Onderzoek naar de effecten van acute consumptie van noten bij zwaarlijvige diabetesvrouwen (REACT-NUT)

Obesitas is een multifactoriële ziekte waarbij overmatige ophoping van lichaamsvet tot negatieve gezondheidseffecten leidt. Het wordt beschouwd als een mondiaal probleem voor de volksgezondheid, voornamelijk vanwege het verband met een verhoogd risico op het ontwikkelen van andere niet-overdraagbare chronische ziekten (NCD's). In Brazilië lijdt naar schatting een kwart van de bevolking aan obesitas, waardoor dit een belangrijke risicofactor is voor pathologische veroudering.

De belangrijkste oorzaak van zwaarlijvigheid is het onevenwicht in de energiebalans tussen de geconsumeerde en verbruikte calorieën, en de hoge prevalentie ervan wordt in verband gebracht met lichamelijke inactiviteit en sedentair gedrag. Het is bekend dat een uitgebalanceerd dieet, bestaande uit natuurlijke en minimaal bewerkte voedingsmiddelen, essentieel is voor gewichtsbeheersing. In het huidige scenario is er echter sprake van een aanzienlijke toename van de consumptie van ultrabewerkte voedingsmiddelen en een afname van de inname van natuurlijke en minimaal bewerkte voedingsmiddelen, wat een grote impact heeft op de prevalentie van obesitas.

Obesitas is een van de meest relevante risicofactoren voor diabetes type 2, een ziekte die wereldwijd steeds vaker voorkomt en wordt beschouwd als een van de gezondheidsnoodsituaties van de 21e eeuw. Diabetes heeft invloed op de morbiditeit en mortaliteit en is een belangrijke risicofactor voor beroerte, nierdisfunctie, hart- en vaatziekten, verlies van gezichtsvermogen en neuropathie. Niet-farmacologische strategieën om diabetes onder controle te houden omvatten doorgaans voedingsinterventies, regelmatige lichamelijke activiteit, stoppen met roken en het handhaven van een gezond lichaamsgewicht.

Acute inname van macronutriënten kan zelfs bij gezonde personen negatieve reacties veroorzaken, wat na verloop van tijd tot chronische effecten kan leiden. In deze context speelt de inname van een maaltijd met een hoog verzadigd vetgehalte (HSFM) een belangrijke rol, omdat bekend is dat chronische consumptie van HSFM bijdraagt ​​aan de ontwikkeling van obesitas, diabetes type 2, kanker en hart- en vaatziekten, en de ziekte verergert. chronische ontsteking veroorzaakt door insulineresistentie en overgewicht. Bovendien tonen onderzoeken aan dat HSFM ook metabole endotoxemie kan induceren en profielen van circulerende microRNA's kan moduleren. MicroRNA's zijn niet-coderende RNA-moleculen van ongeveer 22 nucleotiden lang die genexpressie op post-transcriptioneel niveau reguleren door mRNA af te breken of de translatie van doelgenen te remmen. MicroRNA's kunnen dus bijdragen aan de nadelige effecten van HSFM.

Gezien de schadelijke gevolgen van HSFM voor de gezondheid zijn er onderzoeken uitgevoerd met acute suppletie van voedingsmiddelen met ontstekingsremmende en antioxiderende eigenschappen, zoals sinaasappelsap en groene thee, om de negatieve effecten van ongezonde voeding te minimaliseren. Een onderzoek uitgevoerd door onze onderzoeksgroep toonde aan dat acute suppletie van groene thee de expressie remde van 62 microRNA's die werden geïnduceerd door de inname van HSFM. Bio-informatica-analyse onthulde dat deze microRNA's genen reguleerden die geassocieerd zijn met TGF-bèta-, CARM1-, RSK- en BMP-routes. Het identificeren van deze miRNA's en hun moleculaire routes kan het begrip van de voordelen van voedingsverbindingen bij gezondheid en ziekte vergroten.

