Effetti dell'ipoglicemia reattiva sulla cognizione in cronotipi precedenti o successivi (GlyCoBrainI2)

Gli studi sui giovani adulti indicano effetti benefici di una colazione a basso contenuto di GI sulle prestazioni cognitive. Una meta-analisi di 17 studi ha rivelato i benefici di una colazione a basso carico glicemico sulla memoria verbale immediata solo nel periodo postprandiale tardivo. La meta-analisi non ha riportato alcun effetto complessivo sull'attenzione negli adulti, ma suggerisce vantaggi per l'attenzione in bambini, adolescenti e giovani adulti. I meccanismi che spiegano i benefici dipendenti dal tempo di una colazione a basso carico glicemico (GL) non sono completamente compresi. La fornitura di glucosio al cervello è attualmente discussa come meccanismo centrale che collega il pasto GI/GL alla cognizione. In generale, il glucosio è necessario per gli sforzi cognitivi, come evidenziato dalle diminuzioni delle concentrazioni di glucosio extracellulare locale nell'area cerebrale attivata. La sintesi chiave dei neurotrasmettitori nel cervello ha bisogno di glucosio. Il metabolismo del glucosio può influenzare la memoria attraverso l'utilizzo del triptofano e le concentrazioni di serotonina. Complessivamente, l'effetto che migliora la memoria del glucosio può richiedere livelli di glucosio nel sangue relativamente costanti nel cervello piuttosto che elevate quantità di glucosio di per sé. Pertanto, mentre gli alimenti GI elevati suscitano un aumento transitorio dei livelli di glucosio nel sangue, gli alimenti a basso contenuto di GI comporteranno una fornitura di glucosio più sostenuta e più duratura. La fase postprandiale tardiva, quando i benefici cognitivi dei bassi pasti GI/GL sono più evidenti, coincide con il tempo dopo l'ipoglicemia reattiva dopo un pasto ad alto livello. Per districare gli effetti dell'IG alimentare e dell'ipoglicemia reattiva, è prudente esaminare bevande come i succhi di frutta - caratterizzati da un basso IG, ma noto per indurre l'ipoglicemia reattiva anche prima postpladialmente. Di conseguenza, anche gli effetti dannosi sulla cognizione dovrebbero manifestarsi prima come osservato per la colazione ad alto livello. Poiché recenti lavori suggeriscono che potrebbe esserci un intervallo ottimale di glicemia per le prestazioni cognitive e che questa gamma ottimale può differire per dominio cognitivo, il monitoraggio continuo del glucosio dovrebbe essere utilizzato in aggiunta ai punti di misurazione convenzionali direttamente prima del test cognitivo. Tuttavia, sono stati osservati anche benefici di una bassa colazione GI/GL per la funzione cognitiva senza differenze nei livelli di glucosio nel sangue. Ciò può essere attribuibile a una sensibilità postprandiale di insulina postprandiale acutamente migliorata e/o livelli di cortisolo più bassi suscitati da pasti a basso contenuto di GI. Di conseguenza, gli esami concomitanti di tutti e tre i fattori, cioè i livelli di glucosio, insulina e cortisolo sembrano necessari per districare i potenziali meccanismi. La meta-analisi sopra menzionata ha anche riscontrato maggiori benefici per le persone con una migliore tolleranza al glucosio, sebbene l'età possa confonderlo. Gli studi suggeriscono che i giovani adulti con tolleranza al glucosio più scarsa, anche all'interno della gamma sana, possono essere più vulnerabili a questi effetti. Mentre la tolleranza al glucosio segue un ritmo circadiano, essendo più basso la sera a causa della ridotta funzione delle cellule β del pancreas e della risposta all'insulina, il comunicazione del disallineamento circadiano tra i giovani adulti con successivi cronotipi-Can che compromettono anche la tolleranza al glucosio, anche a colazione, a causa della riduzione della sensibilità insulinica. Questo disallineamento, spesso causato dal jetlag sociale, è stato collegato all'obesità, al diabete di tipo 2, al glicemia più elevata, ai livelli di HbA1c e ad un aumentato rischio di depressione. Non è chiaro se le persone con cronotipi successivi siano più suscettibili all'ipoglicemia reattiva dopo colazione.

Ipotesi

1. L'ipoglicemia reattiva in risposta a una bevanda a bassa GI compromette la memoria e l'attenzione dopo ca. 90 minuti
2. L'ipoglicemia reattiva dopo che il consumo di bevande a bassa e gira è più pronunciata in persone sane con un cronotipo successivo
3. L'effetto avverso di una colazione a basso contenuto di GI che induce ipoglicemia reattiva sulla memoria e l'attenzione è particolarmente evidente in quelli con obiettivo cronotipo successivo, questa sperimentazione nutrizionale mira a studiare come le bevande GI a basse indagini inducono l'ipoglicemia reattiva e i suoi effetti sulla memoria e sull'attenzione dopo i pasti in fase postprandiale. Miriamo a esplorare gli effetti del cronotipo in due campioni di studenti: quelli con cronotipi precedenti e successivi. Inoltre, il nostro studio studia la rilevanza del cronotipo per il corso postprandiale del glucosio (incluso il verificarsi di ipoglicemie reattive) di insulina e cortisolo.

