Forskning på effekter av akutt forbruk av nøtter hos overvektige diabetikere (REACT-NUT)

Fedme er en multifaktoriell sykdom der overflødig kroppsfettakkumulering fører til negative helseeffekter. Det regnes som et globalt folkehelseproblem, først og fremst på grunn av dets assosiasjon med økt risiko for å utvikle andre ikke-smittsomme kroniske sykdommer (NCD). I Brasil er det anslått at en fjerdedel av befolkningen er overvektige, noe som gjør det til en viktig risikofaktor for patologisk aldring.

Den primære årsaken til fedme er energiubalansen mellom forbrukte og brukte kalorier, og dens høye utbredelse er assosiert med fysisk inaktivitet og stillesittende atferd. Et balansert kosthold, bestående av naturlig og minimalt bearbeidet mat, er kjent for å være avgjørende for vektkontroll. I det nåværende scenariet har det imidlertid vært en betydelig økning i forbruket av ultrabearbeidet mat og en nedgang i inntaket av naturlig og minimalt bearbeidet mat, noe som resulterer i en stor innvirkning på forekomsten av fedme.

Fedme er en av de mest relevante risikofaktorene for type 2 diabetes, en sykdom som er stadig mer utbredt over hele verden og regnes som en av helsekrisene i det 21. århundre. Diabetes påvirker sykelighet og dødelighet og er en viktig risikofaktor for hjerneslag, nyresvikt, kardiovaskulære sykdommer, synstap og nevropati. Ikke-farmakologiske strategier for å kontrollere diabetes inkluderer vanligvis ernæringsintervensjon, regelmessig fysisk aktivitet, røykeslutt og opprettholdelse av en sunn kroppsvekt.

Akutt inntak av makronæringsstoffer kan indusere uønskede reaksjoner selv hos friske individer, noe som kan føre til kroniske effekter over tid. I denne sammenheng spiller inntaket av et måltid med høyt mettet fett (HSFM) en viktig rolle, siden kronisk inntak av en HSFM er kjent for å bidra til utvikling av fedme, type 2 diabetes, kreft og hjerte- og karsykdommer, samt forverre kronisk betennelse indusert av insulinresistens og overvekt. I tillegg viser studier at HSFM også kan indusere metabolsk endotoksemi og modulere profiler av sirkulerende mikroRNA. MikroRNA er ikke-kodende RNA-molekyler på omtrent 22 nukleotider lange som regulerer genuttrykk på post-transkripsjonelt nivå ved å degradere mRNA eller hemme translasjonen av målgener. Dermed kan mikroRNA bidra til de negative effektene av HSFM.

Gitt de skadelige helseeffektene av HSFM, har studier blitt utført med akutt tilskudd av matvarer med anti-inflammatoriske og antioksidantegenskaper, som appelsinjuice og grønn te, for å minimere de negative effektene av usunne dietter. En studie utført av vår forskningsgruppe viste at akutt tilskudd av grønn te hemmet uttrykket av 62 mikroRNA indusert av HSFM-inntak. Bioinformatikkanalyse avslørte at disse mikroRNA-ene regulerte gener assosiert med TGF-beta-, CARM1-, RSK- og BMP-veier. Å identifisere disse miRNA-ene og deres molekylære veier kan forbedre forståelsen av fordelene med kostholdsforbindelser i helse og sykdom.

Regelmessig valnøttforbruk (Juglans regia) er assosiert med bedre kardiovaskulær helse og insulinrespons, potensielt på grunn av regulering av insulinrespons ved å redusere aktiviteten til karbohydratfordøyende enzymer. Imidlertid forblir litteraturen om effekten av valnøtter på inflammatoriske og antioksidantresponser begrenset og usikker. Videre er det et begrenset antall studier som undersøker de akutte effektene av valnøtter, med noen bevis på positive responser. I denne forbindelse har postprandial demping av insulinresistens, forbedret endotelfunksjon, oksidativt stress og metthetsfølelse blitt demonstrert i noen, men ikke alle studier. Interessant nok, Torabian et al. observerte at akutt valnøttforbruk økte plasmakonsentrasjoner av polyfenoler, økte total antioksidantkapasitet og reduserte plasmalipidperoksidasjon.

I tillegg til det begrensede beviset angående de akutte effektene av valnøtter, har deres effekter i forbindelse med HSFM på metabolomiske og mikroRNA-profiler ennå ikke studert. Metabolomikk ble opprinnelig definert som den kvantitative målingen av den dynamiske multiparametriske metabolske responsen til levende systemer på fysiopatologiske stimuli eller genetisk modifikasjon. Dermed reflekterer den direkte fenotypen til et bestemt biologisk system på molekylært metabolsk nivå, noe som muliggjør påvisning av endringer i tidligere ukjente, ukarakteriserte eller sjelden rapporterte metabolitter. Derfor kan metabolomikk generere viktig kunnskap om valnøtters mekanismer i forebygging og behandling av sykdommer. Det samme gjelder studiet av mikroRNA, som kan hjelpe til med å identifisere intracellulære veier relatert til de gunstige effektene av valnøttforbruk.

