Glukoza, mózg i mikrobiota (IRONMET+CGM)

Tematy i metody:

A. Badanie przekrojowe:

Pacjenci z otyłością wcześniej zapisani do Oddziału Endokrynologii, Diabetologii i Żywienia (UDEN) Szpitala „Dr. Josep Trueta” z Girony (Hiszpania) zostanie zatrudniony i przestudiowany. Osoby bez otyłości będą również rekrutowane poprzez ogłoszenie publiczne.

Na dziesięć dni zostanie wszczepiony czujnik glukozy we krwi, a także urządzenie do śledzenia aktywności i snu, które rejestrować będzie aktywność fizyczną w tym okresie. Śródmiąższowe podskórne stężenie glukozy będzie monitorowane ambulatoryjnie przez okres 10 kolejnych dni przy użyciu czujnika glukozy zatwierdzonego przez FDA (Dexcom G6®). Czujnik zostanie wszczepiony w dniu 0 i wycofa się 10 dnia przed południem. Zapisy poziomu glukozy będą najlepiej oceniane w dniach od 2 do 9, aby uniknąć odchylenia spowodowanego wkładaniem i wyjmowaniem czujnika, co uniemożliwia wystarczającą stabilizację systemu monitorowania. Charakterystyczny wzorzec glikemii każdego pacjenta zostanie obliczony jako średnia z profili uzyskanych w dniach od 2 do 9.

Pod koniec tygodnia zostanie wykonany rezonans magnetyczny w celu oceny zawartości żelaza w mózgu i parametrów „obrazowania tensora dyfuzji” w różnych obszarach mózgu.

Przeprowadzone zostaną testy poznawcze oraz pobrany zostanie kał do badania mikrobiomu.

Projekt będzie realizowany u osób z otyłością (20 mężczyzn, 20 kobiet przed menopauzą i 20 kobiet po menopauzie, BMI > = 30kg/m2) oraz osób bez otyłości, podobnych pod względem wieku, płci i statusu menopauzalnego (20 mężczyzn, 20 kobiet przed menopauzą i 20 kobiet po menopauzie, BMI <30kg/m2).

B. Badanie podłużne:

Po rocznej obserwacji, w której osoby z otyłością zostaną poddane leczeniu konwencjonalnemu (zalecana dieta hipokaloryczna i aktywność fizyczna) lub operacji bariatrycznej w celu zmniejszenia masy ciała, zostanie przeprowadzona druga wizyta.

Dla porównania ten sam protokół badania przekrojowego zostanie wykonany ponownie. Zobacz informacje powyżej.

Zbieranie danych podmiotów badań przekrojowych i podłużnych:

