Wpływ macierzy owocowej na reakcję glukozy i insuliny po spożyciu soku pomarańczowego u zdrowych mężczyzn (ZULEMA)

Propozycja projektu: Rola macierzy owocowej na wchłanianie glukozy z soku pomarańczowego u człowieka (ZULEMA)

Założenia podstawowe: Nadmierne spożycie wolnych cukrów może mieć negatywne skutki zdrowotne, a zła poposiłkowa kontrola poziomu glukozy może być wskaźnikiem długoterminowego ryzyka cukrzycy typu 2. Cukry wpływają na indeks glikemiczny (GI) napojów, ale wbrew oczekiwaniom soki owocowe i napoje słodzone cukrem dają różne wyniki IG, mimo że często mają tę samą całkowitą zawartość cukru. Oznacza to, że cukry naturalne i dodane mogą mieć różny wpływ na kontrolę glikemii lub że połączenie cukrów w matrycy soku w jakiś sposób łagodzi wpływ cukrów na kontrolę glikemii.

Pytanie badawcze: W jaki sposób zmiana matrycy i źródła cukrów, ale nie całkowitych cukrów, w sokach owocowych i napojach wpływa na IG? Naukowcy zakładają, że wolne cukry będą czynnikiem wpływającym na IG, ale niekoniecznie tak jest.

Hipoteza: Dla tej samej ilości wolnych cukrów (sacharozy, glukozy i fruktozy) w sokach i napojach, matryca soku owocowego (tj. błonnik, węglowodany złożone, kwas cytrynowy, polifenole i inne fitochemikalia, minerały, witaminy) będą miały modulujący wpływ na wchłanianie glukozy.

Cel: Głównym celem tego badania jest ocena wpływu obecności matrycy sokowej w 100% soku pomarańczowym w porównaniu z napojami z modyfikowanymi sokami (w celu zmniejszenia procentowej zawartości matrycy owocowej) na poposiłkowe reakcje glikemii u zdrowych osób. Celem drugorzędnym będzie scharakteryzowanie wpływu na odpowiedź insulinową.

Projekt eksperymentu: Reakcja na glukozę będzie również porównywana z odpowiedzią na samą glukozę (indeks glikemiczny, IG).

Metody:

Przygotowanie i logistyka soków. Producentem i dostawcą napojów pomarańczowych będzie firma AMC Natural Drinks (Murcia, Hiszpania). Sok owocowy 100% (sok pomarańczowy) porównywany będzie z napojami zawierającymi 50% i 0% soku, choć o takim samym składzie jakościowym i ilościowym cukru całkowitego (sacharoza, fruktoza, glukoza) jak w soku 100%.

Analizy chemiczne:

Naukowcy scharakteryzują skład cukru i główne składniki matrycy owocowej:

Analiza chemiczna błonnika rozpuszczalnego i nierozpuszczalnego.

Analiza cukrów. Soki będą produkowane, a skład cukru (sacharoza, glukoza i fruktoza) będzie mierzony i dostosowywany tak, aby zawartość cukru nie uległa zmianie w okresie przechowywania. Analizy zostaną przeprowadzone za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) przy użyciu odpowiednich detektorów współczynnika załamania światła (RI).

Analiza fitochemiczna. Poszczególne fenole i inne fitochemikalia charakterystyczne dla soku pomarańczowego. Flawanony, polimetoksyflawony, pochodne kwasu hydroksycynamonowego, flawony, karotenoidy będą analizowane za pomocą HPLC z odwróconą fazą z detektorami Ultraviolet-Diode Array (UV-DAD) i detektorami Mass Spec (MS).

Badanie kliniczne:

Badanie to jest randomizowanym, krzyżowym badaniem interwencyjnym z podwójnie ślepą próbą i zależnością od dawki. Wszyscy uczestnicy będą powtarzać badanie w różnych terminach (w celu uzyskania podwójnych wyników). Protokół badania został już zatwierdzony przez Komisję Etyczną Uniwersytetu Katolickiego.

Uczestnicy, kryteria włączenia i wyłączenia:

Naukowcy będą rekrutować zdrowych dorosłych mężczyzn w wieku od 18 do 45 lat za pośrednictwem ogłoszeń drobnych w Internecie, mediów społecznościowych i pocztą pantoflową. Kobiety nie kwalifikują się, ponieważ cykl menstruacyjny może wpływać na kontrolę glikemii. Aby spełnić kryteria włączenia, od uczestników wymagane będzie wskaźnik masy ciała (BMI) mieszczący się w przedziale od 18,5 do 29,9 kg/m2, nawykowi konsumenci śniadań i chęć spożywania objętych badaniem napojów. Uczestnicy zostaną wykluczeni, jeśli stosują dietę, mają alergię pokarmową lub niechęć do napojów objętych badaniem. Ponadto uczestnicy zostaną wykluczeni, jeśli w ciągu ostatnich 6 miesięcy mieli znaczące wahania masy ciała lub wcześniej zdiagnozowano cukrzycę, stan przedcukrzycowy, choroby przewodu pokarmowego, choroby wątroby, choroby nerek lub zaburzenia metaboliczne.

