Invloed van intermitterende hypoxie op de glykemische controle

De afgelopen honderd jaar zijn hart- en vaatziekten de belangrijkste doodsoorzaak in de Verenigde Staten geweest. Een vergrijzende bevolking, toenemende zwaarlijvigheid en de overheersing van een sedentaire levensstijl dragen bij aan de toenemende incidentie van diabetes type 2, een van de belangrijkste beïnvloedbare risicofactoren voor hart- en vaatziekten. Er wordt nu voorspeld dat in 2050 één op de drie volwassenen diabetes zal ontwikkelen, wat impliceert dat een groot percentage van de bevolking een hoog risico zal lopen op hart- en vaatziekten, de meest voorkomende doodsoorzaak bij patiënten met type 2-diabetes. Hoewel lichaamsbeweging de insulineresistentie en de verhoogde glucosespiegels die gepaard gaan met diabetes type 2 vermindert, voldoet slechts 28% van de volwassen bevolking met diabetes aan de aanbevelingen voor fysieke activiteit. Ons algemene doel is dus om een ​​alternatieve, niet-farmacologische interventie te identificeren die de ontwikkeling van diabetes type 2 bij personen met prediabetes voorkomt, en de insulineresistentie en hyperglykemie behandelt bij patiënten die al gediagnosticeerd zijn met type 2 diabetes.

De Nobelprijs voor de Fysiologie is onlangs toegekend aan wetenschappers die de basis hebben gelegd voor ons begrip van hoe variërende zuurstofniveaus het cellulaire metabolisme beïnvloeden, wat de weg vrijmaakte voor veelbelovende nieuwe strategieën om ziekten te bestrijden. Het inademen van lage zuurstofniveaus, of hypoxie, stimuleert de opname van glucose in de skeletspieren via 5'-adenosinemonofosfaat-geactiveerde proteïnekinase (AMPK), dezelfde signaalroute als spiercontractie, die onafhankelijk van de werking van insuline werkt. Patiënten met diabetes type 2 werden dus blootgesteld aan normoxie of 60 minuten continue hypoxie (fractie van ingeademde zuurstof van ~0,15, arteriële zuurstofverzadiging van 92%) onmiddellijk vóór het uitvoeren van een 4 uur durende intraveneuze glucosetolerantietest. Hypoxie verlaagde de bloedsuikerspiegels en had geen invloed op de insulineconcentraties. Daarom werd gesuggereerd dat de verbeterde glykemische controle werd veroorzaakt door de activering van de AMPK-route in combinatie met een verbeterde insulinegevoeligheid. Op dezelfde manier verbeterde een enkele blootstelling aan intermitterende hypoxie, bestaande uit 6 minuten bij een fractie van de ingeademde zuurstof van 0,13, afgewisseld met 6 minuten normoxie gedurende 1 uur, de glykemische controle bij patiënten met type 2-diabetes. Concreet was er een grotere daling van de glucosespiegels gemeten onmiddellijk na intermitterende hypoxie, en de stijging van de glucosespiegels na een maaltijd was verzwakt na intermitterende hypoxie in vergelijking met een placebo-conditie. Een afname van de glucosespiegels werd ook waargenomen na een enkele sessie van intermitterende hypoxie, bestaande uit korte desaturatie- en herverzadigingscycli om een ​​arteriële zuurstofsaturatie van 80% gedurende ongeveer 70 minuten te handhaven, bij personen met overgewicht en obesitas met normale glucosewaarden bij aanvang.

Het specifieke doel van dit onderzoeksproject is om te identificeren of blootstelling aan intermitterende hypoxie tijdens een orale glucosetolerantietest de stijging van de glucosespiegels verzwakt bij gezonde individuen, individuen met prediabetes en patiënten met type 2 diabetes. Er wordt verondersteld dat blootstelling aan intermitterende hypoxie de stijging van de glucosespiegels als reactie op een orale glucosetolerantietest bij gezonde personen, personen met prediabetes en patiënten met type 2-diabetes zal afzwakken.