Efeitos da hipoglicemia reativa na cognição em cronotipos anteriores ou posteriores (GlyCoBrainI2)

Estudos em adultos jovens indicam efeitos benéficos de um café da manhã com baixo IG no desempenho cognitivo. Uma metanálise de 17 estudos revelou os benefícios de um café da manhã de baixa carga glicêmica em memória verbal imediata apenas no período pós-prandial tardio. A metanálise não relatou nenhum efeito geral na atenção em adultos, mas sugere vantagens de atenção em crianças, adolescentes e adultos jovens. Os mecanismos que explicam os benefícios dependentes do tempo de um café da manhã com baixa carga glicêmica (GL) não são totalmente compreendidos. O fornecimento de glicose ao cérebro é atualmente discutido como um mecanismo central que liga a refeição GI/GL à cognição. Geralmente, a glicose é necessária para os esforços cognitivos, como evidenciado por diminuições nas concentrações locais de glicose extracelular na área do cérebro ativada. A síntese de neurotransmissores -chave no cérebro precisa de glicose. O metabolismo da glicose pode influenciar a memória através da utilização do triptofano e das concentrações de serotonina. No geral, o efeito que aumenta a memória da glicose pode exigir níveis de glicose no sangue relativamente constantes no cérebro, em vez de altas quantidades de glicose em si. Portanto, embora os alimentos GI altos provocem um aumento transitório nos níveis de glicose no sangue, os alimentos com baixa GI resultarão em uma provisão mais sustentada e duradoura de glicose. A fase pós-prandial tardia, quando os benefícios cognitivos das refeições com baixa GI/GL são mais perceptíveis, coincide com o tempo após a hipoglicemia reativa após uma refeição com alto IG. Para desembaraçar os efeitos da IG e hipoglicemia reativa, é prudente examinar bebidas como sucos de frutas - caracterizados por um IG baixo, mas conhecidos por induzir hipoglicemia reativa ainda mais cedo. Consequentemente, os efeitos prejudiciais na cognição devem se manifestar anteriormente, como observado para o café da manhã com alto IG. Como trabalhos recentes sugerem que pode haver uma faixa ideal de glicose no sangue para o desempenho cognitivo e que esse intervalo ideal pode diferir pelo domínio cognitivo, o monitoramento contínuo de glicose deve ser usado além dos pontos de medição convencionais diretamente antes do teste cognitivo. No entanto, os benefícios do café da manhã com baixa GI/GL para função cognitiva também foram observados sem diferenças nos níveis de glicose no sangue. Isso pode ser atribuído a uma sensibilidade pós-prandial de insulina agudamente melhorada e/ou níveis mais baixos de cortisol provocados por refeições com baixo IG. Consequentemente, os exames concomitantes de todos os três fatores, isto é, níveis de glicose, insulina e cortisol, parecem necessários para separar os mecanismos em potencial. A metanálise acima mencionada também encontrou maiores benefícios para indivíduos com melhor tolerância à glicose, embora a idade possa confundir isso. Estudos sugerem que os jovens adultos com menor tolerância à glicose, mesmo dentro da faixa saudável, podem ser mais vulneráveis ​​a esses efeitos. Enquanto a tolerância à glicose segue um ritmo circadiano, sendo mais baixo à noite devido à redução da função das células β pancreáticas e à resposta da insulina, o desalinhamento circadiano-comum entre adultos jovens com cronotipos posteriores também prejudica a tolerância à glicose, mesmo no café da manhã, devido à diminuição da sensibilidade à insulina. Esse desalinhamento, geralmente causado pelo jato social, tem sido associado à obesidade, diabetes tipo 2, glicose no sangue, níveis de HbA1c e um risco aumentado de depressão. Ainda não está claro se as pessoas com cronótipos posteriores são mais suscetíveis à hipoglicemia reativa após o café da manhã.

Hipótese

1. A hipoglicemia reativa em resposta a uma bebida com baixa GI prejudica a memória e a atenção após aprox. 90 minutos
2. A hipoglicemia reativa após o consumo de bebida com baixo IG é mais pronunciada em pessoas saudáveis ​​com um cronotipo posterior
3. O efeito adverso de um café da manhã com baixo-GI induzido por hipoglicemia reativa na memória e a atenção é particularmente evidente naqueles com cronotipo posterior AIM Este estudo de nutrição visa investigar como as bebidas com baixo IG induzem hipoglicemia reativa e seus efeitos na memória e atenção após as refeições na fase pós-prandial. Nosso objetivo é explorar os efeitos do cronotipo em duas amostras de estudantes: aqueles com cronotipos anteriores e posteriores. Além disso, nosso estudo investiga a relevância do cronotipo para o curso pós -prandial da glicose (incluindo a ocorrência de níveis de insulina e cortisol reativos) insulina e cortisol.

