Effecten van reactieve hypoglykemie op cognitie in eerdere of latere chronotypes (GlyCoBrainI2)

Studies bij jonge volwassenen duiden op gunstige effecten van een low-gi ontbijt op cognitieve prestaties. Een meta-analyse van 17 studies onthulde de voordelen van een lage glycemisch lading ontbijt alleen in de late postprandiale periode onmiddellijk verbaal geheugen. De meta-analyse rapporteerde geen algemeen effect op de aandacht bij volwassenen, maar suggereert voordelen voor aandacht bij kinderen, adolescenten en jonge volwassenen. Mechanismen die de tijdsafhankelijke voordelen van een lage glycemische belasting (GL) -ontbijt uitleggen, worden niet volledig begrepen. Het verstrekken van glucose aan de hersenen wordt momenteel besproken als een centraal mechanisme dat maaltijd GI/GL koppelt aan cognitie. Over het algemeen is glucose vereist voor cognitieve inspanningen, zoals blijkt uit afname van lokale extracellulaire glucoseconcentraties in het geactiveerde hersengebied. Belangrijkste neurotransmitter -synthese in de hersenen heeft glucose nodig. Glucosemetabolisme kan het geheugen beïnvloeden door tryptofaangebruik en serotonineconcentraties. Over het algemeen kan het geheugenverbeterende effect van glucose relatief constante bloedglucosespiegels in de hersenen vereisen in plaats van hoge glucose-hoeveelheden op zich. Hoewel hoog GI-voedingsmiddelen een voorbijgaande toename van de bloedglucosewaarden opwekken, zal low-GI-voedingsmiddelen resulteren in een meer langdurige en langdurige glucoseverlening. De late postprandiale fase, wanneer cognitieve voordelen van lage GI/GL-maaltijden het meest merkbaar zijn, valt samen met de tijd na reactieve hypoglykemie na een high-GI-maaltijd. Om de effecten van GI in de voeding en reactieve hypoglykemie te ontwarren, is het verstandig om dranken zoals vruchtensappen te onderzoeken - gekenmerkt door een lage GI, maar waarvan bekend is dat ze reactieve hypoglykemie zelfs eerder postprandiaal induceren. Dienovereenkomstig moeten ook schadelijke effecten op de cognitie zich eerder manifesteren, zoals waargenomen voor het high-gi ontbijt. Aangezien recent werk suggereert dat er een optimaal bloedglucosebereik kan zijn voor cognitieve prestaties en dat dit optimale bereik kan verschillen door cognitief domein, moet continue glucosemonitoring worden gebruikt naast de conventionele meetpunten direct vóór de cognitieve test. De voordelen van lage GI/GL -ontbijt voor de cognitieve functie zijn echter ook waargenomen zonder verschillen in bloedglucosespiegels. Dit kan te wijten zijn aan een acuut verbeterde postprandiale insulinegevoeligheid en/of lagere cortisolspiegels die worden opgewekt door maaltijden met lage GI. Dienovereenkomstig lijken gelijktijdige onderzoeken van alle drie de factoren, d.w.z. glucose-, insuline- en cortisolniveaus noodzakelijk om potentiële mechanismen te ontwarren. De bovengenoemde meta-analyse vond ook grotere voordelen voor personen met een betere glucosetolerantie, hoewel leeftijd dit kan verwarren. Studies suggereren dat jongvolwassenen met een slechtere glucosetolerantie, zelfs binnen het gezonde bereik, kwetsbaarder kunnen zijn voor deze effecten. Terwijl glucosetolerantie volgt op een circadiane ritme, is het laagst in de avond als gevolg van verminderde β-celfunctie van de pancreas en insuline-respons, circadiane verkeerde uitlijning bij jonge volwassenen met latere chronotypes-kan ook glucosetolerantie, door het ontbijt, vanwege het ontbijt, te verminderde insulinegevoeligheid. Deze verkeerde uitlijning, vaak veroorzaakt door sociale jetlag, is gekoppeld aan obesitas, diabetes type 2, hogere bloedglucose, HbA1C -niveaus en een verhoogd risico op depressie. Het blijft onduidelijk of personen met latere chronotypen gevoeliger zijn voor reactieve hypoglykemie na het ontbijt.

Hypothese

1. Reactieve hypoglykemie in reactie op een low-GI-drank belemmert het geheugen en de aandacht na ongeveer. 90 minuten
2. Reactieve hypoglykemie na de consumptie van low-gi drank is meer uitgesproken bij gezonde personen met een later chronotype
3. Het nadelige effect van een low-gi ontbijt dat reactieve hypoglykemie op geheugen en aandacht induceert, is vooral duidelijk in mensen met later chronotype dat deze voedingstudie is bedoeld om te onderzoeken hoe low-GI-dranken reactieve hypoglykemie en de effecten ervan op geheugen en aandacht na maaltijden in postprandiale fase induceren. We streven ernaar om de effecten van chronotype in twee studentenmonsters te verkennen: die met eerdere en latere chronotypes. Verder onderzoekt onze studie de relevantie van het chronotype voor het postprandiale verloop van glucose (inclusief het optreden van reactieve hypoglycemie) insuline en cortisolspiegels.

