Dieetglycemische index, hersenfunctie en voedselinname bij patiënten met diabetes mellitus type 1
Verwerkte koolhydraten veroorzaken snelle veranderingen in de bloedsuikerspiegel en zijn in verband gebracht met overeten en obesitas. We hebben aangetoond dat testmaaltijden met een hoog gehalte aan bewerkte koolhydraten invloed hebben op hersengebieden die betrokken zijn bij verslaving, hunkering en overeten. Het is niet bekend of de veranderingen in de bloedsuikerspiegel of de bijbehorende hogere insulinespiegels deze hersenactivatie en de waarschijnlijke nadelige effecten bemiddelen.
Het beantwoorden van deze vraag is belangrijk voor patiënten met diabetes type 1 die een verhoogd risico op obesitas en eetstoornissen hebben: als bloedsuiker het oorzakelijke mechanisme is, zou optimale insulinedekking beschermend moeten zijn. Als insuline echter het oorzakelijke mechanisme is, kan een dieet met veel bewerkte koolhydraten vatbaar maken voor overeten en gewichtstoename, aangezien dit dieet hogere insulinedoses vereist.
Om deze factoren te ontwarren, gaan we hersenactivatie en relevante bloedmarkers bestuderen bij 15 mannen met diabetes. In 4 sessies onderzoeken we maaltijden met verschillende koolhydraateigenschappen terwijl we insuline-infusies geven.
Studie Overzicht
Toestand
Conditie
Gedetailleerde beschrijving
Er zullen in totaal 15 mannelijke deelnemers (18-45 jaar) met T1DM worden geworven. Deelnemers zullen in totaal 1-3 maanden in het onderzoek worden opgenomen en deelnemen aan een pre-testbezoek en drie testbezoeken, elk na een nachtelijke vastenperiode van 10-12 uur. Deelnemers krijgen de instructie om tussen de bezoeken door hun normale, gewichtbehoudende dieet te volgen.
Tijdens het pre-testbezoek zal de onderzoeksdirecteur of PI de deelnemers ontmoeten, bevestigen of ze in aanmerking komen en geïnformeerde toestemming verkrijgen. Deelnemers krijgen een maaltijd met een lage glycemische index (GI) met optimale intraveneuze insulinedekking met behulp van een algoritme met negatieve feedback om euglycemie in stand te houden (euglycemische klem). De insulinebehoefte wordt gekwantificeerd. Op een bepaald moment tijdens het bezoek zullen deelnemers zich presenteren aan de BIDMC-onderzoeksbeeldvormingsfaciliteit voor een oefen-MRI-sessie, waarin ze een korte beeldvormingsreeks zullen ondergaan om aan het scanproces te wennen en angst als een confounder van beeldgegevens te elimineren.
Bij elk van de 3 testbezoeken wordt een van de volgende experimentele omstandigheden toegepast in een gerandomiseerde, geblindeerde cross-over-opzet: (a) maaltijd met hoge GI met euglycemische klem, (b) maaltijd met lage GI met euglycemische klem, (c) hoge GI-maaltijd met geprimed-variabele insuline-infusie met de snelheid die is vastgesteld tijdens het pre-testbezoek. Nadat de steady-state is bereikt, wordt een basislaboratoriumevaluatie en MRI-beeldvorming uitgevoerd, gevolgd door de testmaaltijd. Beeldvorming wordt 1 en 4 uur postprandiaal herhaald. Elke 30 minuten worden bloedmonsters genomen voor relevante metabole en hormonale parameters. Elk testbezoek wordt afgesloten met een standaard gewogen maaltijd om de inname ad libitum te kwantificeren.
