Reaktiivisen hypoglykemian vaikutukset kognitioon aikaisemmissa tai uudemmissa kronotyypeissä (GlyCoBrainI2)

Nuorten aikuisten tutkimukset osoittavat matalan GI-aamiaisen hyödyllisiä vaikutuksia kognitiiviseen suorituskykyyn. 17 tutkimuksen metaanalyysi paljasti matalan glykeemisen kuormituksen aamiaisen edut välittömässä sanallisessa muistissa vain myöhään jälkeisenä ajanjaksona. Meta-analyysissä ei ilmoitettu kokonaisvaikutukseen aikuisten huomion suhteen, mutta ehdottaa kuitenkin etuja huomion kannalta lapsilla, murrosikäisillä ja nuorilla aikuisilla. Mekanismeja, jotka selittävät alhaisen glykeemisen kuorman (GL) aamiaisen ajasta riippuvat edut, ei ymmärretä täysin. Glukoosin tarjoamisesta aivoihin keskustellaan tällä hetkellä keskeisenä mekanismina, joka yhdistää aterian GI/GL kognitioon. Yleensä glukoosia tarvitaan kognitiivisiin ponnisteluihin, mikä osoittaa paikallisten solunulkoisten glukoosipitoisuuksien vähenemisen aktivoidulla aivoalueella. Aivojen tärkein välittäjäaineiden synteesi tarvitsee glukoosia. Glukoosimetabolia voi vaikuttaa muistiin tryptofaanien käyttöä ja serotoniinipitoisuuksia. Kaiken kaikkiaan glukoosin muistia parantava vaikutus voi vaatia aivoissa suhteellisen vakioita verensokeritasoja kuin korkeat glukoosimäärät sinänsä. Siksi, vaikka korkeat GI-elintarvikkeet saavat aikaan verensokeritason ohimenevän nousun, matala-GI-ruuat johtavat kestävämpaan ja pidempään glukoosin tarjontaan. Myöhäinen jälkeinen vaihe, kun alhaisten GI/GL-aterioiden kognitiiviset hyödyt ovat havaittavissa, samaan aikaan kuin reaktiivisen hypoglykemian jälkeen korkean GI-aterian jälkeen. Ruokavalion GI: n ja reaktiivisen hypoglykemian vaikutusten erottamiseksi on järkevää tutkia juomia, kuten hedelmämehuja - jolle on ominaista matala GI, jonka tiedetään kuitenkin indusoivan reaktiivista hypoglykemiaa jo aikaisemmin jälkikäteen. Vastaavasti myös haitalliset vaikutukset kognitioon tulisi ilmetä aikaisemmin, kuten havaitaan korkean GI-aamiaisen suhteen. Koska viimeaikainen työ viittaa siihen, että kognitiivisen suorituskyvyn optimaalinen verensokerialue voi olla ja että tämä optimaalinen alue voi vaihdella kognitiivisen alueen mukaan, tavanomaisten mittauspisteiden lisäksi tulisi käyttää jatkuvaa glukoosin seurantaa suoraan ennen kognitiivista testiä. Matalan GI/GL -aamiaisen etuja kognitiiviseen toimintaan on kuitenkin havaittu ilman eroja verensokeritasoissa. Tämä voi johtua akuutisti parannetusta postprandiaalisesta insuliiniherkkyydestä ja/tai alhaisemmasta kortisolitasosta, jonka alhaisen GI-aterian aiheuttama. Vastaavasti kaikkien kolmen tekijän, ts. Glukoosi-, insuliinin ja kortisolitason, samanaikaiset tutkimukset vaikuttavat välttämättömältä potentiaalisten mekanismien erottamiseksi. Edellä mainitussa metaanalyysissä havaittiin myös suurempia etuja henkilöille, joilla on parempi glukoositoleranssi, vaikka ikä voi sekoittaa tämän. Tutkimukset viittaavat siihen, että nuoret aikuiset, joilla on huonompi glukoositoleranssi, jopa terveellä alueella, voivat olla alttiimpia näille vaikutuksille. Vaikka glukoositoleranssi seuraa vuorokausipäiväistä rytmiä, joka on alhaisin illalla johtuen vähentyneestä haiman β-solun toiminnasta ja insuliinivasteesta, vuorokausipäiväinen väärinkäyttö-yleinen nuorten aikuisten keskuudessa, joilla on myöhempiä kronotyyppejä, voi myös heikentää glukoositoleranssia, jopa aamiaisella vähentyneen insuliiniherkkyyden vuoksi. Tämä sosiaalisen jetlagin usein aiheuttama väärinkäyttö on liitetty liikalihavuuteen, tyypin 2 diabetekseen, korkeampaan verensokeriin, HBA1C -tasoon ja lisääntyneeseen masennuksen riskiin. On edelleen epäselvää, ovatko myöhemmät kronotyypit henkilöt alttiimpia reaktiiviselle hypoglykemialle aamiaisen jälkeen.

