耐糖能、インスリン感受性、およびベータ細胞機能に対する漸進的な負のエネルギーバランスの影響

代謝機能障害、肥満、および 2 型糖尿病 過体重および肥満の発生率は、シンガポールで過去 2 ～ 30 年の間に増加しており、将来さらに増加すると予想されます。 2050 年までに、人口の半分以上が過体重または肥満になると推定されています。これは、ボディ マス インデックス (BMI、キログラム単位の体重をメートル単位の身長の 2 乗で割ったものとして計算) と同じかそれ以上であると定義されます。 25kg/㎡以上。 これは、少なくとも部分的には、肥満に関連した併存疾患、特に 2 型糖尿病の同時増加の原因である可能性があります。 アジア太平洋地域の人口における BMI と 2 型糖尿病のリスクとの関係は、BMI 値の広い範囲 (~21 kg/m2 から ~34 kg/m2) 内で線形であり、2 kg/m2 ごとにBMI が m2 増加すると (平均身長の標準体重の人で約 6 kg に相当)、2 型糖尿病を発症するリスクが約 27 % 上昇します。 シンガポールでは、主に人口の肥育の結果として、2 型糖尿病の有病率が 1990 年の 7.3% から 2050 年には約 15% に倍増すると予想されています。 しかし驚くべきことに、過体重と肥満 (BMI ≥ 25 kg/m2) の有病率は約半分であるにもかかわらず、シンガポールの 2 型糖尿病の有病率は米国と同様です。 これは、代謝機能障害、特に高血糖、高インスリン血症、およびインスリン抵抗性のマーカーが、過体重または肥満ではない人々の間でさえ、シンガポールの成人の間で非常に一般的であることを示す多くの研究からの発見を裏付けています. これにより、2型糖尿病を発症するリスクが高まる可能性があります。 これらの観察結果は、体重自体とは無関係の代謝機能障害の重要性を強調しています。

減量の代謝効果 2 型糖尿病の病因には、末梢インスリン抵抗性（すなわち、 インスリンのグルコース取り込み促進効果に対する末梢組織、特に骨格筋の抵抗性)、およびグルコース刺激による膵臓ベータ細​​胞からのインスリンの不十分な分泌により、空腹時および食後の高血糖が引き起こされます。 減量は、さまざまな方法 (カロリー制限、運動、薬物療法、肥満手術) によって引き起こされる慢性的な負のエネルギー バランスの結果として達成され、代謝機能を改善し、糖尿病の予防と管理の基礎と見なされます。 減量の有益な効果の一部は、総体脂肪、腹腔内脂肪、および代謝的に活発な臓器（例： 筋肉、膵臓、および肝臓)、しかし、エネルギー バランスの急激な乱れ (正または負にかかわらず、24 ～ 72 時間) は、体重または体重の変化の前であっても、インスリン作用、ベータ細胞機能、および血糖コントロールに影響を与える可能性があります。体脂肪分布が発生します。 たとえば、1 日の過剰摂取は 24 時間のグルコース恒常性を乱し、2 日間のカロリー制限はインスリン作用を改善します。 同様に、運動は負のエネルギーバランスにつながる可能性があり、たった1回のセッションの後でも、代謝機能、特にインスリン感受性を容易に改善する非常に強力な介入です. それにもかかわらず、インスリン作用とベータ細胞機能を改善するためにカロリー制限または運動によって達成する必要がある負のエネルギーバランスの程度は不明であり、負のエネルギーバランスと代謝機能の間の用量反応関係はとらえどころのないままです. さらに、グルコース恒常性を調節するメカニズム（すなわち、 インスリン感受性とベータ細胞機能) は十分に研究されていません。 ある研究では、低カロリーの食事や持久力のある運動によって減量が同じ量 (初期体重の 8 ～ 9%) の場合、運動によって脂肪量が大幅に減少し、筋肉量がわずかに減少し、高インスリン正常血糖クランプ中のインスリン介在性グルコース処理の大幅な増加 (約 30%)、および経口耐糖能試験に対する総インスリン反応の大幅な減少 (約 2.5 倍)、一致した食事と比較して -減量の誘発;これらの違いは統計的有意性に達しませんでしたが。 これらの観察結果は、同じ負のエネルギーバランスの場合、代謝機能の改善においてカロリー制限よりも運動の方が効果的である可能性を高めます。しかし、これらの調査結果は、体組成と脂肪分布のより好ましい変化を伴うことに直面して解釈することは困難です. カロリー制限や有酸素運動によって引き起こされる同じ急激な負のエネルギーバランスが代謝機能に及ぼす影響を直接評価した研究はありません.

したがって、カロリー制限と運動がインスリン感受性、ベータ細胞機能、および毎日の血糖コントロールに及ぼす影響をよりよく理解することは、2型糖尿病の予防または管理を目的とした効果的なライフスタイル介入の設計に重要な意味を持ちます. この目的のために、この研究は次の仮説を検証することを目的としています。

仮説 1: カロリー制限によって 1 日負のエネルギー バランスが誘発されると、ベータ細胞機能が改善され、インスリン感受性は変化しないため、静脈内耐糖能が改善されるという仮説が立てられています。 研究者はさらに、この効果には 20% の負のエネルギー バランスが必要であり、より大きなエネルギー制限 (40%) ではさらに改善されないという仮説を立てています。

仮説 2: 有酸素運動によって 1 日負のエネルギー バランスが誘発されると、β 細胞機能の変化なしにインスリン感受性が改善されるため、静脈内耐糖能が改善されるという仮説が立てられています。 研究者はさらに、この効果には 20% の負のエネルギー バランスが必要であり、より大きなエネルギー制限 (40%) でさらに改善されるという仮説を立てています。

仮説 3: 負のエネルギー バランスの任意のレベル (20% または 40%) で、カロリー制限は β 細胞機能に対して有酸素運動よりも大きな影響を及ぼし、一方、有酸素運動はインスリンに対してカロリー制限よりも大きな影響を与えるという仮説が立てられています。感度。