• Dane pomocnicze: Wiek, płeć i data urodzenia.
• Zmienne kliniczne: waga, wzrost, wskaźnik masy ciała, obwód talii i bioder, stosunek talii do bioder, ciśnienie krwi (skurczowe i rozkurczowe), masa tłuszczu i wolna masa tłuszczu (impedancja bioelektryczna i DEXA), palenie tytoniu, spożycie alkoholu , rejestr zwykle przyjmowanych leków oraz rejestr krewnych z otyłością, cukrzycą i chorobami współistniejącymi.
• Zmienne laboratoryjne: od osób na czczo zostanie pobrane 15 cm3 krwi w celu określenia następujących zmiennych przy użyciu zwykłych rutynowych technik laboratoryjnych (hemogram, glukoza, bilirubina, aminotransferaza asparaginianowa (AST/GOT), aminotransferaza alaninowa (ALT/GPT), gamma -transpeptydaza glutamylowa (GGT), mocznik, kreatynina, kwas moczowy, białka całkowite, albuminy, cholesterol całkowity, cholesterol HDL, cholesterol LDL, trójglicerydy, hemoglobina glikowana (HbA1c), ferrytyna, rozpuszczalny receptor transferyny, ultraczułe białko C-reaktywne, szybkość sedymentacji erytrocytów , białko wiążące lipopolisacharydy, wolna tyroksyna (wolna T4), hormon stymulujący tarczycę (TSH) i wyjściowy kortyzol). Dodatkowe 15 cm3 krwi (osocze-EDTA) zostanie pobrane do dalszych analiz.
• Pobieranie próbek kału: Próbka kału zostanie pobrana od każdego pacjenta. Próbkę należy pobrać w domu lub w szpitalu, przesłać do laboratorium w ciągu 4 godzin od pobrania, rozdrobnić i przechowywać w temperaturze -80ºC.
• Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego: Wszystkie badania MRI będą wykonywane na skanerze 1,5-T (Ingenia ®; Philips Medical Systems). Po pierwsze, do wykluczenia osobników z istniejącymi wcześniej uszkodzeniami mózgu zostanie zastosowana sekwencja odzyskiwania osłabionej płynami inwersji (FLAIR). Obciążenie żelazem mózgu zostanie ocenione za pomocą wartości R2*. Dane relaksacyjne T2* zostaną pozyskane za pomocą wieloechowej sekwencji echa gradientowego z 10 równomiernie rozmieszczonymi echami (pierwsze echo=4,6 ms; odstęp między echami = 4,6 ms; czas powtórzenia = 1300ms). T2* zostanie obliczone przez dopasowanie pojedynczych składników wykładniczych do krzywych zaniku sygnału odpowiednich danych wieloechowych. Wartości R2* zostaną obliczone jako R2*=1/T2* i wyrażone jako Hz. Ponadto wartości R2* zostaną przeliczone na jednostki µmol Fe/g, zgodnie z wcześniejszą walidacją w testach fantomowych. Obrazy żelaza mózgowego od osób kontrolnych zostaną znormalizowane do standardowej przestrzeni przy użyciu w tym celu obrazu szablonu (szablon EPI MNI). Następnie wszystkie znormalizowane obrazy zostaną uśrednione w celu określenia normalnej zawartości żelaza. Normalne wartości (średnia i odchylenie standardowe) zostaną również obliczone dla interesujących obszarów anatomicznych przy użyciu różnych masek atlasu, z uwzględnieniem możliwych różnic między płcią a wiekiem. Porównanie żelaza w mózgu między osobami z grupy kontrolnej i otyłymi zostanie przeprowadzone przy użyciu analizy opartej na wokselach. Obrazy osób otyłych zostaną znormalizowane do standardowej przestrzeni. Znormalizowany obraz zostanie porównany z normalną populacją przy użyciu analizy testu t z wiekiem i płcią jako zmiennymi towarzyszącymi. W rezultacie mapa parametryczna pokaże indywidualne różnice w odkładaniu się żelaza. W oparciu o wcześniejsze badania obserwacyjne wykazujące zwiększone obciążenie żelazem mózgu w niektórych określonych regionach oraz dowody sugerujące zmiany w hipokampie i podwzgórzu w związku z otyłością i insulinoopornością, analizy statystyczne i obrazowe skupią się na różnicach w żelazie w jądrze ogoniastym, soczewkowatym, wzgórzu i podwzgórzu , hipokamp i ciało migdałowate.
• Badanie neuropsychologiczne: Ogólne funkcjonowanie poznawcze będzie mierzone za pomocą podtestów słownictwa i podobieństw III Skali Inteligencji Dorosłych Wechslera (WAIS-III); uwaga i pamięć robocza za pomocą podtestu Forward and Back Digit Span WAIS-II; pamięć za pomocą California Verbal Learning Test II; funkcje wykonawcze za pomocą Testu Łączenia Śladów, Testu Stroopa i Fluencji Werbalnej; nastroju za pomocą Kwestionariusza Zdrowia Pacjenta-9 i impulsywnych zachowań za pomocą Iowa Gambling Task.
• Skład mikrobiomu: skład mikrobiomu zostanie przeanalizowany zgodnie z wcześniej opisanym protokołem. 16s rRNA qPCR i białko wiążące LPS w próbkach krwi zostaną wykorzystane do wykrywania translokacji bakteryjnej.

Informacje pozostaną zarejestrowane w notatniku i zostaną skomputeryzowane w bazie danych badania.

Metody statystyczne:

Wielkość próby: Nie ma wcześniejszych danych wykazujących oczekiwane różnice w szacowaniu wielkości próby w odniesieniu do zmienności glukozy, aktywności fizycznej, składu mikroflory jelitowej i funkcji poznawczych. W poprzednim badaniu różnice w zawartości żelaza w mózgu zaobserwowano u 20 osób otyłych i 20 osób nieotyłych. Zatem proponowana wielkość próby to co najmniej 20 osób na grupę, przy zrównoważonej reprezentacji wieku i płci (kobiety przed i po menopauzie).

Analizy statystyczne: W pierwszej kolejności zbadany zostanie rozkład normalny i jednorodność wariancji. Do określenia różnic między badanymi grupami zostanie zastosowany χ2 dla zmiennych kategorycznych, niesparowany test t-Studenta dla normalnych ilościowych oraz test U Manna-Whitneya dla nienormalnych zmiennych ilościowych. Nieparametryczna analiza Spearmana zostanie wykorzystana do określenia korelacji między zmiennymi ilościowymi. Te same testy zostaną również wykorzystane do zbadania różnic przed i po obserwacji. Znaczące powiązania, zarówno pozytywne, jak i negatywne, zostaną zbadane bardziej dogłębnie (proste i wielowymiarowe analizy regresji liniowej).

Skład mikrobiomu zostanie przeanalizowany i porównany za pomocą map ciepła, analizy głównych składników (PCA) i PLSDA. W przypadku statystyk wielowymiarowych (PLSDA i klastrowanie hierarchiczne) zmienne obejmujące charakterystykę morfologiczną tkanki, mikroflorę jelitową i test czynnościowy zostaną przekształcone logarytmicznie, przefiltrowane przy użyciu oszacowania rozstępu międzykwartylowego i przeskalowane przy użyciu obliczeń automatycznego skalowania (wyśrodkowane i podzielone przez odchylenie standardowe każdego zmienna) przy użyciu platformy Metaboanalyst ®, pakietu R ® ropls oraz skryptów MATLAB ®. Różnorodność biologiczna alfa i beta zostanie porównana pod kątem otyłości, insulinooporności i poziomu żelaza. Wykorzystane będzie również oprogramowanie statystyczne SPSS® oraz Minitab®.