Hypoteesi

1. Reaktiivinen hypoglykemia vasteena matala-GI-juomille heikentää muistia ja huomiota noin. 90 minuuttia
2. Reaktiivinen hypoglykemia matalan GI-juoman kulutuksen jälkeen on voimakkaampi terveillä henkilöillä, joilla on myöhempi kronotyyppi
3. Matala-GI-aamiaisen haitallinen vaikutus, joka indusoi reaktiivisen hypoglykemian muistiin ja huomioon, on erityisen ilmeinen myöhemmissä kronotyypeissä. Tämän ravitsemuskokeen tavoitteena on tutkia, kuinka matala-GI-juomat indusoivat reaktiivisen hypoglykemian ja sen vaikutukset muistiin ja huomioon aterioiden jälkeen postivaiheessa. Pyrimme tutkimaan kronotyypin vaikutuksia kahdessa opiskelijanäytteessä: ne, joilla on aikaisemmat ja myöhemmin kronotyypit. Lisäksi tutkimuksessamme tutkitaan kronotyypin merkitystä glukoosin jälkeiselle kululle (mukaan lukien reaktiivisten hypoglykemiaiden esiintyminen) insuliini- ja kortisolitasot.

Menetelmä

Osallistujat terveelliset, saksankieliset opiskelijat Paderbornin yliopistossa (varhainen tai myöhäinen kronotyyppi)

Näytteen koon laskenta:

Perustamme näytteen koon laskelman välittömän muistin eroon ja tutkimukseen, joka on arvioitu parhaiten metaanalyysin laadun suhteen. Kun otetaan huomioon keskihajonta 3,6 ja 4,3 molemmissa ryhmissä, ja standardisoitu keskimääräinen ero 0,31 ihmisille, joilla on parempi glukoositoleranssi (vastaa keskimääräinen ero 1,12), vaadimme 44 pienimmän alaryhmän osallistujaa, joiden annetun 80%: n ja alfa on 0,05, kun otetaan huomioon 0,8: n korrelaatio molempien mittausten välillä (laskettu Statan kanssa, Vers. 17.0). Oletetaan, että 66% kutsutuista opiskelijoista osallistuu ja että 75% niistä suorittaa tutkimuksen. Siksi, että koko 88 henkilöä (44 varhaisella kronotyypillä ja 44 myöhäisellä kronotyypillä) on aloitettava oikeudenkäynti, ja 177 ihmistä on kutsuttava Glycobrainin tarkkailututkimuksesta, joka rekrytoi 356 Paderbornin yliopistosta opiskelijaa ja seuloa kronotyypin MCTQ: n kautta. Molemmilla kronotyyppinäytteillä on yhtä suuri sukupuolen jakautuminen.

