Identyfikacja nowych biomarkerów insulinooporności

Cukrzyca to przewlekła choroba metaboliczna, na którą cierpi 415 milionów ludzi na całym świecie i 3,5 miliona w Wielkiej Brytanii, z czego dziewięćdziesiąt procent cierpi na cukrzycę typu 2. Cukrzyca typu 2 charakteryzuje się niezdolnością tkanki mięśniowej i tłuszczowej do odpowiedniej odpowiedzi na fizjologiczne poziomy insuliny (insulinooporność tkanek obwodowych) oraz do przywrócenia prawidłowego poziomu cukrów we krwi. Insulinooporność może wystąpić przed rozwojem cukrzycy typu 2 i wykazano, że jest ona silnie związana ze stylem życia i otyłością, chociaż leżące u jej podstaw mechanizmy nie zostały w pełni wyjaśnione. Charakterystyczną cechą insulinooporności jest nieprawidłowy transport glukozy w wyniku zmniejszonej ekspresji receptora glukozy GLUT4 na powierzchni komórki. W zdrowej tkance tłuszczowej i mięśniach szkieletowych receptor ten jest przemieszczany na powierzchnię komórki w odpowiedzi na bodziec insulinowy. Pokazaliśmy, że ta translokacja do błony komórkowej wymaga białka Rab3, a poziomy ekspresji tego białka są obniżone w komórkowych modelach insulinooporności.

Stawiamy hipotezę, że to obniżenie poziomu Rab3 jest związane z rozwojem insulinooporności, a jego aktywność wzrośnie po przywróceniu wrażliwości na insulinę. Głównym celem tego badania jest zbadanie wpływu na poziomy Rab3 i handel GLUT4 diety i ćwiczeń, które, jak wykazano wcześniej, zwiększają wrażliwość na insulinę. Dodatkowo mikrobiom jelitowy będzie badany przed i po interwencji w celu określenia jakiegokolwiek związku z wrażliwością na insulinę. Ostatnie dowody sugerują, że mikrobiom odgrywa znaczącą rolę w rozwoju insulinooporności poprzez szereg potencjalnych mechanizmów. Wykazano, że infuzja mikrobiomu od szczupłych dawców skutkuje poprawą wrażliwości na insulinę u męskich biorców z zespołem metabolicznym, przy jednoczesnym wzroście częstości występowania mikroflory jelitowej wytwarzającej maślan. Ćwiczenia są związane z większą różnorodnością drobnoustrojów, w tym ze wzrostem liczby drobnoustrojów wytwarzających maślan. Żadne z dotychczasowych badań nie monitorowało wrażliwości na insulinę i składu mikroflory przed i po wysiłku fizycznym i interwencji dietetycznej, a zatem doprowadzi to do lepszego zrozumienia mechanizmów, które prowadzą do insulinooporności, a następnie do cukrzycy typu 2.

Uczestnikami badania będą mężczyźni i kobiety w wieku od 40 do 65 lat, którzy spełniają kryteria włączenia. Po monitorowaniu normalnej codziennej aktywności przez 7 dni, ochotnicy ograniczą spożycie kalorii o 5000 kcal/tydzień i wezmą udział w 5 cotygodniowych sesjach ćwiczeń przez 3 tygodnie. Uczestnicy wezmą udział w jednej sesji testów laboratoryjnych przed i jednej po tym okresie, która odbędzie się na Uniwersytecie w Bath. Ta interwencja powinna wystarczyć do poprawy wrażliwości na insulinę i pozwolić nam zbadać zmiany komórkowe, które zaszły w tym czasie.