Il progetto GALAXY-1

È generalmente accettato che i saccaridi debbano essere convertiti in glucosio prima di poter essere ossidati e utilizzati per produrre energia. Di conseguenza, i saccaridi diversi dal glucosio influenzano i livelli di glucosio nel sangue in modo diverso rispetto al glucosio. Ad esempio, il saccaride fruttosio richiede la conversione epatica in glucosio, causando livelli di zucchero nel sangue più costanti e un minor rischio sia di escursioni glicemiche che di ipoglicemia durante l'esercizio. Tuttavia, la metabolizzazione del fruttosio aumenta il rischio di sviluppare steatosi epatica non alcolica a causa della stimolazione della lipogenesi de novo e del blocco dell'ossidazione degli acidi β-grassi. Di conseguenza, sarebbe preferibile una diversa fonte di carboidrati con lo stesso profilo glicemico del fruttosio ma senza gli effetti epatici indesiderati. Il galattosio è il terzo dei tre monosaccaridi dietetici quantitativamente importanti in una normale dieta occidentale. Il lattosio (disaccaride di galattosio e glucosio) dai latticini è la fonte primaria di galattosio alimentare, ma il galattosio si trova anche in altre fonti alimentari come frutta e verdura. Mentre l'impatto del glucosio e del fruttosio sul metabolismo umano è stato ampiamente studiato, vi è una conoscenza limitata degli effetti del galattosio come integratore alimentare durante o prima dell'esercizio, e non è nemmeno noto se possa avere applicazioni cliniche.

L'assunzione di galattosio o lattosio invece del glucosio prima dell'esercizio può essere vantaggiosa, in particolare per le persone con diabete, poiché riduce il fabbisogno di insulina per mantenere l'euglicemia. Inoltre, i tassi di ossidazione del galattosio durante l'esercizio sono solo del 50-60% rispetto al glucosio, presumibilmente a causa dell'accumulo epatico e/o della necessità di conversione in glucosio nel fegato prima dell'ossidazione. Questo ritardo nel metabolismo del punto finale potrebbe prevenire l'iperglicemia prima dell'esercizio e allo stesso tempo fornire una protezione prolungata dall'ipoglicemia durante e dopo l'esercizio attraverso la risposta glicemica prolungata e moderata. In linea con questo, un recente studio del gruppo del collaboratore dei ricercatori Gareth Wallis ha mostrato che l'ingestione di lattosio in relazione all'esercizio aumenta l'ossidazione dei grassi e riduce l'ossidazione dei carboidrati rispetto all'ingestione di saccarosio. Di conseguenza, l'ingestione del componente lattosio - galattosio - invece dei normali carboidrati contenenti glucosio è un'opzione interessante se si vogliono evitare escursioni glicemiche. Tuttavia, non è ancora chiaro se gli effetti metabolici benefici del galattosio siano tutti causati dal ritardo epatico nella conversione in glucosio o se il galattosio sia anche utilizzato direttamente dal muscolo scheletrico come fonte di energia. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno recentemente eseguito studi pilota di tomografia a emissione di positroni (PET) in due maiali utilizzando l'analogo del galattosio 18F-FDGal per misurare l'assorbimento di galattosio del muscolo scheletrico e cardiaco stimolato dall'insulina. Sebbene l'assorbimento muscolare di galattosio fosse chiaramente inferiore a quello del glucosio, era evidente che un certo assorbimento può essere stimolato dall'insulina, in particolare nel cuore. Questi dati preliminari mettono in discussione l'attuale percezione che il galattosio richieda la conversione in glucosio nel fegato prima di poter essere utilizzato come fonte di energia. Tuttavia, gli studi sui maiali anestetizzati ovviamente non possono determinare se un simile assorbimento muscolare diretto di galattosio possa essere stimolato dall'esercizio di per sé, come nel caso del glucosio.

Scopo:

Lo scopo di questo esperimento è indagare se il galattosio è: 1) assorbito dal muscolo scheletrico e dagli organi extra-epatici, 2) se l'assorbimento del galattosio è influenzato da un precedente esercizio aerobico e 3) se e in che misura l'insulina stimola l'assorbimento del galattosio.

Metodi:

Otto partecipanti sani saranno studiati due volte in ordine randomizzato con scansioni PET 18F-FDGal durante l'infusione di soluzione salina (giorno di studio 1) e durante un clamp iperinsulinemico-euglicemico (giorno di studio 2). Per stimolare l'assorbimento del galattosio nei muscoli scheletrici femorali, ogni partecipante eseguirà un esercizio con una gamba sola di 60 minuti prima della scansione PET. La gamba non esercitata servirà come controllo per quantificare l'assorbimento di galattosio stimolato dall'esercizio (Figura 2). Durante ogni giornata di studio, i partecipanti riceveranno un'infusione di galattosio (bolo: 6 mmol, velocità di infusione: 1 mmol/min) per imitare le concentrazioni di galattosio simili a quelle che possono essere raggiunte dopo l'ingestione di galattosio (1-2 mmol/L) (10) . Questo disegno consente ai ricercatori di quantificare sia gli effetti indipendenti che combinati dell'insulina e dell'esercizio sull'assorbimento del galattosio nel muscolo scheletrico.

Volontari:

Criterio di inclusione:

1. Età 50-75 anni
2. Maschi o femmine in post-menopausa
3. IMC 18,5-30 kg/m2

Criteri di esclusione:

1. Malattie cardiache, polmonari, renali, epatiche, endocrine o maligne clinicamente significative sulla base delle informazioni ottenute durante una visita di screening iniziale e dei campioni di sangue
2. Donazione di sangue negli ultimi 3 mesi
3. Fumare
4. Abuso di alcol o sostanze
5. Partecipazione ad altri studi clinici che coinvolgono radiazioni ionizzanti negli ultimi 6 mesi
6. Claustrofobia
7. Non essere fisicamente in grado di esercitare una gamba per un'ora