I lys av dette vil denne studien generere nye bevis angående de akutte effektene av valnøtter for å dempe de negative effektene av HSFM. Dessuten kan å dempe de negative effektene av HSFM gi betydelige fordeler, spesielt for pasienter med insulinresistens, som overvektige og diabetikere.

For å evaluere om akutt valnøtttilskudd (Juglans regia) demper inflammatoriske markører, oksidativt stress, metabolomikk og sirkulerende mikroRNA indusert av HSFM hos overvektige og diabetiske kvinner.

Prosjektet er godkjent av den etiske komiteen ved Det medisinske fakultet i Botucatu. Studien vil bli randomisert og crossover, inkludert kvinner med fedme (kroppsmasseindeks [BMI] ≥ 30) og ikke-insulinavhengig diabetes i alderen over 18 år, rekruttert under polikliniske konsultasjoner ved Det medisinske fakultet i Botucatu. Eksklusjonskriteriene vil omfatte: bruk av kosttilskudd, bruk av kortikosteroider de siste 3 månedene, kreft, hjertesvikt, nyresykdom, leversykdom, lungesykdom, nevrologiske sykdommer, allergi mot en hvilken som helst komponent av HSFM eller valnøtter, og vanlig valnøttforbruk (≤3 ganger per uke) den siste måneden.

Prøvestørrelse ble estimert basert på en tidligere studie som viste en 60 % reduksjon i IL-6-nivåer etter HSFM-måltider assosiert med appelsinjuice sammenlignet med kontrollgruppen (uten appelsinjuice). Tatt i betraktning denne reduksjonen, en type 1 feil på 5 % og en styrke på 90 %, vil denne studien inkludere 15 individer.

Pasienter som signerer Informed Consent Form (ICF) vil bli evaluert på to tidspunkter, atskilt med en minimum utvaskingsperiode på én uke. I det første møtet, etter 10 timers faste, vil HSFM tilbys med eller uten 30g valnøtter. I den andre vil tilstanden byttes. Denne valnøttdosen refererer til den daglige anbefalingen for forbruk av nøtter foreslått av ulike kostholdsråd. Enkel randomisering vil bli utført av en sykepleier som ikke er involvert i forskningen. HSFM vil bli gitt i sykehusets poliklinikk, og pasienter vil bli pålagt å innta hele måltidet og alle valnøttene. Under studieprotokollen vil pasienter bli bedt om å unngå valnøttforbruk i 2 uker før det første studiebesøket.

Blodprøver vil bli tatt på tidspunkt 0 (rett før måltidet), 15 min, 30 min, 60 min og 150 min etter intervensjonene. Seruminsulin og glukose vil bli målt ved tidspunkter 0 til 60 minutter, mens serumbiomarkører for betennelse, oksidativt stress, sirkulerende mikroRNA og metabolomikk vil bli målt på tidspunktene 0 og 150 minutter. I tillegg vil etterforskerne vurdere metthetsfølelse ved å bruke en visuell analog skala (VAS) til enhver tid etter måltidet.

Metabolomisk analyse Analysene vil bli utført ved bruk av væskekromatografi på et Thermo Dionex Ultimate 3000-system koblet til et høyoppløselig og nøyaktig masse Thermo QExactive Plus massespektrometer med elektrosprayionisering som fungerer i både positiv og negativ analysemodus.

Analyse av sirkulerende mikroRNA Etter ekstraksjonen av RNA vil etterforskerne bruke den humane miRNA array 4.0 Affymetrix GeneChip® (ThermoFisher Scientific), etter produsentens instruksjoner. Denne matrisen inneholder 2578 sett med prober for modne humane miRNA og 2025 sett med prober for humane pre-miRNA (stem-loop). Prober for å oppdage tilstedeværelsen av snoRNA og scaRNA (totalt 1 996) er også inkludert i denne matrisen. GeneChips vil bli skannet ved hjelp av Affymetrix GeneChip G3000 7G-skanneren, satt til å fange signalintensiteter for miRNAene. De rå intensitetsdataene vil bli importert til Affymetrix Expression Console (v1.4.1.46) for signalforbehandling, som inkluderer bakgrunnskorreksjon ved bruk av den robuste multi-array average (RMA) algoritmen, median poleringsoppsummering av sonder for å oppnå signalverdier, og kvantilnormalisering over flere arrays. Et deteksjonsanrop for styrken til miRNA-signalet vil bli utført ved å bruke Affymetrix "Detection Above Background" (DABG) algoritmen, som genererer en p-verdi for hvert signal over bakgrunnssannsynlighet. Denne metoden vil følge den anbefalte protokollen fra produsenten. Analysene vil bli utført ved Monash i Hudson Genomics.

Statistisk analyse Data vil bli presentert som gjennomsnitt og standardavvik når normalfordelt, median og 25-75 % persentiler når ikke normalfordelt, eller som prosenter. For å sammenligne de to gruppene (med og uten nøtter), vil etterforskerne bruke Studentens t-test for normalfordelte data, Mann-Whitney-testen for ikke-normalfordelte data og Chi-square-testen for kategoriske variabelsammenlikninger. I tillegg vil etterforskerne bruke generaliserte estimeringslikninger (GEE) for å vurdere gjentatte tiltak. Dataanalyser vil bli utført ved bruk av JAMOVI v 2.3.21, med et signifikansnivå satt til 5 %.