Effets de l'hypoglycémie réactive sur la cognition dans des chronotypes antérieurs ou ultérieurs (GlyCoBrainI2)

Des études chez les jeunes adultes indiquent les effets bénéfiques d'un petit-déjeuner à faible gi sur les performances cognitives. Une méta-analyse de 17 études a révélé les avantages d'un petit-déjeuner à faible charge glycémique sur la mémoire verbale immédiate que à la fin de la période postprandiale. La méta-analyse n'a signalé aucun effet global sur l'attention chez les adultes, mais suggère des avantages pour l'attention chez les enfants, les adolescents et les jeunes adultes. Les mécanismes expliquant les avantages dépendant du temps d'un petit-déjeuner à faible charge glycémique (GL) ne sont pas entièrement compris. La fourniture de glucose au cerveau est actuellement discutée comme un mécanisme central reliant le repas GI / GL à la cognition. Généralement, le glucose est nécessaire pour les efforts cognitifs, comme en témoignent la diminution des concentrations locales de glucose extracellulaire dans la zone cérébrale activée. La synthèse clé des neurotransmetteurs dans le cerveau a besoin de glucose. Le métabolisme du glucose peut influencer la mémoire par l'utilisation du tryptophane et les concentrations de sérotonine. Dans l'ensemble, l'effet améliorant la mémoire du glucose peut nécessiter des niveaux de glycémie relativement constante dans le cerveau plutôt que des quantités élevées de glucose en soi. Par conséquent, alors que les aliments GI élevés provoquent une augmentation transitoire de la glycémie, les aliments à faible GI entraîneront une fourniture plus durable et plus durable de glucose. La phase postprandiale tardive, lorsque les avantages cognitifs des repas GI / GL faibles sont les plus visibles, coïncide avec le temps après une hypoglycémie réactive après un repas élevé. Pour démêler les effets de GI alimentaire et une hypoglycémie réactive, il est prudent d'examiner les boissons comme les jus de fruits - caractérisés par un GI faible, mais connu pour induire une hypoglycémie réactive encore plus tôt postprandiale. En conséquence, les effets néfastes sur la cognition devraient également se manifester plus tôt comme observé pour le petit-déjeuner à GI élevé. Étant donné que les travaux récents suggèrent qu'il peut y avoir une gamme de glycémie optimale pour les performances cognitives et que cette plage optimale peut différer par domaine cognitif, la surveillance continue du glucose doit être utilisée en plus des points de mesure conventionnels directement avant le test cognitif. Cependant, des avantages d'un petit-déjeuner GI / GL faible pour la fonction cognitive ont également été observés sans différences dans la glycémie. Cela peut être attribuable à une sensibilité à l'insuline postprandiale considérablement améliorée et / ou à des niveaux de cortisol inférieurs provoqués par des repas à faible IG. En conséquence, les examens concomitants des trois facteurs, c'est-à-dire les niveaux de glucose, d'insuline et de cortisol semblent nécessaires pour démêler les mécanismes potentiels. La méta-analyse susmentionnée a également révélé des avantages plus importants pour les personnes présentant une meilleure tolérance au glucose, bien que l'âge puisse le confondre. Des études suggèrent que les jeunes adultes présentant une tolérance au glucose plus faible, même dans la gamme saine, peuvent être plus vulnérables à ces effets. Alors que la tolérance au glucose suit un rythme circadien, étant la plus faible le soir en raison de la réduction de la fonction des cellules β pancréatiques et de la réponse à l'insuline, du désalignement circadien-alignement chez les jeunes adultes avec des chronotypes plus ultérieurs, également altérer la tolérance au glucose, même au petit déjeuner, en raison d'une diminution de la sensibilité à l'insuline. Ce désalignement, souvent causé par le décalage social, a été lié à l'obésité, au diabète de type 2, à une glycémie plus élevée, aux niveaux d'HbA1c et à un risque accru de dépression. Il n'est pas clair si les personnes atteintes de chronotypes ultérieures sont plus susceptibles de l'hypoglycémie réactive après le petit déjeuner.

Hypothèse

1. L'hypoglycémie réactive en réponse à une boisson à faible gi altère la mémoire et l'attention après env. 90 minutes
2. L'hypoglycémie réactive après la consommation de boissons à faible gi est plus prononcée chez les personnes en bonne santé avec un chronotype ultérieur
3. L'effet indésirable d'un petit-déjeuner à faible GI induit une hypoglycémie réactive sur la mémoire et l'attention est particulièrement évident chez ceux qui ont un chronotype ultérieur, cet essai nutritionnel vise à étudier comment les boissons à GI faibles induisent une hypoglycémie réactive et ses effets sur la mémoire et l'attention après les repas en phase postprandiale. Nous visons à explorer les effets du chronotype dans deux échantillons d'étudiants: ceux avec des chronotypes plus tôt et ultérieurs. En outre, notre étude étudie la pertinence du chronotype pour le cours postprandial du glucose (y compris la survenue d'hypoglycémies réactives) les niveaux d'insuline et de cortisol.