Studietype
Inschrijving (Werkelijk)
Fase
- Niet toepasbaar
Contacten en locaties
Studie Locaties
-
-
Massachusetts
-
Boston, Massachusetts, Verenigde Staten, 02115
- Beth Israel Deaconess Medical Center
-
-
Deelname Criteria
Geschiktheidscriteria
Leeftijden die in aanmerking komen voor studie
Accepteert gezonde vrijwilligers
Geslachten die in aanmerking komen voor studie
Beschrijving
Inclusiecriteria:
- Diabetes type 1 voor minimaal 3 jaar
- BMI 20-35 kg/m2
- Gebruik van insulinepomp
- Bereid en in staat om: Gewicht te behouden en te documenteren gedurende de duur van het onderzoek
Uitsluitingscriteria:
- Insulineresistentie (huidige insulinebehoefte > 1,5 E/kg/d)
- Insulinebehoefte < 0,5 eenheid/kg/dag (grenswaarde voor behouden bètacelfunctie)
- HbA1C ≥ 8,0%
- DKA binnen 2 maanden
- Frequente hypoglykemie (BG <50 mg/dl), > 3 keer per week
- Fluctuaties in lichaamsgewicht >10% ten opzichte van vorig jaar
- Roken of misbruik van ongeoorloofde middelen
- Hoge niveaus van fysieke activiteit (≥60 minuten per dag, ≥ 4 dagen per week)
- Huidig dieet voor gewichtsverlies
- Medische problemen, medicijnen of voedingssupplementen die de stofwisseling, insulinewerking, lichaamsgewicht, eetlust, energieverbruik of gastro-intestinale absorptie kunnen beïnvloeden (bijv. coeliakie)
- Allergieën voor verbindingen of intolerantie voor de vloeibare maaltijden
- MRI-uitsluitingscriteria
- Andere voorwaarden volgens zelfrapportage die op participatie gebaseerde en onderzoekerbeoordeling zouden verbieden
Studie plan
Hoe is de studie opgezet?
Ontwerpdetails
- Primair doel: Behandeling
- Toewijzing: Gerandomiseerd
- Interventioneel model: Crossover-opdracht
- Masker: Dubbele
Wapens en interventies
Deelnemersgroep / Arm |
Interventie / Behandeling |
|---|---|
|
Experimenteel: hoge GI-maaltijd, euglycemische insulineklem
Er wordt een voedingsshake met een hoge GI geconsumeerd.
Reguliere insuline wordt intraveneus toegediend volgens een algoritme met negatieve feedback om euglycemie in stand te houden. Deze aandoening resulteert in euglycemie met hoge insulinespiegels.
|
Vloeibare testmaaltijden met hoge en lage GI zijn afgestemd op samenstelling van macronutriënten (60% koolhydraten, 15% eiwit, 25% vet), profielen van micronutriënten, fysische eigenschappen, smakelijkheid en zoetheid.
Maaltijden voorzien in 25% van de individuele dagelijkse energiebehoefte, zoals geschat door de Harris Benedict-vergelijking.
Een hoge glycemische index van ~90 wordt bereikt door glucosestroop als koolhydraatbron te gebruiken.
Insuline wordt gedurende 5 uur intraveneus toegediend.
Gedurende het gehele klemprotocol worden de glucosespiegels elke 5 minuten gemeten.
Een basale insuline-infusie wordt gestart op 80% van de basale snelheid van de insulinepomp van de patiënt en wordt aangepast tussen 0,1 en 2,5 mU/kg•min, afhankelijk van de plasmaglucosespiegel van de patiënt in verhouding tot het doelbereik van 90-100. mg/dl.
|
|
Experimenteel: hoge GI-maaltijd, vaste insuline-infusie
Er wordt een voedingsshake met een hoge GI geconsumeerd.
Reguliere insuline zal intraveneus worden toegediend met een vooraf vastgestelde snelheid om euglycemie te behouden na een maaltijd met een lage glycemische index.
Deze aandoening resulteert in matige hyperglykemie met lage insulinespiegels.
|
Vloeibare testmaaltijden met hoge en lage GI zijn afgestemd op samenstelling van macronutriënten (60% koolhydraten, 15% eiwit, 25% vet), profielen van micronutriënten, fysische eigenschappen, smakelijkheid en zoetheid.
Maaltijden voorzien in 25% van de individuele dagelijkse energiebehoefte, zoals geschat door de Harris Benedict-vergelijking.
Een hoge glycemische index van ~90 wordt bereikt door glucosestroop als koolhydraatbron te gebruiken.
Na een maaltijd met een lage glycemische index wordt een geprimed-variabele insuline-infusie toegediend met de snelheid die is vastgesteld om euglycemie te bereiken.
