Diettglykemisk indeks, hjernefunksjon og matinntak hos pasienter med type 1 diabetes mellitus
Bearbeidede karbohydrater forårsaker raske endringer i blodsukkeret og har vært assosiert med overspising og fedme. Vi har vist at testmåltider med høyt innhold av bearbeidede karbohydrater påvirker hjerneområder som er involvert i avhengighet, trang og overspising. Det er ukjent om endringene i blodsukkeret eller de tilhørende høyere insulinnivåene medierer denne hjerneaktiveringen og dens sannsynlige bivirkninger.
Å svare på dette spørsmålet er viktig for pasienter med type 1-diabetes som har økt risiko for fedme og spiseforstyrrelser: Hvis blodsukkeret er årsaksmekanismen, bør optimal insulindekning være beskyttende. Hvis insulin er årsaksmekanismen, kan imidlertid en diett med høyt innhold av bearbeidede karbohydrater disponere for overspising og vektøkning, da denne dietten krever høyere insulindoser.
For å skille ut disse faktorene vil vi studere hjerneaktivering og relevante blodmarkører hos 15 menn med diabetes. I løpet av 4 økter vil vi undersøke måltider med differensielle karbohydrategenskaper samtidig som vi gir insulininfusjoner.
Studieoversikt
Status
Forhold
Detaljert beskrivelse
Totalt 15 mannlige deltakere (18-45 år) med T1DM skal rekrutteres. Deltakerne vil bli registrert i studien i totalt 1-3 måneder, og delta i et pre-testbesøk og tre testbesøk, hver etter en 10-12-timers faste over natten. Deltakerne vil bli instruert om å innta sin vanlige, vektholdende diett mellom besøkene.
Ved pre-testbesøket vil studielederen eller PI møte deltakerne, bekrefte kvalifisering og innhente informert samtykke. Deltakerne vil motta et måltid med lav glykemisk indeks (GI) med optimal iv insulindekning ved bruk av en negativ tilbakemeldingsalgoritme for å opprettholde euglykemi (euglykemisk klemme). Insulinbehovet vil bli kvantifisert. På et tidspunkt under besøket vil deltakerne presentere for BIDMCs forskningsavbildningsanlegg for en praksis-MR-sesjon, hvor de vil gjennomgå en kort avbildningssekvens for å venne seg til skanningsprosessen og eliminere angst som en forstyrrelse av bildedata.
Ved hvert av 3 testbesøk vil en av følgende eksperimentelle betingelser bli brukt i en randomisert, blindet cross-over-design: (a) måltid med høyt GI med euglykemisk klemme, (b) måltid med lavt GI med euglykemisk klemme, (c) høyt GI-måltid GI-måltid med primet-variabel insulininfusjon med den hastigheten som ble etablert under pre-testbesøket. Etter at steady state er etablert, vil baseline laboratorieevaluering og MR-avbildning bli innhentet, etterfulgt av testmåltidet. Avbildning vil bli gjentatt 1 og 4 timer etter måltidet. Blodprøver for relevante metabolske og hormonelle parametere vil bli tatt hvert 30. minutt. Hvert testbesøk avsluttes med et standardveid måltid for å kvantifisere ad-libitum-inntaket.
Studietype
Registrering (Faktiske)
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
Massachusetts
-
Boston, Massachusetts, Forente stater, 02115
- Beth Israel Deaconess Medical Center
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
Tar imot friske frivillige
Kjønn som er kvalifisert for studier
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Type 1 diabetes i minimum 3 år
- BMI 20-35 kg/m2
- Bruk av insulinpumpe
- Villig og i stand til å: Opprettholde vekt og dokumentere under studiets varighet
Ekskluderingskriterier:
- Insulinresistens (nåværende insulinbehov > 1,5 U/kg/d)
- Insulinbehov < 0,5 enhet/kg/dag (grenseverdi for bevart betacellefunksjon)
- HbA1C ≥ 8,0 %
- DKA innen 2 måneder
- Hyppig hypoglykemi (BG <50 mg/dl), > 3 ganger per uke
- Svingninger i kroppsvekt >10 % i forhold til foregående år
- Røyking eller ulovlig rusmisbruk
- Høye nivåer av fysisk aktivitet (≥60 minutter per dag, ≥ 4 dager per uke)
- Nåværende vekttap diett
- Medisinske problemer, medisiner eller kosttilskudd som kan påvirke metabolisme, insulinvirkning, kroppsvekt, appetitt, energiforbruk eller gastrointestinal absorpsjon (f. cøliaki)
- Allergi mot forbindelser eller intoleranse av flytende måltider
- MR eksklusjonskriterier
- Andre forhold i henhold til egenrapport som vil forby deltakelsesbasert og forskervurdering
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: Behandling
- Tildeling: Randomisert
- Intervensjonsmodell: Crossover-oppdrag
- Masking: Dobbelt
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Eksperimentell: måltid med høyt GI, euglykemisk insulinklemme
En ernæringsshake med høy GI vil bli konsumert.