Méthodologie

Participants étudiants en bonne santé et germanophones à l'Université de Paderborn (chronotype précoce ou tardif)

Calcul de la taille de l'échantillon:

Nous basons notre calcul de la taille de l'échantillon sur la différence de mémoire immédiate et l'étude est mieux évaluée en termes de qualité dans la méta-analyse. Étant donné un écart-type de 3,6 et 4,3 dans les deux groupes, et une différence moyenne standardisée de 0,31 pour les personnes ayant une meilleure tolérance au glucose (correspondant à la différence moyenne de 1,12), nous avons besoin de 44 participants dans le plus petit sous-groupe avec une puissance donnée de 80% et de l'alpha de 0,05 en considérant une corrélation de 0,8 entre les deux mesures (calculé avec Stata, vers Vers. 17.0). Nous supposons que 66% des étudiants invités participeront et que 75% d'entre eux termineront l'étude. Par conséquent, pour avoir l'ensemble de données complet de 88 personnes (44 avec un chronotype précoce et 44 avec un chronotype tardif) terminant l'essai, 117 ont besoin de commencer l'essai et 177 personnes doivent être invitées à partir de l'étude d'observation du glycobrain qui a recruté 356 étudiants de l'université de Paderborn et a été examinée pour le chronotype via MCTQ. Les deux échantillons de chronotype ont une distribution sexuelle égale.

Les deux échantillons seront invités à participer à l'essai de nutrition croisée, à l'exclusion des fumeurs, des travailleurs ou des voyageurs de> 2 fuseaux horaires au cours des 3 derniers mois, et des personnes prenant du méthylphénidate ou de la mélatonine. Les étudiants participeront à 2 tests de cognition du petit-déjeuner, chacun après une nuit à 8 heures du matin pour être pris plus de 2 semaines, y compris 1 semaine de lavage. Les participants seront attribués au hasard à l'un des deux groupes de séquence, ne diffèrent que par la séquence d'intervention (boisson Isomaltulose®, boisson-fructose-sucrose ou boisson au glucose-fructose-sucrose, boisson Isomaltulose®). Les listes de randomisation sont fournies par un conseiller statistique externe de l'Université d'Esbjerg stratifiée par sexe et chronotype. Une liste randomisée a été générée pour 4 groupes, chacun avec 30 emplacements, en utilisant une approche de randomisation en bloc. La randomisation a été réalisée en utilisant STATA avec 5 blocs, garantissant l'équilibre entre les groupes.

Les participants recevront deux petits déjeuners de boissons simples différents:

1. Une boisson à faible gi provoquant une hypoglycémie réactive («boisson glucose-fructose-sucrose») composée d'un mélange de glucose-fructose-sucrose dissous dans 500 ml d'eau du robinet
2. des boissons à faible gi n'incluant aucune hypoglycémie réactive ("boisson isomaltulose®") composée de 75 g d'isomaltulose dissous dans 500 ml d'eau du robinet

L'intervention suit un horaire de 2 semaines:

Semaine 1: Les participants sont invités pour la préparation du jour 1 (vendredi), au cours de laquelle un échantillon de sang jeûne veineux est prélevé pour déterminer les lipides à jeun, la protéine réactive à haute sensibilité-C, l'alanine aminotransférase et la gamma-glutamyltransférase pour caractériser métaboliquement les participants recrutés. Pour valider le chronotype précédemment déterminé dans l'étude d'observation de Glycobrain, le chronotype des participants sera à nouveau évalué à l'aide du questionnaire du chronotype de Munich. (MCTQ, © Roenneberg et co-travailleurs, 2003). La composition corporelle sera réévaluée par l'analyse bioïmpédance (MBCA 515, SECA, Allemagne) pour estimer les pourcentages individuels de graisse corporelle, de masse musculaire, d'eau corporelle totale et d'eau extracellulaire. Le poids corporel sera mesuré à l'aide de l'analyseur de composition du corps médical (MBCA). La hauteur du corps sera mesurée à l'aide d'une station de mesure échographique (SecA 287 dB). Le tour de taille sera mesuré au milieu entre la cage thoracique inférieure et l'os de la hanche du haut du corps exposé.