Metodologia

Participantes estudantes saudáveis ​​e de língua alemã na Universidade Paderborn (cronótipo inicial ou tardio)

Cálculo do tamanho da amostra:

Baseamos o cálculo do tamanho da amostra na diferença na memória imediata e o estudo classificado melhor em termos de qualidade na meta-análise. Dado um desvio padrão de 3,6 e 4,3 em ambos os grupos e uma diferença média padronizada de 0,31 para pessoas com uma melhor tolerância à glicose (correspondente à diferença média de 1,12), exigimos 44 participantes no menor subgrupo com uma determinada potência de 80% e alfa de 0,05, considerando uma correlação de 0,8 entre ambas as medições (calculadas com estatísticas. 17.0). Assumimos que 66% dos estudantes convidados participarão e que 75% deles concluirão o estudo. Portanto, para ter o conjunto completo de dados de 88 pessoas (44 com um cronotipo precoce e 44 com um cronotipo tardio) concluindo o estudo, 117 precisam iniciar o teste e 177 pessoas precisam ser convidadas do Glycobrain Observational Study, que recrutou 356 estudantes da Universidade Paderborn e examinou o Chronotype via MCTQ. Ambas as amostras de cronotipo têm igual distribuição sexual.

Ambas as amostras serão convidadas a participar do julgamento de nutrição crossover, excluindo fumantes, trabalhadores em mudança ou viajantes de> 2 fusos horários nos últimos 3 meses e pessoas que tomam metilfenidato ou melatonina. Os alunos participarão de 2 testes de cognição para o café da manhã, cada um após um jejum durante a noite às 8h, a serem levados ao longo de 2 semanas, incluindo 1 semana de lavagem. Os participantes serão atribuídos aleatoriamente a um dos dois grupos de sequência, diferindo apenas na sequência de intervenção (bebida isomaltulose®, bebida de glicose-frutose-sucrose ou bebida de glicose-frutose-sucrose, bebida isomaltulose®). As listas de randomização são fornecidas por um consultor estatístico externo da Universidade de Esbjerg estratificado por sexo e cronótipo. Uma lista randomizada foi gerada para 4 grupos, cada um com 30 slots, usando uma abordagem de randomização em bloco. A randomização foi realizada usando o STATA com 5 blocos, garantindo o equilíbrio entre os grupos.

Os participantes receberão dois café da manhã de bebidas simples diferentes:

1. Bebida com baixa GI causando hipoglicemia reativa ("bebida de glicose-frutose-sucrose") consistindo em uma mistura de 75 g de glicose-frutose-sucrose dissolvida em 500 ml de água da torneira
2. Bebida com baixo IG induzindo sem hipoglicemia reativa ("Beveragem isomaltulose®") consistindo de 75 g de isomaltose dissolvida em água da torneira de 500 ml

A intervenção segue uma programação de duas semanas:

Semana 1: Os participantes são convidados para a preparação do dia 1 (sexta-feira), durante a qual uma amostra de sangue em jejum venoso é coletada para determinar lipídios em jejum, proteína de alta sensibilidade-C-reativa, alanina aminotransferase e gama-glutamiltransferase para caracterizar metabolicamente os participantes recrutados. Para validar o cronotipo previamente determinado no estudo observacional do Glycobrain, o cronotipo dos participantes será avaliado novamente usando o questionário de cronotipo de Munique. (McTQ, © Roenneberg e colegas de trabalho, 2003). A composição corporal será reavaliada pela análise de bioimpedância (MBCA 515, SecA, Alemanha) para estimar porcentagens individuais de gordura corporal, massa muscular, água corporal total e água extracelular. O peso corporal será medido usando o analisador de composição do corpo médico (MBCA). A altura do corpo será medida usando uma estação de medição de ultrassom (SecA 287 dB). A circunferência da cintura será medida no ponto médio entre a caixa torácica inferior e o osso do quadril da parte superior do corpo exposto.

