Efeitos do Balanço Energético Negativo Progressivo na Tolerância à Glicose, Sensibilidade à Insulina e Função das Células Beta

Disfunção metabólica, obesidade e diabetes tipo 2 A incidência de sobrepeso e obesidade tem aumentado nas últimas 2 a 3 décadas em Cingapura e espera-se que aumente ainda mais no futuro. Até o ano de 2050, estima-se que mais da metade da população estará com sobrepeso ou obesidade, definida como índice de massa corporal (IMC, calculado como o peso em quilogramas dividido pelo quadrado da altura em metros) igual ou superior superior a 25 kg/m2. Isso provavelmente é responsável, pelo menos em parte, pelo aumento concomitante de comorbidades relacionadas à obesidade e, particularmente, ao diabetes tipo 2. A relação entre o IMC e o risco de diabetes tipo 2 em populações da região da Ásia-Pacífico é linear dentro de uma ampla gama de valores de IMC (de ~21 kg/m2 a ~34 kg/m2), de modo que para cada 2 kg/m2 m2 no IMC (que corresponde a ~6 kg para uma pessoa com peso normal e estatura média), o risco de desenvolver diabetes tipo 2 aumenta em ~27%. Em Cingapura, espera-se que a prevalência do diabetes tipo 2 duplique de 7,3% em 1990 para ~15% em 2050, principalmente como resultado do aumento da população. Notavelmente, no entanto, a prevalência de diabetes tipo 2 em Cingapura é semelhante à dos Estados Unidos, embora a prevalência de sobrepeso e obesidade (IMC ≥ 25 kg/m2) seja aproximadamente a metade. Isso corrobora os achados de muitos estudos que demonstram que marcadores de disfunção metabólica e particularmente hiperglicemia, hiperinsulinemia e resistência à insulina são altamente prevalentes entre adultos de Cingapura, mesmo entre pessoas que não estão com sobrepeso ou obesidade. Isso provavelmente resulta em aumento do risco de desenvolver diabetes tipo 2. Essas observações ressaltam a importância da disfunção metabólica independente do peso corporal per se.

Efeitos metabólicos da perda de peso A patogênese do diabetes tipo 2 envolve resistência periférica à insulina (i.e. resistência dos tecidos periféricos e particularmente do músculo esquelético ao efeito promotor da captação de glicose da insulina) e secreção inadequada de insulina das células beta pancreáticas após a estimulação da glicose, levando ao jejum e à hiperglicemia pós-prandial. A perda de peso, alcançada como resultado do balanço energético negativo crônico induzido por uma variedade de formas (restrição calórica, exercício, farmacoterapia, cirurgia bariátrica), melhora a função metabólica e é considerada a pedra angular da prevenção e controle do diabetes. Parte do efeito benéfico da perda de peso pode ser devido à redução da gordura corporal total, gordura intra-abdominal e acúmulo de gordura ectópica em órgãos metabolicamente ativos (p. músculo, pâncreas e fígado), porém perturbações agudas no balanço energético (seja positivo ou negativo, por um período de 24-72 horas) podem afetar a ação da insulina, a função das células beta e o controle glicêmico antes mesmo de qualquer alteração no peso corporal ou ocorrer distribuição de gordura corporal. Por exemplo, um dia de superalimentação interrompe a homeostase da glicose por 24 horas e dois dias de restrição calórica melhora a ação da insulina. Da mesma forma, o exercício também pode levar a um balanço energético negativo e é uma intervenção muito potente que melhora prontamente a função metabólica e particularmente a sensibilidade à insulina, mesmo após apenas uma única sessão. No entanto, o grau de balanço energético negativo que precisa ser alcançado pela restrição calórica ou exercício para melhorar a ação da insulina e a função das células beta não é conhecido, e a relação dose-resposta entre balanço energético negativo e função metabólica permanece indefinida. Além disso, a eficácia comparativa da restrição calórica e do exercício na melhoria dos mecanismos que regulam a homeostase da glicose (i.e. sensibilidade à insulina e função das células beta) não foi adequadamente estudado. Um estudo descobriu que, para a mesma quantidade de perda de peso (8-9% do peso corporal inicial) induzida por uma dieta de baixa caloria ou exercício de resistência, o exercício causou uma maior redução na massa gorda, uma diminuição menor na massa muscular e levou a um maior aumento na eliminação de glicose mediada por insulina durante um clamp hiperinsulinêmico-euglicêmico (em ~ 30%) e uma maior redução na resposta total da insulina a um teste oral de tolerância à glicose (em ~ 2,5 vezes), em comparação com dieta combinada perda de peso induzida; embora essas diferenças não tenham alcançado significância estatística. Essas observações levantam a possibilidade de que, para o mesmo balanço energético negativo, o exercício pode ser mais eficaz do que a restrição calórica para melhorar a função metabólica; no entanto, esses achados são difíceis de interpretar em face das mudanças concomitantes mais favoráveis ​​na composição corporal e distribuição de gordura. Nenhum estudo avaliou diretamente os efeitos do mesmo balanço energético negativo agudo induzido por restrição calórica ou exercício aeróbico na função metabólica.

Consequentemente, uma melhor compreensão dos efeitos da restrição calórica e do exercício na sensibilidade à insulina, na função das células beta e no controle glicêmico diário terá implicações importantes para o projeto de intervenções eficazes no estilo de vida voltadas para a prevenção ou controle do diabetes tipo 2. Para isso, este estudo tem como objetivo testar as seguintes hipóteses:

Hipótese 1: Supõe-se que um único dia de balanço energético negativo induzido pela restrição calórica melhora a tolerância à glicose intravenosa devido à melhora da função das células beta sem alterações na sensibilidade à insulina. Os pesquisadores ainda levantam a hipótese de que esse efeito requer um balanço energético negativo de 20% e não melhora ainda mais com maior restrição de energia (40%).

Hipótese 2: Supõe-se que um único dia de balanço energético negativo induzido por exercício aeróbico melhora a tolerância à glicose intravenosa devido à melhora da sensibilidade à insulina sem alterações na função das células beta. Os investigadores levantam a hipótese de que esse efeito requer 20% de balanço energético negativo e melhora ainda mais com maior restrição de energia (40%).

Hipótese 3: Supõe-se que, em qualquer nível de balanço energético negativo (20% ou 40%), a restrição calórica tem um efeito maior do que o exercício aeróbico na função das células beta, enquanto o exercício aeróbico tem um efeito maior do que a restrição calórica na insulina sensibilidade.