Methodologie

Deelnemers Gezonde, Duitstalige studenten aan de Paderborn University (vroeg of laat chronotype)

Berekening van de steekproefgrootte:

We baseren onze steekproefgrootteberekening op het verschil in onmiddellijk geheugen en de studie is het beste beoordeeld in termen van kwaliteit in de meta-analyse. Gegeven een standaardafwijking van 3,6 en 4,3 in beide groepen, en een gestandaardiseerd gemiddeld verschil van 0,31 voor mensen met een betere glucosetolerantie (overeenkomend met gemiddeld verschil van 1,12) hebben we 44 deelnemers nodig in de kleinste subgroep met een gegeven vermogen van 80% en alfa van 0,05 van 0,05 rekening houdend met een correlatie van 0,8 tussen beide metingen (berekend met Stata, vers. 17.0). We gaan ervan uit dat 66% van de uitgenodigde studenten zal deelnemen en dat 75% daarvan de studie zal voltooien. Om de volledige gegevensset van 88 personen (44 met een vroeg chronotype en 44 met een late chronotype) te hebben die de proef voltooit, moeten 117 de proef beginnen en 177 mensen moeten worden uitgenodigd uit de Glycobrain Observational Study die 356 studenten van Paderborn University en gescreend voor chronotype via mCtq. Beide chronotype -monsters hebben gelijke seksverdeling.

Beide monsters zullen worden uitgenodigd om deel te nemen aan de crossover -voedingstudie, met uitzondering van rokers, ploegwerkers of reizigers van> 2 tijdzones in de afgelopen 3 maanden, en personen die methylfenidaat of melatonine nemen. Studenten zullen deelnemen aan 2 ontbijtcognitietests, elk na een nacht vasten om 8 uur 's ochtends om meer dan 2 weken te worden genomen, waaronder 1 week uit wasstroom. Deelnemers worden willekeurig toegewezen aan een van de twee sequentiegroepen, die alleen verschillen in de interventiesequentie (Isomaltulose®-dranken, glucose-fructose-sucrose-drank of glucose-fructose-sucrose drankje, isomaltulose®-dranken). Randomisatielijsten worden verstrekt door een externe statistische adviseur van de Universiteit van ESBJerg gestratificeerd door seks en chronotype. Een gerandomiseerde lijst werd gegenereerd voor 4 groepen, elk met 30 slots, met behulp van een blok randomisatiebenadering. De randomisatie werd uitgevoerd met behulp van Stata met 5 blokken, waardoor balans voor de groepen werd gewaarborgd.

Deelnemers ontvangen twee verschillende eenvoudige drank ontbijt:

1. Low-Gi drankje die reactieve hypoglykemie veroorzaakt ("glucose-fructose-sneldrankje") bestaande uit een 75 g glucose-fructose-sucrose-mengsel opgelost in 500 ml leidingwater
2. Low-GI drank inducerend geen reactieve hypoglykemie ("Isomaltulose®-dranken") bestaande uit 75 g isomaltulose opgelost in 500 ml leidingwater

De interventie volgt op een schema van 2 weken:

Week 1: Deelnemers worden uitgenodigd voor de voorbereidingsdag 1 (vrijdag), waarin een veneuze gevast bloedmonster wordt genomen om nuchtere lipiden, hooggevoeligheid-C-reactief eiwit, alanineaminotransferase en gamma-glutamyltransferase te bepalen om de aangeworven deelnemers te metabolisch karakteriseren. Om het eerder bepaalde chronotype in het GlycoBrain Observational Study te valideren, zal het chronotype van de deelnemers opnieuw worden beoordeeld met behulp van de chronotype -vragenlijst van München. (MCTQ, © Roenneberg and Co-Workers, 2003). Lichaamssamenstelling zal worden opnieuw beoordeeld door bio -impedantie -analyse (MBCA 515, SECA, Duitsland) om individuele percentages lichaamsvet, spiermassa, totaal lichaamswater en extracellulair water te schatten. Lichaamsgewicht wordt gemeten met behulp van de medische lichaamssamenstellingsanalysator (MBCA). Lichaamshoogte wordt gemeten met behulp van een ultrasone meetstation (SECA 287 dB). Tailleomtrek zal worden gemeten in het middelpunt tussen de onderste ribbenkast en het heupbot van het blootgestelde bovenlichaam.