O monitoramento contínuo de glicose (CGM, G7, Dexcom, Inc., San Diego, CA) é ativado e um acelerômetro será usado para medir as condições de movimento e sono/vigília (permitindo também corroborar o cronotipo). Uma refeição noturna padronizada será fornecida para ser consumida à noite antes da intervenção para evitar efeitos secundários da refeição, por exemplo. causado pelo consumo de pulso. Os participantes serão solicitados a realizar uma sessão de treinamento sobre a bateria da cognição (veja abaixo).

A intervenção real começa três a cinco dias depois às 8h. Com todos os dias em execução da seguinte forma:

• Cinturão da frequência cardíaca para medir a variabilidade da frequência cardíaca em combinação com o relógio de fitness Unite (Polar Electro, Finlândia).
• Amostras mínimas de sangue capilar invasivo coletadas em -40, 30, 80 e 140 minutos (em relação ao ponto de tempo de beber a bebida) serão usadas para determinar os níveis de glicose e insulina
• Amostras de cortisol não invasivas da saliva a -40, 80 e 140 minutos
• Medições contínuas de glicose
• Teste de cognição em -30, 90 e 150 minutos
• Teste o café da manhã da bebida, incluindo glicose-frutose-sucrose ou isomaltulose, para estar bêbado no momento 0, ou seja, 09:00.
• Outras medições: apetite, sede e humor serão avaliados em -40, 30, 80 e 140 minutos cada um usando uma escala analógica visual validada
• A remoção de todos os dispositivos e o fornecimento de um café da manhã voluntário aos níveis de glicose de 180 minutos serão determinados diretamente usando o analisador de hemocue glicose 201 RT (Hemocue AB, Suécia). A concentração de insulina plasmática e a concentração de cortisol na saliva serão determinadas por um ensaio imunossorvente ligado à enzima (ELISA) usando um kit de IBL/Tecan.

Semana 2: Novamente, os participantes repetem o dia da preparação como antes (dia 2), exceto as medições da amostra de sangue BIA, MCTQ e venoso. A intervenção continua 3 a 5 dias após o dia da preparação após a mesma escala de tempo, como no dia 1 da intervenção.

A avaliação dos testes de cognição usando a bateria de teste deve durar aproximadamente 25 minutos no total a cada vez. Os testes incluirão um conjunto de testes desenvolvidos pelo Instituto ALA Bochum, que foi aplicado em nossos estudos anteriores.

• (Atrasado) Teste de memória verbal (capacidade de recordar corretamente um total de 30 palavras imediatamente (recall) e após 20 minutos (recall atrasado))
• Teste de memória de trabalho de curto prazo visual-espacial (um teste de toque de bloqueio corsi equivalente, isto é, tocando uma sequência de até nove blocos espacialmente separados espacialmente, aumentando sequencialmente a dificuldade pelo número de blocos apresentados).
• Teste de atenção seletiva e sustentada e velocidade de varredura visual (uma versão modificada do teste de atenção D2, durante o qual os sinais específicos da reação dentro de uma série de sinais apresentados serão avaliados)
• Teste de atenção espacial e habilidades de troca entre duas tarefas diferentes (versão alternativa da tarefa de fazer trilhas)
• Teste de alerta tônico (teste de tempo de reação simples)
• Teste de inibição, isto é, a capacidade de inibir uma resposta prepotente, usando uma tarefa de flanker. Em cada estudo, três triângulos sobrepostos serão apresentados aos participantes. Os triângulos superior e inferior (flankers) estarão apontando na mesma direção, mas independentes do triângulo médio (alvo). Durante os ensaios de NO-Go, um círculo substitui o alvo. Os participantes deverão pressionar os botões para a esquerda ou direita de acordo com a direção do alvo ou não reagir no caso de uma condição de não ir. Cada estudo será categorizado como Go Compatible-Go, Incompatible-Go ou No-Go.
• Um teste fictício para garantir que o recall tardado comece exatamente 20 minutos após a recuperação imediata

Análise estatística Os modelos de regressão multinível serão empregados para avaliar o efeito das intervenções na memória verbal imediata aos 90 minutos. Modelos idênticos serão usados ​​para os outros resultados cognitivos. As interações entre o efeito da intervenção e o cronotipo serão testadas e serão realizadas análises estratificadas com base no cronotipo. Análises posteriores explicarão a sensibilidade da insulina e outros fatores como cortisol, apetite, sede e/ou humor, para investigar se os efeitos observados poderiam ser parcialmente explicados por esses fatores. As análises de regressão multinível com medições repetidas avaliarão a relevância do cronotipo para a hipoglicemia reativa.