Vanlig insulin vil bli administrert intravenøst i henhold til en negativ tilbakemeldingsalgoritme for å opprettholde euglykemi. Denne tilstanden resulterer i euglykemi med høye insulinnivåer.
|
Flytende testmåltider med høy og lav GI matches for makronæringssammensetning (60 % karbohydrat, 15 % protein, 25 % fett), mikronæringsprofiler, fysiske egenskaper, smak og sødme.
Måltider vil gi 25 % av individuelle daglige energibehov som anslått av Harris Benedict-ligningen.
En høy glykemisk indeks på ~90 oppnås ved å bruke maissirup som karbohydratkilde.
Insulin vil bli gitt intravenøst i 5 timer.
Under hele clamp-protokollen vil glukosenivåene bli målt hvert 5. minutt.
En basal insulininfusjon vil bli startet ved 80 % av pasientens insulinpumpe basalhastighet, og vil bli justert mellom 0,1 og 2,5 mU/kg•min, avhengig av pasientens plasmaglukosenivå i forhold til målområdet på 90-100 mg/dl.
|
|
Eksperimentell: høyt GI måltid, fast insulininfusjon
En ernæringsshake med høy GI vil bli konsumert.
Vanlig insulin vil bli administrert intravenøst med en hastighet som tidligere er etablert for å opprettholde euglykemi etter et måltid med lav glykemisk indeks.
Denne tilstanden resulterer i moderat hyperglykemi med lave insulinnivåer.
|
Flytende testmåltider med høy og lav GI matches for makronæringssammensetning (60 % karbohydrat, 15 % protein, 25 % fett), mikronæringsprofiler, fysiske egenskaper, smak og sødme.
Måltider vil gi 25 % av individuelle daglige energibehov som anslått av Harris Benedict-ligningen.
En høy glykemisk indeks på ~90 oppnås ved å bruke maissirup som karbohydratkilde.
En primet-variabel infusjon av insulin vil bli administrert med den hastigheten som er etablert for å oppnå euglykemi etter et måltid med lav glykemisk indeks.
Dette forventes å resultere i moderat hyperglykemi ettersom måltidet med høy GI er assosiert med høyere insulinbehov.
For pasientsikkerhet vil glukosenivåer måles hvert 30. minutt.
Hvis glukosenivåene er > 400 mg/dl eller < 60 mg/dl, vil insulininfusjonen justeres for å opprettholde målet for glukosenivået på 60-400 mg/dl.
|
|
Aktiv komparator: måltid med lavt GI, euglykemisk insulinklemme
En ernæringsshake med lav GI vil bli konsumert.
Vanlig insulin vil bli administrert intravenøst i henhold til en negativ tilbakemeldingsalgoritme for å opprettholde euglykemi.
Denne tilstanden resulterer i euglykemi med lave insulinnivåer.
|
Insulin vil bli gitt intravenøst i 5 timer.
Under hele clamp-protokollen vil glukosenivåene bli målt hvert 5. minutt.
En basal insulininfusjon vil bli startet ved 80 % av pasientens insulinpumpe basalhastighet, og vil bli justert mellom 0,1 og 2,5 mU/kg•min, avhengig av pasientens plasmaglukosenivå i forhold til målområdet på 90-100 mg/dl.
Flytende testmåltider med høy og lav GI matches for makronæringssammensetning (60 % karbohydrat, 15 % protein, 25 % fett), mikronæringsprofiler, fysiske egenskaper, smak og sødme.
Måltider vil gi 25 % av individuelle daglige energibehov som anslått av Harris Benedict-ligningen.
En lav glykemisk indeks på ~40 oppnås ved å bruke ukokt maisstivelse som karbohydratkilde.
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nucleus Accumbens blodstrøm
Tidsramme: 4 timer etter måltidet
|
Cerebral blodstrøm i høyre og venstre nucleus accumbent ble målt ved arteriell spinnmerking (MRI).