Molemmat näytteet kutsutaan osallistumaan crossover -ravitsemuskokeeseen, lukuun ottamatta tupakoitsijoita, siirtämään työntekijöitä tai matkustajia, jotka sijaitsevat> 2 aikavyöhykkeellä viimeisen 3 kuukauden aikana, ja henkilöt, jotka käyttävät metyylifenidaattia tai melatoniinia. Opiskelijat osallistuvat kahteen aamiaiskognitiokokeen, jokainen yön yli kello 8.00. Osallistujat jaetaan satunnaisesti yhdelle kahdesta sekvenssiryhmästä, jotka eroavat vain interventiosekvenssissä (Isomaltulose®-juoma, glukoosi-fruktoosi-sucroos-juoma tai gewoos-fruktoosi-sucrose-juoma, isomaltulose®-juoma). Satunnaistamisluetteloita tarjoaa ulkoinen tilastollinen neuvonantaja Esbjergin yliopistosta sukupuolen ja kronotyypin stratifioituna. Satunnaistettu luettelo luotiin 4 ryhmälle, jokaisella oli 30 paikkaa, käyttämällä lohkon satunnaistamismenetelmää. Satunnaistaminen suoritettiin käyttämällä STATA: ta 5 lohkolla varmistaen tasapainon ryhmien välillä.

Osallistujat saavat kaksi erilaista yksinkertaista juoma -aamiaista:

1. Matala-GI-juoma, joka aiheuttaa reaktiivista hypoglykemiaa ("glukoosi-fruktoosi-sucroos-juoma"), joka koostuu 75 g: n glukoosi-fruktoosi-sucroos-seoksesta, joka on liuennut 500 ml: n vesijohtoveteen
2. Matala-GI-juoma, joka ei indusoi reaktiivista hypoglykemiaa ("Isomaltulose® Beverage"), joka koostuu 75 g isomaltulosasta, joka on liuennut 500 ml: n vesijohtoveteen

Interventio seuraa 2 viikon aikataulua:

Viikko 1: Osallistujia kutsutaan valmistuspäivään 1 (perjantai), jonka aikana paastojen lipidien, korkean herkkyyden-C-reaktiivisen proteiinin, alaniini-aminotransferaasin ja gamma-glutamyylitransferaasin määrittämiseksi rekrytoitujen osallistujien metabolisesti karakterisoimiseksi rekrytoitujen osallistujien karakterisoimiseksi on paasto-aminotransferaasi. Aikaisemmin määritetyn kronotyypin validoimiseksi Glycobrainin havainnollisessa tutkimuksessa osallistujien kronotyyppi arvioidaan uudelleen Münchenin kronotyyppikyselykyselyn avulla. (MCTQ, © Roenneberg ja työtoverit, 2003). Kehon koostumus arvioidaan uudelleen bioimpedanssianalyysillä (MBCA 515, SECA, Saksa) arvioidakseen kehon rasvan, lihasmassan, kehon kokonaisveden ja solunulkoisen veden yksilölliset prosenttimäärät. Paino mitataan käyttämällä lääketieteellistä kehon koostumuksen analysaattoria (MBCA). Kehon korkeus mitataan ultraäänimittausasemalla (SECA 287 dB). Vyötärön ympärysmitta mitataan alemman ylävartalon alemman kylkiluun ja lonkkaluun välisessä keskipisteessä.

Jatkuvaa glukoosin seurantaa (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) aktivoidaan, ja kiihtyvyysanturia käytetään liikkumisen ja unen/herätysolosuhteiden mittaamiseen (sallii myös vahvistaa kronotyyppiä). Standardoitu ilta -ateria on kulutettava illalla ennen interventiota toissijaisten ateriavaikutusten välttämiseksi esim. Pulssin kulutuksen aiheuttama. Osallistujia pyydetään suorittamaan koulutusistunto kognitioakusta (katso alla).

Varsinainen interventio alkaa kolme tai viisi päivää myöhemmin kello 8.00 jokaisella päivällä seuraavasti:

• Sykevyö sykevaihtelun mittaamiseksi yhdessä Unite Fitness Watchin (Polar Electro, Suomi) kanssa.
• Glukoosin ja insuliinitason määrittämiseen käytetään minimaalisia invasiivisia kapillaarikivinäytteitä, jotka on kerätty -40, 30, 80 ja 140 minuutissa (suhteessa juoman juomisen ajankohtaan)
• ei -invasiivisesti kortisolinäytteet syljestä -40, 80 ja 140 minuuttia
• jatkuvat glukoosimittaukset
• Kognitiotesti -30, 90 ja 150 minuuttia
• Testaa beverage-aamiainen, mukaan lukien joko glukoosi-fruktoosi-sucroos tai isomaltulosa, joka on humalassa ajankohdassa 0, ts. 09:00 A.M.
• Muut mittaukset: Ruokahalu, jano ja mieliala arvioidaan -40, 30, 80 ja 140 minuuttia kukin validoidun visuaalisen analogisen asteikon avulla
• Kaikkien laitteiden poistaminen ja vapaaehtoisen aamiaisen tarjoaminen 180 minuutin glukoositasolla määritetään suoraan käyttämällä Hemocue Glukoosi 201 RT -analysaattoria (Hemocue AB, Ruotsi). Plasman insuliinikonsentraatio ja kortisolipitoisuus syljessä määritetään entsyymissä olevalla immunosorbenttimäärityksellä (ELISA) käyttämällä IBL/Tecanin pakkausta.

Viikko 2: Jälleen osallistujat toistavat valmistuspäivän kuten ennen (päivä 2), paitsi BIA-, MCTQ- ja laskimoverinäytteen mittaukset. Interventio jatkuu sitten 3 - 5 päivää valmistuspäivän jälkeen, joka seuraa saman ajanjaksoa kuin interventiopäivänä 1.

Kognitiotestien arvioinnin avulla testiakkua käyttämällä odotetaan kestävän noin 25 minuuttia joka kerta. Testit sisältävät ALA -instituutin Bochumin kehittämän testijoukon, jota sovellettiin aiemmissa tutkimuksissamme.

• (Viivästynyt) sanallinen muistitesti (kyky muistuttaa oikein 30 sanaa välittömästi (muista) ja 20 minuutin kuluttua (viivästynyt muistaminen))
• Visuaalinen lyhytaikainen työmuistitesti (korsi-esto-napauttamistesti ekvivalentti, ts. Napauttamalla jopa yhdeksän identtisen alueellisesti erotettua lohkoa, lisäämällä vaikeuksia esitettyjen lohkojen lukumäärällä).
• Selektiivisen ja jatkuvan huomion ja visuaalisen skannauksenopeuden testi (D2-huomion testin muokattu versio, jonka aikana esitettyjen merkkien sarjassa olevat reaktiokohtaiset merkit arvioidaan)
• Alueellisen huomion ja kytkentäkyvyn testi kahden eri tehtävän välillä (vaihtoehtoinen versio polun valmistustehtävästä)
• Tonic -valppauden testi (yksinkertainen reaktioaika testi)
• Estotesti, ts. Kyky estää prepeentistä vastetta käyttämällä flanker -tehtävää. Jokaisessa tutkimuksessa osallistujille esitetään kolme pääosaa kolmiota. Ylä- ja alempi kolmio (flankerit) osoittavat samaan suuntaan, mutta riippumattomia keskimmäisestä kolmiosta (kohde). No-go-kokeiden aikana ympyrä korvaa kohteen. Osallistujien on tarkoitus painaa vasemmalla tai oikealla painikkeita kohteen suuntaan tai olla reagoimatta no-go-ehdon tapauksessa. Jokainen kokeilu luokitellaan yhteensopivaksi, yhteensopimattomaksi tai no-go: ksi.
• Nukke testi varmistaa, että viivästynyt palautus alkaa tarkalleen 20 minuuttia välittömän muistamisen jälkeen

Tilastollista analyysiä käytetään monitasoisia regressiomalleja interventioiden vaikutuksen arvioimiseksi välittömään sanalliseen muistiin 90 minuutissa. Identtisiä malleja käytetään muihin kognitiivisiin tuloksiin. Interventiovaikutuksen ja kronotyypin väliset vuorovaikutukset testataan, ja kronotyyppiin perustuvat kerrostuneet analyysit suoritetaan. Lisäanalyysit otetaan huomioon insuliinin ja muiden tekijöiden, kuten kortisolin, ruokahalu, jano ja/tai mielialan herkkyys tutkiakseen, voidaanko havaitut vaikutukset selittää osittain näillä tekijöillä. Monitasoiset regressioanalyysit toistuvilla mittauksilla arvioivat kronotyypin merkitystä reaktiiviseen hypoglykemiaan.