La surveillance continue du glucose (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) est activée et un accéléromètre sera utilisé pour mesurer les conditions de mouvement et de sommeil / sillage (permettant également de corroborer le chronotype). Un repas standardisé en soirée sera fourni pour être consommé la veille de l'intervention pour éviter les effets des repas secondaires, par exemple causé par la consommation d'impulsions. Les participants seront invités à effectuer une session de formation sur la batterie de la cognition (voir ci-dessous).

L'intervention réelle commence trois à cinq jours plus tard à 8 heures du matin avec chaque jour suivant:

• Ceinture de fréquence cardiaque pour mesurer la variabilité de la fréquence cardiaque en combinaison avec la montre Unite Fitness (Polar Electro, Finlande).
• Des échantillons de sang capillaire invasif minimal prélevés à -40, 30, 80 et 140 minutes (par rapport au moment de la consommation de la boisson) seront utilisés pour déterminer les niveaux de glucose et d'insuline
• échantillons de cortisol non invasivement de la salive à -40, 80 et 140 minutes
• mesures de glucose continue
• Test de cognition à -30, 90 et 150 minutes
• Testez le petit-déjeuner des boissons, y compris soit le glucose-fructose-sucrose ou l'isomaltulose à ivre au point 0, soit 09h00.
• Autres mesures: l'appétit, la soif et l'humeur seront évalués à -40, 30, 80 et 140 minutes chacun en utilisant une échelle visuelle analogique validée
• L'élimination de tous les dispositifs et la fourniture d'un petit-déjeuner volontaire à 180 minutes de glucose seront directement déterminés à l'aide de l'analyseur RT HemocuE Glucose 201 (HemocuE AB, Suède). La concentration plasmatique d'insuline et la concentration de cortisol dans la salive seront déterminées par un test immuno-enzymatique (ELISA) à l'aide d'un kit d'IBL / TECAN.

Semaine 2: Encore une fois, les participants répètent le jour de préparation comme avant (jour 2), à l'exception des mesures de la BIA, du MCTQ et de l'échantillon de sang veineux. L'intervention se poursuit ensuite 3 à 5 jours après le jour de préparation après la même échelle de temps que le jour 1 de l'intervention.

L'évaluation des tests de cognition à l'aide de la batterie de test devrait durer environ 25 minutes au total à chaque fois. Les tests comprendront un ensemble de tests développés par l'ALA Institute Bochum, qui a été appliqué dans nos études précédentes.

• (Retardé) Test de mémoire verbale (capacité à rappeler correctement un total de 30 mots immédiatement (rappel) et après 20 minutes (rappel retardé))
• Test de la mémoire de travail à court terme visuelle-spatiale (un test de taraudage Corsi-Block, c'est-à-dire en tapant une séquence de neuf blocs identiques séparés spatialement, augmentant séquentiellement la difficulté par le nombre de blocs présentés).
• Test d'attention sélective et soutenue et de vitesse de balayage visuel (une version modifiée du test d'attention D2, au cours de laquelle les signes spécifiques à la réaction dans une série de signes présentés seront évalués)
• Test de l'attention spatiale et des capacités de commutation entre deux tâches différentes (version alternative de la tâche de fabrication de sentiers)
• Test de la viande tonique (test de temps de réaction simple)
• Test d'inhibition, c'est-à-dire la capacité d'inhiber une réponse prépotente, en utilisant une tâche de flanker. Dans chaque essai, trois triangles superposés seront présentés aux participants. Les triangles supérieurs et inférieurs (flancs) pointeront dans la même direction mais indépendants du triangle moyen (cible). Pendant les essais No-Go, un cercle remplace la cible. Les participants seront censés appuyer sur les boutons gauche ou à droite en fonction de la direction de la cible ou de ne pas réagir dans le cas d'une condition de non-go. Chaque essai sera classé comme un exercice compatible, incompatible-Go ou No-Go.
• Un test factice pour s'assurer que le rappel retardé commence exactement 20 minutes après le rappel immédiat

Analyse statistique Des modèles de régression à plusieurs niveaux seront utilisés pour évaluer l'effet des interventions sur la mémoire verbale immédiate à 90 minutes. Des modèles identiques seront utilisés pour les autres résultats cognitifs. Les interactions entre l'effet d'intervention et le chronotype seront testées, et des analyses stratifiées basées sur le chronotype seront effectuées. D'autres analyses expliqueront la sensibilité de l'insuline et d'autres facteurs tels que le cortisol, l'appétit, la soif et / ou l'humeur, pour déterminer si les effets observés pourraient être partiellement expliqués par ces facteurs. Les analyses de régression à plusieurs niveaux avec des mesures répétées évalueront la pertinence du chronotype pour une hypoglycémie réactive.