Regelmatige consumptie van walnoten (Juglans regia) wordt in verband gebracht met een betere cardiovasculaire gezondheid en een betere insulinerespons, mogelijk als gevolg van regulering van de insulinerespons door de activiteit van koolhydraatverterende enzymen te verminderen. De literatuur over de effecten van walnoten op ontstekings- en antioxidantreacties blijft echter beperkt en niet doorslaggevend. Bovendien is er een beperkt aantal onderzoeken naar de acute effecten van walnoten, met enig bewijs van positieve reacties. In dit opzicht zijn in sommige, maar niet alle, onderzoeken postprandiale verzwakking van de insulineresistentie, verbeterde endotheliale functie, oxidatieve stress en verzadiging aangetoond. Interessant is dat Torabian et al. merkte op dat acute walnootconsumptie de plasmaconcentraties van polyfenolen verhoogde, de totale antioxidantcapaciteit verhoogde en de plasmalipideperoxidatie verminderde.

Naast het beperkte bewijsmateriaal met betrekking tot de acute effecten van walnoten, moeten hun effecten in combinatie met HSFM op metabolomische en microRNA-profielen nog worden bestudeerd. Metabolomics werd aanvankelijk gedefinieerd als de kwantitatieve meting van de dynamische multiparametrische metabolische respons van levende systemen op fysiopathologische stimuli of genetische modificatie. Het weerspiegelt dus direct het fenotype van een bepaald biologisch systeem op moleculair metabolisch niveau, waardoor de detectie van veranderingen in voorheen onbekende, niet-gekarakteriseerde of zelden gerapporteerde metabolieten mogelijk wordt. Daarom kan metabolomics belangrijke kennis genereren over de mechanismen van walnoten bij de preventie en behandeling van ziekten. Hetzelfde geldt voor de studie van microRNA's, die kunnen helpen bij het identificeren van intracellulaire routes die verband houden met de gunstige effecten van de consumptie van walnoten.

In het licht hiervan zal deze studie nieuw bewijsmateriaal genereren met betrekking tot de acute effecten van walnoten bij het verzachten van de nadelige effecten van HSFM. Bovendien zou het verzachten van de nadelige effecten van HSFM aanzienlijke voordelen kunnen opleveren, vooral voor patiënten met insulineresistentie, zoals mensen met obesitas en diabetes.

Om te evalueren of acute walnotensuppletie (Juglans regia) ontstekingsmarkers, oxidatieve stress, metabolomics en circulerende microRNA's geïnduceerd door HSFM verzwakt bij vrouwen met obesitas en diabetes.

Het project is goedgekeurd door de ethische commissie van de medische faculteit van Botucatu. De studie zal gerandomiseerd en cross-over zijn, waarbij vrouwen met obesitas (body mass index [BMI] ≥ 30) en niet-insuline-afhankelijke diabetes ouder dan 18 jaar worden gerekruteerd tijdens poliklinische consultaties aan de Faculteit der Geneeskunde van Botucatu. De uitsluitingscriteria omvatten: gebruik van voedingssupplementen, gebruik van corticosteroïden in de afgelopen 3 maanden, kanker, hartfalen, nierziekte, leverziekte, longziekte, neurologische ziekten, allergie voor een bestanddeel van HSFM of walnoten, en de gebruikelijke consumptie van walnoten. (≤3 keer per week) in de afgelopen maand.

De steekproefgrootte werd geschat op basis van een eerder onderzoek dat een reductie van 60% in IL-6-niveaus aantoonde na HSFM-maaltijden geassocieerd met sinaasappelsap, vergeleken met de controlegroep (zonder sinaasappelsap). Gezien deze reductie, een type 1-fout van 5% en een power van 90%, zal dit onderzoek 15 personen omvatten.