Rozmiar próbki:

Naukowcy oszacowali wielkość próby na potrzeby randomizowanego badania krzyżowego, w którym skutki interwencji (różne testowe napoje pomarańczowe) zostaną przetestowane na populacji zdrowej osoby dorosłej. W tym celu badacze skorzystali z bezpłatnego oprogramowania G*Power 3.1.9.7, zakładając dwustronną moc statystyczną na poziomie 90% (1-β=0,90), poziom istotności statystycznej 5% (α=0,05) i wielkość efektu d=0,7. Zgodnie z tym minimalna liczba uczestników badania powinna wynosić N=24. Uczestnicy ci powinni także wziąć udział w drugiej turze testów (duplikat wyników). Ostateczną liczbę uczestników zwiększono do 30, aby uwzględnić potencjalne wycofania.

Zgoda na badanie:

Wstępne kryteria kwalifikacyjne zostaną ustalone podczas rozmowy telefonicznej. Uczestnicy, którzy pomyślnie przejdą weryfikację telefoniczną, zostaną zaproszeni na osobistą sesję informacyjną i końcową sesję przesiewową w laboratorium w celu przeglądu protokołów badań i uzyskania pisemnej świadomej zgody. Naukowcy przeprowadzą pewne pomiary antropometryczne i wyjaśnią uczestnikom interwencje i procedury podczas całego badania. Uczestnicy wypełnią także serię ogólnie zweryfikowanych kwestionariuszy dotyczących ich nawyków żywieniowych i stylu życia.

Projekt interwencji:

Kwalifikujący się uczestnicy przejdą cztery sesje testowe (+ dwa powtórzenia) w odstępie co najmniej 2-3 dni. W różne poranki uczestnicy przybywają do laboratorium o godzinie 8:00 po poście trwającym od 10 do 12 godzin, z wyjątkiem niewielkiej ilości wody, która będzie dozwolona do 1 godziny przed przybyciem. Dzień przed każdą sesją testową uczestnicy wypełnią dziennik żywieniowy, w celu sprawdzenia przestrzegania diety wolnej od polifenoli i owoców cytrynowych, protokołu postu oraz oszacowania ilości spożytych składników odżywczych (głównie węglowodanów ogółem, wolnych cukrów , błonnik i woda).

Uczestnicy szybko (w ciągu pięciu minut) wypiją jeden z trzech napojów: (1) 100% sok pomarańczowy, (2) napój pomarańczowy zawierający 50% soku pomarańczowego i 50% wody z dodatkiem cukru w ​​proporcji odpowiadającej zawartości soku 100% oraz (3) woda 100% z dodatkiem cukrów w ilości odpowiadającej zawartości soku 100%. Standardowa wielkość porcji (około 250 ml) zostanie obliczona na podstawie całkowitej ilości dostępnych węglowodanów, aby zapewnić spożycie 25 g wolnych cukrów. Dodatkowo uczestnicy spożywają także roztwór glukozy (25 g) w celu oszacowania IG. Wszystkie napoje testowe będą podawane na zimno w nieprzezroczystych pojemnikach z pokrywkami. Odpowiedź glikemiczną będzie mierzona poprzez nakłucie palca na początku badania (0 minut) oraz 15, 30, 45, 60, 90 i 120 minut po spożyciu napoju.

Po zakończeniu badania uczestnicy będą mieli 2-3 tygodnie odpoczynku i wrócą do laboratorium na drugą sesję testową. Celem tego powtórzenia jest dokładniejsza analiza wyników i ocena zmienności wewnątrz- i międzyosobniczej.

Poposiłkowa odpowiedź glikemiczna:

Naukowcy pobiorą próbki glukozy we krwi włośniczkowej z opuszków palców za pomocą jednorazowych, automatycznie wyłączających się lancetów (lancety Softclix, Roche) i natychmiast zmierzą poziom glukozy za pomocą glukometru (Accu-Check Guide Me, Roche).

Pomiar insuliny:

Z żyły zostaną pobrane dodatkowe próbki krwi. Po odwirowaniu (1200–1500 ×g, 10 min, 4°C) próbki surowicy zostaną szybko zamrożone i przechowywane w temperaturze -80°C do czasu analizy poziomu insuliny. Insulina będzie mierzona przy użyciu systemu testowego ELISA (Accu Bind ELISA Microwells, Monobind Inc. CA, USA).

Analizy statystyczne:

Analizy statystyczne zostaną wykonane przy użyciu SAS-a w wersji 9.4. Dwuczynnikowa analiza wariancji (ANOVA) z powtarzanymi pomiarami, z wykorzystaniem procedury PROC MIXED, zostanie zastosowana w celu określenia wpływu interwencji (tj. napoju testowego) na poziom glukozy we krwi. Aby określić wpływ leczenia na pole pod krzywą przyrostu glukozy we krwi (iAUC), zostanie zastosowana jednoczynnikowa ANOVA z powtarzanymi pomiarami. Wartość p < 0,05 będzie uznawana za istotną statystycznie.