Influenza dell'ipossia intermittente sul controllo glicemico

Negli ultimi 100 anni, le malattie cardiovascolari sono state la principale causa di morte negli Stati Uniti. L’invecchiamento della popolazione, l’aumento dei livelli di obesità e la predominanza di uno stile di vita sedentario contribuiscono alla crescente incidenza del diabete di tipo 2, uno dei principali fattori di rischio modificabili per le malattie cardiovascolari. Si prevede ora che 1 adulto su 3 svilupperà il diabete entro il 2050, il che implica che un’ampia percentuale della popolazione sarà ad alto rischio di malattie cardiovascolari, la causa di morte più comune nei pazienti con diabete di tipo 2. Sebbene l’esercizio riduca la resistenza all’insulina e gli elevati livelli di glucosio associati al diabete di tipo 2, solo il 28% della popolazione adulta con diabete soddisfa le raccomandazioni sull’attività fisica. Pertanto, il nostro obiettivo generale è identificare un intervento alternativo, non farmacologico, che prevenga lo sviluppo del diabete di tipo 2 in soggetti con prediabete e tratti la resistenza all’insulina e l’iperglicemia in pazienti già diagnosticati con diabete di tipo 2.

Il Premio Nobel per la Fisiologia è stato recentemente assegnato agli scienziati che hanno gettato le basi per la nostra comprensione di come i diversi livelli di ossigeno influiscono sul metabolismo cellulare, aprendo la strada a nuove promettenti strategie per combattere le malattie. La respirazione di bassi livelli di ossigeno, o ipossia, stimola l’assorbimento del glucosio nel muscolo scheletrico tramite la proteina chinasi attivata da adenosina monofosfato (AMPK) 5’, la stessa via di segnalazione della contrazione muscolare, che agisce indipendentemente dalle azioni dell’insulina. Pertanto, i pazienti con diabete di tipo 2 sono stati esposti a normossia o 60 minuti di ipossia continua (frazione di ossigeno inspirato di ~ 0,15, saturazione di ossigeno arterioso del 92%) immediatamente prima di eseguire un test di tolleranza al glucosio per via endovenosa di 4 ore. L’ipossia ha abbassato i livelli di glucosio nel sangue e non ha influenzato le concentrazioni di insulina, pertanto è stato suggerito che il miglioramento del controllo glicemico fosse causato dall’attivazione della via AMPK in combinazione con una migliore sensibilità all’insulina. Allo stesso modo, una singola esposizione all’ipossia intermittente, consistente in 6 minuti con una frazione di ossigeno inspirato di 0,13 alternata con 6 minuti di normossia per 1 ora, ha migliorato il controllo glicemico nei pazienti con diabete di tipo 2. Nello specifico, si è verificata una maggiore diminuzione dei livelli di glucosio misurati immediatamente dopo l'ipossia intermittente e l'aumento dei livelli di glucosio dopo un pasto è stato attenuato in seguito all'ipossia intermittente rispetto a una condizione di placebo. Una diminuzione dei livelli di glucosio è stata osservata anche dopo una singola sessione di ipossia intermittente, consistente in brevi cicli di desaturazione e risaturazione per mantenere una saturazione di ossigeno arterioso dell'80% per circa 70 minuti, in soggetti sovrappeso e obesi con livelli di glucosio al basale normali.

Lo scopo specifico di questo progetto di ricerca è identificare se l'esposizione all'ipossia intermittente durante un test di tolleranza al glucosio orale attenua l'aumento dei livelli di glucosio in individui sani, individui con prediabete e pazienti con diabete di tipo 2. Si ipotizza che l'esposizione all'ipossia intermittente attenui l'aumento dei livelli di glucosio in risposta a un test di tolleranza al glucosio orale in individui sani, individui con prediabete e pazienti con diabete di tipo 2.