Patiënten die het Informed Consent Form (ICF) ondertekenen, worden op twee tijdstippen geëvalueerd, gescheiden door een minimale wash-outperiode van één week. Tijdens de eerste bijeenkomst, na 10 uur vasten, wordt HSFM aangeboden met of zonder 30 gram walnoten. In de tweede fase wordt de voorwaarde verwisseld. Deze walnootdosering verwijst naar de dagelijkse consumptieaanbeveling voor noten zoals voorgesteld in verschillende voedingsrichtlijnen. Eenvoudige randomisatie zal worden uitgevoerd door een verpleegkundige die niet bij het onderzoek betrokken is. HSFM zal worden verstrekt in de polikliniek van het ziekenhuis en patiënten zullen de hele maaltijd en alle walnoten moeten consumeren. Tijdens het onderzoeksprotocol wordt patiënten geadviseerd om de consumptie van walnoten gedurende twee weken voorafgaand aan het eerste onderzoeksbezoek te vermijden.

Bloedmonsters worden afgenomen op tijdstippen 0 (onmiddellijk vóór de maaltijd), 15 min, 30 min, 60 min en 150 min na de interventies. Seruminsuline en glucose zullen worden gemeten op tijdstippen 0 tot 60 minuten, terwijl serumbiomarkers voor ontsteking, oxidatieve stress, circulerende microRNA's en metabolomics zullen worden gemeten op tijdstippen 0 en 150 minuten. Bovendien zullen de onderzoekers op elk tijdstip na de maaltijd de verzadiging beoordelen met behulp van een visueel analoge schaal (VAS).

Metabolomische analyse De analyses zullen worden uitgevoerd met behulp van vloeistofchromatografie op een Thermo Dionex Ultimate 3000-systeem gekoppeld aan een hoge resolutie en nauwkeurige massa Thermo QExactive Plus massaspectrometer met elektrospray-ionisatie die zowel in positieve als negatieve analysemodi werkt.

Analyse van circulerende microRNA's Na de extractie van RNA's zullen de onderzoekers de menselijke miRNA-array 4.0 Affymetrix GeneChip® (ThermoFisher Scientific) gebruiken, volgens de instructies van de fabrikant. Deze array bevat 2.578 sets probes voor volwassen menselijke miRNA's en 2.025 sets probes voor menselijke pre-miRNA's (stem-loop). Probes om de aanwezigheid van snoRNA en scaRNA (in totaal 1.996) te detecteren, zijn ook in deze array opgenomen. De GeneChips zullen worden gescand met behulp van de Affymetrix GeneChip G3000 7G-scanner, ingesteld om signaalintensiteiten voor de miRNA's vast te leggen. De onbewerkte intensiteitsgegevens worden geïmporteerd in de Affymetrix Expression Console (v1.4.1.46) voor signaalvoorverwerking, inclusief achtergrondcorrectie met behulp van het robuuste multi-array gemiddelde (RMA) algoritme, mediane polijstsamenvatting van probes om signaalwaarden te verkrijgen, en kwantielnormalisatie over meerdere arrays. Een detectieoproep voor de sterkte van het miRNA-signaal zal worden uitgevoerd met behulp van het Affymetrix "Detection Above Background" (DABG) -algoritme, dat een p-waarde genereert voor elk signaal boven de achtergrondwaarschijnlijkheid. Deze methode volgt het aanbevolen protocol van de fabrikant. De analyses zullen worden uitgevoerd bij Monash in Hudson Genomics.

Statistische analysegegevens worden gepresenteerd als gemiddelde en standaarddeviatie als deze normaal verdeeld zijn, mediaan en 25-75% percentielen als ze niet normaal verdeeld zijn, of als percentages. Om de twee groepen (met en zonder noten) te vergelijken, zullen de onderzoekers de Student's t-test gebruiken voor normaal verdeelde gegevens, de Mann-Whitney-test voor niet-normaal verdeelde gegevens en de Chi-kwadraattest voor categorische vergelijkingen van variabelen. Bovendien zullen de onderzoekers gegeneraliseerde schattingsvergelijkingen (GEE) toepassen om herhaalde metingen te beoordelen. Gegevensanalyses zullen worden uitgevoerd met behulp van JAMOVI v 2.3.21, met een significantieniveau ingesteld op 5%.