Metodologia

Partecipanti studenti sani e di lingua tedesca presso la Paderborn University (cronotipo precoce o tardivo)

Calcolo delle dimensioni del campione:

Basiamo il nostro calcolo della dimensione del campione sulla differenza nella memoria immediata e lo studio ha valutato meglio in termini di qualità nella meta-analisi. Data una deviazione standard di 3,6 e 4,3 in entrambi i gruppi e una differenza media standardizzata di 0,31 per le persone con una migliore tolleranza al glucosio (corrispondente alla differenza media di 1,12) richiediamo 44 partecipanti nel sottogruppo più piccolo con una data potenza dell'80% e alfa di 0,05 considerando una correlazione di 0,8 tra entrambe le misurazioni (calcolata con Stata, vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Vers. Veit. Vicyyyy. 17.0). Supponiamo che il 66% degli studenti invitati parteciperà e che il 75% di questi completerà lo studio. Quindi, per avere l'intero set di dati di 88 persone (44 con un cronotipo precoce e 44 con un cronotipo tardivo) che completa il processo, 117 devono iniziare la prova e 177 persone devono essere invitate dallo studio di osservazione di Glycobrain che ha reclutato 356 studenti dell'Università di Paderborn e screen per il cronotipo tramite MCTQ. Entrambi i campioni di cronotipi hanno una parità di distribuzione del sesso.

Entrambi i campioni saranno invitati a partecipare alla sperimentazione nutrizionale crossover, esclusi i fumatori, i lavoratori a turni o i viaggiatori di> 2 fusi orari negli ultimi 3 mesi e le persone che assumono metilfenidato o melatonina. Gli studenti parteciperanno a 2 test cognitivi per la colazione, ciascuno dopo un digiuno durante la notte alle 8 del mattino da prendere più di 2 settimane di cui 1 settimana di lavaggio. I partecipanti verranno assegnati in modo casuale a uno dei due gruppi di sequenze, che differiscono solo nella sequenza di intervento (bevanda isomaltulosa®, bevanda glucosio-fruttosio-surosato o bevanda glucosio-fruttosio-surosante, bevanda isomaltulosa®). Gli elenchi di randomizzazione sono forniti da un consulente statistico esterno dell'Università di Esbjerg stratificata da sesso e cronotipo. È stato generato un elenco randomizzato per 4 gruppi, ciascuno con 30 slot, usando un approccio di randomizzazione a blocchi. La randomizzazione è stata eseguita utilizzando Stata con 5 blocchi, garantendo l'equilibrio tra i gruppi.

I partecipanti riceveranno due diverse colazioni di bevande semplici:

1. bevanda a bassa bevanda che causa ipoglicemia reattiva ("bevanda glucosio-fruttosio-surosato") costituito da una miscela di glucosio-fruttosio-fruttosio di 75 g disciolta in 500 ml di acqua di rubinetto
2. bevanda a bassa bevanda non induce ipoglicemia reattiva ("bevanda isomaltulosa®) composto da 75 g di isomaltulosio disciolto in 500 ml di acqua di rubinetto

L'intervento segue un programma di 2 settimane:

Settimana 1: i partecipanti sono invitati per la preparazione del Giorno 1 (venerdì), durante il quale viene prelevato un campione di sangue a digiuno venoso per determinare lipidi a digiuno, proteina ad alta sensibilità-C-reattiva, alanina aminotransferasi e gamma-glutamiltransferasi metabolicamente caratterizzate dai partecipanti al reclutamento. Per convalidare il cronotipo precedentemente determinato nello studio osservazionale di Glycobrain, il cronotipo dei partecipanti verrà nuovamente valutato utilizzando il questionario sul cronotipo di Monaco. (MCTQ, © Roenneberg e collaboratori, 2003). La composizione corporea sarà rivalutata dall'analisi della bioimpedance (MBCA 515, SECA, Germania) per stimare le percentuali individuali di grasso corporeo, massa muscolare, acqua corporea totale e acqua extracellulare. Il peso corporeo verrà misurato utilizzando l'analizzatore della composizione corporea medica (MBCA). L'altezza del corpo verrà misurata utilizzando una stazione di misurazione ecografica (SECA 287 dB). La circonferenza della vita verrà misurata nel punto medio tra la cassa toracica inferiore e l'osso dell'anca della parte superiore del corpo esposto.