Dit zal naar verwachting resulteren in matige hyperglykemie, aangezien de maaltijd met een hoge GI gepaard gaat met een hogere insulinebehoefte.
Voor de veiligheid van de patiënt worden de glucosespiegels elke 30 minuten gemeten.
Als de glucosespiegels > 400 mg/dl of < 60 mg/dl zijn, wordt de insuline-infusie aangepast om de beoogde glucosespiegels van 60-400 mg/dl te behouden.
|
|
Actieve vergelijker: lage GI-maaltijd, euglycemische insulineklem
Er wordt een voedingsshake met een lage GI geconsumeerd.
Reguliere insuline zal intraveneus worden toegediend volgens een algoritme met negatieve feedback om euglycemie in stand te houden.
Deze aandoening resulteert in euglycemie met lage insulinespiegels.
|
Insuline wordt gedurende 5 uur intraveneus toegediend.
Gedurende het gehele klemprotocol worden de glucosespiegels elke 5 minuten gemeten.
Een basale insuline-infusie wordt gestart op 80% van de basale snelheid van de insulinepomp van de patiënt en wordt aangepast tussen 0,1 en 2,5 mU/kg•min, afhankelijk van de plasmaglucosespiegel van de patiënt in verhouding tot het doelbereik van 90-100. mg/dl.
Vloeibare testmaaltijden met hoge en lage GI zijn afgestemd op samenstelling van macronutriënten (60% koolhydraten, 15% eiwit, 25% vet), profielen van micronutriënten, fysische eigenschappen, smakelijkheid en zoetheid.
Maaltijden voorzien in 25% van de individuele dagelijkse energiebehoefte, zoals geschat door de Harris Benedict-vergelijking.
Een lage glycemische index van ~40 wordt bereikt door ongekookt maïszetmeel als koolhydraatbron te gebruiken.
|
Wat meet het onderzoek?
Primaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Nucleus Accumbens Bloedstroom
Tijdsspanne: 4 uur postprandiaal
|
De cerebrale bloedstroom in de rechter en linker nucleus accumbent werd gemeten door arteriële spin-labeling (MRI).
De bloedstroom werd genormaliseerd voor volledige hersenperfusie en gecorrigeerd voor basislijnperfusie in het respectieve hersengebied en de maaltijdvolgorde, volgens ons a priori statistische analyseplan.
|
4 uur postprandiaal
|
Secundaire uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Nucleus Accumbens Bloedstroom
Tijdsspanne: 1 uur postprandiaal
|
De cerebrale bloedstroom in de rechter en linker nucleus accumbent werd gemeten door arteriële spin-labeling (MRI).
De bloedstroom werd genormaliseerd voor volledige hersenperfusie en gecorrigeerd voor basislijnperfusie in het respectieve hersengebied en de maaltijdvolgorde, volgens ons a priori statistische analyseplan.
|
1 uur postprandiaal
|
|
Bloedstroom in andere hersengebieden die betrokken zijn bij de innameregulatie - Dorsale caudate
Tijdsspanne: 4 uur postprandiaal
|
De cerebrale doorbloeding werd gemeten door arteriële spin-labeling (MRI).
Gegroepeerde MRI-gegevens werden visueel geïnspecteerd op postprandiale verschillen tussen aandoeningen.
Bloedstroom uit een cluster dat de condities samentrekt in de rechter dorsale caudate, net lateraal van de nucleus accumbent, werd geëxtraheerd, genormaliseerd voor volledige hersenperfusie en gecorrigeerd voor basislijnperfusie in het respectieve hersengebied en maaltijdvolgorde, volgens onze a priori statistische analyse plan.
|
4 uur postprandiaal
|
|
Bloedstroom in andere hersengebieden die betrokken zijn bij de innameregulatie - ventrolateraal striatum
Tijdsspanne: 1 uur postprandiaal
|
De cerebrale doorbloeding werd gemeten door arteriële spin-labeling (MRI).
Gegroepeerde MRI-gegevens werden visueel geïnspecteerd op postprandiale verschillen tussen aandoeningen.