Continue glucosemonitoring (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) wordt geactiveerd en een versnellingsmeter zal worden gebruikt om beweging en slaap-/wekomstandigheden te meten (ook mogelijk om chronotype te bevestigen). Er wordt een gestandaardiseerde avondmaaltijd verstrekt om 's avonds vóór de interventie te worden geconsumeerd om secundaire maaltijdeffecten te voorkomen, b.v. veroorzaakt door polsverbruik. Deelnemers worden gevraagd om een ​​trainingssessie uit te voeren over de cognitiebatterij (zie hieronder).

De werkelijke interventie begint drie tot vijf dagen later om 8 uur 's ochtends, waarbij elke dag als volgt loopt:

• Hartslaggordel om de hartslagvariabiliteit te meten in combinatie met het Unite Fitness Watch (Polar Electro, Finland).
• Minimale invasieve capillaire bloedmonsters verzameld op -40, 30, 80 en 140 minuten (in relatie tot het tijdstip van het drinken van de drank) zullen worden gebruikt om glucose- en insuline -niveaus te bepalen
• Niet -invasief cortisolmonsters van speeksel op -40, 80 en 140 minuten
• continue glucosemetingen
• Cognitietest op -30, 90 en 150 minuten
• Test drankontbijt inclusief glucose-fructose-sucrose of isomaltulose om op te dronken op tijdstip 0, d.w.z. 09:00 uur
• Andere metingen: eetlust, dorst en stemming worden beoordeeld op -40, 30, 80 en 140 minuten elk met een gevalideerde visuele analoge schaal
• Verwijdering van alle apparaten en het verstrekken van een vrijwillig ontbijt na 180 minuten glucosespiegels zullen direct worden bepaald met behulp van Hemocue Glucose 201 RT Analyzer (Hemocue AB, Zweden). Plasma-insulineconcentratie en cortisolconcentratie in speeksel zullen worden bepaald door een enzym-gekoppelde immunosorbent-test (ELISA) met behulp van een kit van IBL/Tecan.

Week 2: Nogmaals, deelnemers herhalen de voorbereidingsdag zoals voorheen (dag 2), behalve BIA, MCTQ en veneuze bloedmonstermetingen. De interventie gaat dan 3 tot 5 dagen na de voorbereidingsdag na op dezelfde tijdschaal door op interventiedag 1.

Cognition Tests Assessment met behulp van de testbatterij zal naar verwachting elke keer ongeveer 25 minuten duren. Tests omvatten een reeks tests die zijn ontwikkeld door het ALA Institute Bochum, dat werd toegepast in onze vorige studies.

• (Vertraagd) Verbale geheugentest (mogelijkheid om in totaal 30 woorden onmiddellijk op te roepen (terugroepen) en na 20 minuten (vertraagde terugroepactie))
• Visuele ruimtelijke werkgeheugentest op korte termijn (een corsi-blok tapping-test-equivalent, d.w.z. tikken op een reeks tot negen identieke ruimtelijk gescheiden blokken, waardoor de moeilijkheid wordt vergroot door het aantal gepresenteerde blokken).
• Test van selectieve en aanhoudende aandacht en visuele scansnelheid (een aangepaste versie van de D2-aandachtstest, waarin de reactiespecifieke tekenen binnen een reeks gepresenteerde tekens worden beoordeeld)
• Test van ruimtelijke aandacht en schakelmogelijkheden tussen twee verschillende taken (alternatieve versie van de Trail Making -taak)
• Test van tonische alertheid (eenvoudige reactietijdtest)
• Remmingstest, d.w.z. het vermogen om een ​​prepotente respons te remmen, met behulp van een flanker -taak. In elke proef zullen drie opgevangen driehoeken aan de deelnemers worden gepresenteerd. De bovenste en onderste driehoeken (flankers) wijzen in dezelfde richting maar onafhankelijk van de middelste driehoek (doel). Tijdens de no-go-proeven vervangt een cirkel het doelwit. De deelnemers worden verondersteld op de knoppen links of rechts te drukken volgens de richting van het doel of niet te reageren in het geval van een no-go-toestand. Elke proef wordt gecategoriseerd als compatibel-Go, incompatibel-Go of no-go.
• Een dummy -test om ervoor te zorgen dat vertraagde terugroepactie precies 20 minuten na de onmiddellijke terugroepactie begint

Statistische analyse Multilevel regressiemodellen zullen worden gebruikt om het effect van de interventies op onmiddellijk verbaal geheugen na 90 minuten te beoordelen. Identieke modellen zullen worden gebruikt voor de andere cognitieve resultaten. Interacties tussen het interventie -effect en het chronotype zullen worden getest en gestratificeerde analyses op basis van het chronotype zullen worden uitgevoerd. Verdere analyses zullen de gevoeligheid van insuline en andere factoren zoals cortisol, eetlust, dorst en/of stemming verklaren om te onderzoeken of de waargenomen effecten gedeeltelijk door deze factoren kunnen worden verklaard. Multilevel regressieanalyses met herhaalde metingen zullen de relevantie van chronotype voor reactieve hypoglykemie beoordelen.