Влияние периодической гипоксии на гликемический контроль

За последние 100 лет сердечно-сосудистые заболевания были основной причиной смертности в Соединенных Штатах. Старение населения, растущий уровень ожирения и преобладание малоподвижного образа жизни способствуют росту заболеваемости диабетом 2 типа, одним из основных модифицируемых факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний. В настоящее время прогнозируется, что к 2050 году у каждого третьего взрослого человека разовьется диабет, а это означает, что у большого процента населения будет высокий риск сердечно-сосудистых заболеваний, наиболее распространенной причины смерти пациентов с диабетом 2 типа. Хотя физические упражнения снижают резистентность к инсулину и повышенный уровень глюкозы, связанный с диабетом 2 типа, только 28% взрослого населения с диабетом соблюдают рекомендации по физической активности. Таким образом, наша общая цель состоит в том, чтобы определить альтернативное, нефармакологическое вмешательство, которое предотвращает развитие диабета 2 типа у людей с преддиабетом и лечит резистентность к инсулину и гипергликемию у пациентов, у которых уже диагностирован диабет 2 типа.

Нобелевская премия по физиологии недавно была присуждена ученым, которые заложили основу для нашего понимания того, как различные уровни кислорода влияют на клеточный метаболизм, что проложило путь к многообещающим новым стратегиям борьбы с болезнями. Вдыхание низкого уровня кислорода или гипоксия стимулирует поглощение глюкозы скелетными мышцами посредством 5'-аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы (AMPK), того же сигнального пути, что и сокращение мышц, которое действует независимо от действия инсулина. Таким образом, непосредственно перед проведением 4-часового внутривенного глюкозотолерантного теста больные СД 2 типа подвергались либо нормоксии, либо непрерывной гипоксии в течение 60 мин (доля вдыхаемого кислорода ~0,15, сатурация артериального кислорода 92%). Гипоксия снижала уровень глюкозы в крови и не влияла на концентрацию инсулина, поэтому было высказано предположение, что улучшение гликемического контроля обусловлено активацией пути AMPK в сочетании с улучшением чувствительности к инсулину. Аналогичным образом, однократное воздействие интермиттирующей гипоксии, состоящее из 6 мин при фракции вдыхаемого кислорода 0,13, чередующееся с 6 мин нормоксии в течение 1 ч, улучшало гликемический контроль у больных СД 2 типа. В частности, наблюдалось большее снижение уровня глюкозы, измеренное сразу после периодической гипоксии, а повышение уровня глюкозы после еды было ослаблено после периодической гипоксии по сравнению с группой плацебо. Снижение уровня глюкозы также наблюдалось после однократного сеанса периодической гипоксии, состоящего из коротких циклов десатурации и ресатурации для поддержания насыщения артериальной крови кислородом на уровне 80% в течение примерно 70 минут, у лиц с избыточным весом и ожирением с нормальным исходным уровнем глюкозы.

Конкретная цель этого исследовательского проекта — определить, снижает ли воздействие периодической гипоксии во время перорального теста на толерантность к глюкозе повышение уровня глюкозы у здоровых людей, людей с преддиабетом и пациентов с диабетом 2 типа. Предполагается, что воздействие периодической гипоксии будет ослаблять повышение уровня глюкозы в ответ на пероральный глюкозотолерантный тест у здоровых людей, лиц с предиабетом и пациентов с диабетом 2 типа.