Blodstrømmen ble normalisert for helhjernesperfusjon og korrigert for grunnlinjeperfusjon i det respektive hjerneområdet og måltidsrekkefølgen, i henhold til vår a priori statistiske analyseplan.
|
4 timer etter måltidet
|
Sekundære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nucleus Accumbens blodstrøm
Tidsramme: 1 time postprandial
|
Cerebral blodstrøm i høyre og venstre nucleus accumbent ble målt ved arteriell spinnmerking (MRI).
Blodstrømmen ble normalisert for helhjernesperfusjon og korrigert for grunnlinjeperfusjon i det respektive hjerneområdet og måltidsrekkefølgen, i henhold til vår a priori statistiske analyseplan.
|
1 time postprandial
|
|
Blodstrøm i andre hjerneområder involvert i inntaksregulering - Dorsal caudate
Tidsramme: 4 timer etter måltidet
|
Cerebral blodstrøm ble målt ved arteriell spinnmerking (MRI).
Grupperte MR-data ble visuelt inspisert for postprandiale forskjeller mellom tilstandene.
Blodstrøm fra en klynge som kontraherer forholdene i høyre dorsal caudat, like lateralt for kjerneakkumbente, ble ekstrahert, normalisert for helhjerneperfusjon og korrigert for baselineperfusjon i det respektive hjerneområdet og måltidsrekkefølgen, i henhold til vår a priori statistiske analyse plan.
|
4 timer etter måltidet
|
|
Blodstrøm i andre hjerneområder involvert i inntaksregulering - Ventrolateral Striatum
Tidsramme: 1 time postprandial
|
Cerebral blodstrøm ble målt ved arteriell spinnmerking (MRI).
Grupperte MR-data ble visuelt inspisert for postprandiale forskjeller mellom tilstandene.
Blodstrøm fra en klynge som kontraherer forholdene i høyre ventrolaterale striatum, like lateralt for nucleus accumbent, ble ekstrahert, normalisert for helhjerneperfusjon og korrigert for baseline perfusjon i det respektive hjerneområdet og måltidsrekkefølgen, i henhold til vår a priori statistiske analyse plan.
|
1 time postprandial
|
|
Funksjonell tilkobling av Nucleus Accumbens, Hypothalamus og andre hjerneområder involvert i inntaksregulering
Tidsramme: 4 timer etter måltidet
|
Oksygenkonsentrasjonsnivået i cerebralt blod ble målt ved hviletilstand funksjonell MR (rs-fMRI).
Frøbasert analyse ble utført med frøet på høyre Nucleus Accumbens.
Funksjonell tilkobling mellom Nucleus Accumbens og Hypothalamus ble vurdert gjennom ekstraksjon av temporale korrelasjonsmål.
|
4 timer etter måltidet
|
|
Funksjonell tilkobling av Nucleus Accumbens, Hypothalamus og andre hjerneområder involvert i inntaksregulering
Tidsramme: 1 time postprandial
|
Oksygenkonsentrasjonsnivået i cerebralt blod ble målt ved hviletilstand funksjonell MR (rs-fMRI).
Frøbasert analyse ble utført med frøet på høyre Nucleus Accumbens.
Funksjonell tilkobling mellom Nucleus Accumbens og Hypothalamus ble vurdert gjennom ekstraksjon av temporale korrelasjonsmål.
Funksjonell tilkobling mellom Nucleus Accumbens og andre hjerneområder ble visuelt vurdert.
|
1 time postprandial
|
Andre resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Plasma glukosenivå
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Serum insulinnivå
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Serum fettsyrer
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma Ghrelin
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt og analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma GLP-1
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt og analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma PYY
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt og analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma CCK
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma glukagon
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
blodprøver vil bli tatt hvert 30. minutt og analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Plasma leptin
Tidsramme: 0-4,5 timer etter måltid
|
analysert som en del av et stoffskiftehormonpanel
|
0-4,5 timer etter måltid
|
|
Metabolomikk
Tidsramme: 0, 1 og 4 timer etter måltid
|
LC-MS/MS-metodikk som bruker flere kromatografiske stasjonære faser for > 400 metabolitter
|
0, 1 og 4 timer etter måltid
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Sponsor
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Belinda S Lennerz, MD, PhD, Boston Children's Hospital
Studierekorddatoer
Studer hoveddatoer
Studiestart
Primær fullføring (Faktiske)
Studiet fullført (Faktiske)
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
Først lagt ut (Anslag)
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
Sist bekreftet
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Ytterligere relevante MeSH-vilkår
Andre studie-ID-numre
- IRB-P00022176
- IRB- 2016P000079 (Annen identifikator: Beth Israel Deaconess Medical Center)
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .