterien kanssa ja ilman) tutkijat käyttävät Studentin t-testiä normaalijakautuneille tiedoille, Mann-Whitneyn testiä ei-normaalisti jakautuneille tiedoille ja Chi-neliötestiä kategoristen muuttujien vertailuihin. Lisäksi tutkijat soveltavat yleisiä estimointiyhtälöitä (GEE) arvioidakseen toistuvia mittauksia. Data-analyysit suoritetaan JAMOVI v 2.3.21 -versiolla, jonka merkitsevyystaso on 5 %.