De bloedstroom uit een cluster dat de condities samentrekt in het rechter ventrolaterale striatum, net lateraal van de nucleus accumbent, werd geëxtraheerd, genormaliseerd voor volledige hersenperfusie en gecorrigeerd voor basislijnperfusie in het respectievelijke hersengebied en maaltijdvolgorde, volgens onze a priori statistische analyse plan.
|
1 uur postprandiaal
|
|
Functionele connectiviteit van Nucleus Accumbens, hypothalamus en andere hersengebieden die betrokken zijn bij innameregulatie
Tijdsspanne: 4 uur postprandiaal
|
Het zuurstofconcentratieniveau in het cerebrale bloed werd gemeten door functionele MRI in rusttoestand (rs-fMRI).
Op zaad gebaseerde analyse werd uitgevoerd met het zaad aan de rechterkant Nucleus Accumbens.
Functionele connectiviteit tussen Nucleus Accumbens en Hypothalamus werd beoordeeld door extractie van temporele correlatiematen.
|
4 uur postprandiaal
|
|
Functionele connectiviteit van Nucleus Accumbens, hypothalamus en andere hersengebieden die betrokken zijn bij innameregulatie
Tijdsspanne: 1 uur postprandiaal
|
Het zuurstofconcentratieniveau in het cerebrale bloed werd gemeten door functionele MRI in rusttoestand (rs-fMRI).
Op zaad gebaseerde analyse werd uitgevoerd met het zaad aan de rechterkant Nucleus Accumbens.
Functionele connectiviteit tussen Nucleus Accumbens en Hypothalamus werd beoordeeld door extractie van temporele correlatiematen.
Functionele connectiviteit tussen Nucleus Accumbens en andere hersengebieden werd visueel beoordeeld.
|
1 uur postprandiaal
|
Andere uitkomstmaten
Uitkomstmaat |
Maatregel Beschrijving |
Tijdsspanne |
|---|---|---|
|
Plasmaglucoseniveau
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden er bloedmonsters genomen
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Serum-insulineniveau
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden er bloedmonsters genomen
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Serumvetzuren
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden er bloedmonsters genomen
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma Ghreline
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden bloedmonsters genomen en geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma GLP-1
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden bloedmonsters genomen en geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma PYJ
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden bloedmonsters genomen en geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma CCK
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma glucagon
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
elke 30 minuten worden bloedmonsters genomen en geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Plasma-leptine
Tijdsspanne: 0-4,5 uur postprandiaal
|
geanalyseerd als onderdeel van een metabool hormoonpanel
|
0-4,5 uur postprandiaal
|
|
Metabolomica
Tijdsspanne: 0, 1 en 4 uur postprandiaal
|
LC-MS/MS-methodiek met behulp van verschillende chromatografische stationaire fasen voor > 400 metabolieten
|
0, 1 en 4 uur postprandiaal
|
Medewerkers en onderzoekers
Sponsor
Onderzoekers
- Hoofdonderzoeker: Belinda S Lennerz, MD, PhD, Boston Children's Hospital
Studie record data
Bestudeer belangrijke data
Studie start
Primaire voltooiing (Werkelijk)
Studie voltooiing (Werkelijk)
Studieregistratiedata
Eerst ingediend
Eerst ingediend dat voldeed aan de QC-criteria
Eerst geplaatst (Schatting)
Updates van studierecords
Laatste update geplaatst (Werkelijk)
Laatste update ingediend die voldeed aan QC-criteria
Laatst geverifieerd
Meer informatie
Termen gerelateerd aan deze studie
Aanvullende relevante MeSH-voorwaarden
Andere studie-ID-nummers
- IRB-P00022176
- IRB- 2016P000079 (Andere identificatie: Beth Israel Deaconess Medical Center)
Plan Individuele Deelnemersgegevens (IPD)
Bent u van plan om gegevens van individuele deelnemers (IPD) te delen?
Deze informatie is zonder wijzigingen rechtstreeks van de website clinicaltrials.gov gehaald. Als u verzoeken heeft om uw onderzoeksgegevens te wijzigen, te verwijderen of bij te werken, neem dan contact op met register@clinicaltrials.gov. Zodra er een wijziging wordt doorgevoerd op clinicaltrials.gov, wordt deze ook automatisch bijgewerkt op onze website .