Identificazione di nuovi biomarcatori di resistenza all'insulina

Il diabete è una malattia metabolica cronica che colpisce 415 milioni di persone in tutto il mondo e 3,5 milioni di persone nel Regno Unito, con il 90% affetto da diabete di tipo 2. Il diabete di tipo 2 è caratterizzato dall'incapacità dei tessuti muscolari e adiposi di rispondere adeguatamente ai livelli fisiologici di insulina (insulino-resistenza dei tessuti periferici) e di ripristinare i normali livelli di zuccheri nel sangue. L'insulino-resistenza può verificarsi prima dello sviluppo del diabete di tipo 2 ed è stato dimostrato che è fortemente legata allo stile di vita e all'obesità, sebbene i meccanismi sottostanti non siano completamente risolti. Una caratteristica distintiva dell'insulino-resistenza è il trasporto anormale del glucosio come risultato della ridotta espressione sulla superficie cellulare del recettore del glucosio GLUT4. Nel muscolo adiposo e scheletrico sano questo recettore viene trasportato sulla superficie cellulare in risposta a uno stimolo insulinico. Abbiamo dimostrato che questa traslocazione alla membrana cellulare richiede la proteina Rab3 e che i livelli di espressione di questa proteina sono ridotti nei modelli cellulari di insulino-resistenza.

Ipotizziamo che questa downregulation di Rab3 sia associata allo sviluppo dell'insulino-resistenza e che la sua attività aumenterebbe in seguito al ripristino della sensibilità all'insulina. Lo scopo principale di questo studio è esaminare l'effetto sui livelli di Rab3 e sul traffico di GLUT4 di un intervento di dieta ed esercizio fisico che ha precedentemente dimostrato di aumentare la sensibilità all'insulina. Inoltre, il microbioma intestinale sarà studiato prima e dopo l'intervento per determinare qualsiasi relazione con la sensibilità all'insulina. Prove recenti suggeriscono che il microbioma ha un ruolo significativo nello sviluppo dell'insulino-resistenza attraverso una serie di potenziali meccanismi. È stato dimostrato che l'infusione di microbiota da donatori magri determina una migliore sensibilità all'insulina nei riceventi di sesso maschile con sindrome metabolica, con concomitanti aumenti della prevalenza del microbiota intestinale produttore di butirrato. L'esercizio fisico è associato a una maggiore diversità microbica, compreso l'aumento dei microbi produttori di butirrato. Nessuno studio fino ad oggi ha monitorato la sensibilità all'insulina e la composizione del microbiota prima e dopo un esercizio e un intervento dietetico, e quindi questo porterà a una migliore comprensione dei meccanismi che portano all'insulino-resistenza e successivamente al diabete di tipo 2.

I partecipanti allo studio includeranno maschi e femmine di età compresa tra 40 e 65 anni che soddisfano i criteri di inclusione. Dopo aver monitorato le normali attività quotidiane per 7 giorni, i volontari ridurranno il loro apporto calorico di 5000 kcal/settimana e parteciperanno a 5 sessioni settimanali di esercizi per 3 settimane. I partecipanti parteciperanno a una sessione di test di laboratorio prima e una dopo questo periodo che si svolgerà presso l'Università di Bath. Questo intervento dovrebbe essere sufficiente per migliorare la sensibilità all'insulina e permetterci di studiare i cambiamenti cellulari che si saranno verificati in questo periodo.