Effecten van Fos Biomedical Device op risicofactoren voor diabetes en slaapkwaliteit bij volwassenen die risico lopen op diabetes type 2

Achtergrond Prediabetes is een ernstige medische aandoening die gepaard gaat met een verhoogde bloedglucose die hoger is dan normaal, maar niet hoog genoeg om in aanmerking te komen voor een diagnose van diabetes. Naar schatting 88 miljoen volwassenen van 18 jaar en ouder hebben pre-diabetes in de Verenigde Staten (VS), maar meer dan 84% van degenen met pre-diabetes weten het niet. Degenen met pre-diabetes lopen een verhoogd risico op het ontwikkelen van diabetes, hart- en vaatziekten (HVZ) en beroertes. Vijftien tot 30% van de personen met pre-diabetes zal waarschijnlijk binnen 5 jaar diabetes mellitus type 2 (T2DM) ontwikkelen. Pre-diabetes is een belangrijke risicofactor die verband houdt met het metabool syndroom. Insulineresistentie en overgewicht komen veel voor bij zowel pre-diabetes als bij het metabool syndroom.

Metabool syndroom - een cluster van risicofactoren die het risico op T2DM en CVD verhogen - treft ongeveer 35% van de volwassenen in de VS. De risicofactoren voor het metabool syndroom zijn hypertensie, dyslipidemie, hyperglycemie en overgewicht vet). Deze risicofactoren vertegenwoordigen een onafhankelijk risico voor het ontwikkelen van T2DM, HVZ en beroerte, evenals een verhoogd risico op overlijden. Het risico op T2DM, HVZ en beroerte neemt toe met het aantal metabole risicofactoren. Personen met het metabool syndroom hebben, in vergelijking met gezonde personen, een 5-voudig verhoogd risico op T2DM. De combinatie van pre-diabetes en metabool syndroom in vergelijking met gezonde personen gaat gepaard met een nog hoger (d.w.z. 21-voudig) risico op T2DM.

Een inconsistent slaapschema of een algemeen gebrek aan slaap is in verband gebracht met een verhoogd risico op het ontwikkelen van T2DM. In het bijzonder wordt slaapstoornis geassocieerd met pre-diabetes en metabool syndroom. Slaapstoornissen worden in verband gebracht met slechte cardio-metabole controle (d.w.z. hypertensie, dyslipidemie en een vermindering van het insulineniveau dat vrijkomt na het eten). Verder zijn verhoogde stresshormonen die het lichaam wakker houden in verband gebracht met een verhoogde bloedglucosespiegel door de productie van glucose in de lever te verhogen; afnemende glucoseopname in de spieren en vetcellen; afnemende insulinesecretie; en toenemende insulineresistentie. Bovendien is slaapgebrek ook in verband gebracht met een verhoogde eetlust, wat het risico op T2DM verhoogt. Nogmaals, onvoldoende slaap is in verband gebracht met hogere niveaus van ghreline, die de eetlust vergroten, en lagere niveaus van leptine, wat duidt op volheid. Daarom heeft het verbeteren van slaappatronen het potentieel om cardio-metabole risicofactoren te verbeteren bij degenen die risico lopen op T2DM.

Leefstijlpraktijken die een goede slaaphygiëne bevorderen en stress verminderen, zijn in verband gebracht met een lager risico op T2DM en de beheersing van cardio-metabole risicofactoren bij degenen die risico lopen op T2DM. Bovendien zijn consistente slaappatronen ook in verband gebracht met verbeterde glykemische controle bij T2DM. Van fototherapie wordt gedacht dat het helpt bij het verbeteren van slaappatronen bij personen met slaapstoornissen in het circadiane ritme tot normale slaappatronen en -tijden. Verder werd in een meta-analyse aangetoond dat fototherapie de symptomen van vasculaire complicaties en kwaliteit van leven die verband houden met diabetes verbetert. In diermodellen is aangetoond dat fototherapie het buikvet vermindert. Bovendien is fototherapie ook in verband gebracht met een verbeterde insulinegevoeligheid bij T2DM.

Fototherapie, ook bekend als fotobiomodulatie (PBM), of lichttherapie op laag niveau, is al bijna 50 jaar bekend, maar heeft nog steeds geen brede acceptatie gekregen, grotendeels als gevolg van onzekerheid over de werkingsmechanismen. De afgelopen jaren is op dit gebied veel kennis opgedaan. De primaire plaats van lichtabsorptie in zoogdiercellen is geïdentificeerd als de mitochondriën, en meer specifiek cytochroom-c-oxidase (CCO), een enzym dat zowel heem- als kopercentra bevat en waarvan bekend is dat het zuurstof reduceert tot water aan het einde van de mitochondriën. ademhalingsketen. Onlangs is aangetoond dat CCO een extra enzymatische activiteit heeft: de reductie van nitriet tot stikstofmonoxide (NO) bij blootstelling aan licht met een lage intensiteit. De absorptiepieken van CCO bevinden zich in het zichtbare (420-450 nm en 600-700 nm) en het nabij-infrarode (760-980 nm) spectrale gebied.

De leidende hypothese is dat fotonen remmende NO van CCO dissociëren, wat leidt tot een toename van elektronentransport, mitochondriale membraanpotentiaal en ATP-productie. Een andere hypothese betreft lichtgevoelige ionkanalen die kunnen worden geactiveerd, waardoor calcium de cel kan binnendringen. Na de initiële fotonabsorptiegebeurtenissen worden talloze signaalroutes geactiveerd via reactieve zuurstofspecies (ROS), cyclisch AMP, NO en Ca2+, wat leidt tot activatie van transcriptiefactoren. Deze transcriptiefactoren kunnen leiden tot verhoogde expressie van genen die verband houden met eiwitsynthese, celmigratie en -proliferatie, ontstekingsremmende signalering, anti-apoptotische eiwitten en antioxidante enzymen.

In een recente studie die aantoonde dat PBM de bloedglucose- en insulineresistentie verminderde en metabole afwijkingen in de skeletspieren omkeerde in twee diabetische muismodellen, versnelde PBMT de vorming van adenosinetrifosfaat (ATP) en ROS door de CCO-activiteit te verhogen. ROS-geïnduceerde activering van fosfatase en tensin homoloog (PTEN) / proteïnekinase B (AKT) -signalering nadat PBMT glucosetransporter GLUT4-translocatie en glycogeensynthase-activering bevorderde, waardoor glucoseopname en glycogeensynthese in skeletspieren werden versneld.

De effecten van het niet-transdermale Fos Biomedical patch-systeem (dat gebruik maakt van het concept van fototherapie) op cardio-metabole risicofactoren en slaapkwaliteit bij personen met een risico op T2DM zijn onduidelijk. Voorgesteld is een gerandomiseerde cross-over, placebogecontroleerde studie om de impact van het gebruik van het Fos Biomedical patchsysteem op cardio-metabole risicofactoren en slaapkwaliteit te beoordelen bij volwassenen met een risico op diabetes type 2. Concreet veronderstellen de onderzoekers dat het gebruik van het Fos Biomedical-patchsysteem gedurende 12 weken, in vergelijking met het placebo-patchsysteem, geglyceerd hemoglobine, andere markers van cardio-metabole risicofactoren en slaapkwaliteit zal verbeteren bij volwassenen met een risico op T2DM.