Il monitoraggio continuo del glucosio (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) è attivato e un accelerometro verrà utilizzato per misurare le condizioni di movimento e sonno/veglia (consentendo anche di corroborare il cronotipo). Verrà fornito un pasto serale standardizzato per essere consumato la sera prima dell'intervento per evitare effetti di pasti secondari, ad es. causato dal consumo di impulsi. Ai partecipanti verrà chiesto di eseguire una sessione di allenamento sulla batteria cognitiva (vedi sotto).

L'intervento effettivo inizia da tre a cinque giorni dopo alle 8 del mattino con ogni giorno in esecuzione come segue:

• Cintura di frequenza cardiaca per misurare la variabilità della frequenza cardiaca in combinazione con Unite Fitness Watch (Polar Electro, Finlandia).
• campioni di sangue capillare invasivi minimi raccolti a -40, 30, 80 e 140 minuti (in relazione al punto temporale del bere la bevanda) verranno utilizzati per determinare i livelli di glucosio e insulina
• Campioni di cortisolo non invasivamente da saliva a -40, 80 e 140 minuti
• Misurazioni continue del glucosio
• Test di cognizione a -30, 90 e 150 minuti
• Test Beverage Colazione tra cui il glucosio-fruttosio-surosato o l'isomaltulosio da ubriacare al momento 0, cioè alle 09:00 del mattino.
• Altre misurazioni: appetito, sete e umore saranno valutati a -40, 30, 80 e 140 minuti ciascuno utilizzando una scala analogica visiva validata
• La rimozione di tutti i dispositivi e la fornitura di una colazione volontaria a 180 minuti di livelli di glucosio saranno determinati direttamente utilizzando l'analizzatore RT di glucosio Hemocue (Hemocue AB, Svezia). La concentrazione plasmatica di insulina e la concentrazione di cortisolo nella saliva saranno determinate da un test immunosorbente legato all'enzima (ELISA) usando un kit di IBL/TECAN.

Settimana 2: Ancora una volta, i partecipanti ripetono il giorno di preparazione come prima (giorno 2), ad eccezione delle misurazioni del campione BIA, MCTQ e del sangue venoso. L'intervento continua quindi da 3 a 5 giorni dopo il giorno della preparazione successiva alla stessa scala temporale del giorno di intervento 1.

La valutazione dei test di cognizione utilizzando la batteria del test dovrebbe durare circa 25 minuti in totale ogni volta. I test includeranno una serie di test sviluppati dall'Ala Institute Bochum, che è stato applicato nei nostri studi precedenti.

• (Ritardato) Test di memoria verbale (capacità di richiamare correttamente un totale di 30 parole immediatamente (richiamo) e dopo 20 minuti (richiamo ritardato))
• Test di memoria di lavoro a breve termine visivo-spaziale (un test di tocco del blocco corsi, cioè toccando una sequenza fino a nove blocchi identici separati spazialmente, aumentando in sequenza la difficoltà del numero di blocchi presentati).
• Test di attenzione selettiva e prolungata e velocità di scansione visiva (una versione modificata del test D2 di attenzione, durante la quale saranno valutati i segni specifici della reazione all'interno di una serie di segni presentati)
• Test di attenzione spaziale e abilità di commutazione tra due diverse attività (versione alternativa del percorso)
• Test di vigilanza tonica (test del tempo di reazione semplice)
• Test di inibizione, cioè la capacità di inibire una risposta prepotente, usando un compito di Flanker. In ogni prova, tre triangoli sovrapposti saranno presentati ai partecipanti. I triangoli superiori e inferiori (fianchi) punzeranno nella stessa direzione ma indipendenti dal triangolo medio (bersaglio). Durante le prove No-Go, un cerchio sostituisce il bersaglio. Si suppone che i partecipanti premeranno i pulsanti a sinistra o a destra in base alla direzione del bersaglio o di non reagire in caso di una condizione no-go. Ogni prova sarà classificata come go-go o no-go compatibile, incompatibile.
• Un test fittizio per garantire che il richiamo ritardato inizi esattamente 20 minuti dopo il richiamo immediato

Analisi statistica verranno impiegati modelli di regressione multilivello per valutare l'effetto degli interventi sulla memoria verbale immediata a 90 minuti. Verranno utilizzati modelli identici per gli altri risultati cognitivi. Verranno testate le interazioni tra l'effetto di intervento e il cronotipo e verranno condotte analisi stratificate basate sul cronotipo. Ulteriori analisi spiegheranno la sensibilità dell'insulina e altri fattori come cortisolo, appetito, sete e/o umore, per indagare se gli effetti osservati potrebbero essere parzialmente spiegati da questi fattori. Le analisi di regressione multilivello con misurazioni ripetute valuteranno la rilevanza del cronotipo per l'ipoglicemia reattiva.