Влияние реактивной гипогликемии на познание в более ранних или более поздних хронотипах (GlyCoBrainI2)

Исследования у молодых людей указывают на благотворное влияние завтрака с низким уровнем GI на когнитивные результаты. Мета-анализ 17 исследований выявил преимущества завтрака с низкой гликемической нагрузкой на немедленной словесной памяти только в поздний постпрандиальный период. Метаанализ не сообщал об общем влиянии на внимание к взрослым, но предполагает преимущества внимания у детей, подростков и молодых людей. Механизмы, объясняющие зависящие от времени преимущества завтрака с низкой гликемической нагрузкой (GL), не до конца понятны. Предоставление глюкозы в мозг в настоящее время обсуждается как центральный механизм, связывающий еду GI/GL с познанием. Как правило, глюкоза требуется для когнитивных усилий, о чем свидетельствуют снижение местных концентраций внеклеточной глюкозы в области активированной области мозга. Ключевой нейротрансмиттер синтез в мозге нуждается в глюкозе. Метаболизм глюкозы может влиять на память посредством использования триптофана и концентрации серотонина. В целом, эффект, повышающий память глюкозы, может потребовать относительно постоянного уровня глюкозы в крови в мозге, а не высокого количества глюкозы как таковой. Следовательно, в то время как продукты высокого желудка вызывают временное увеличение уровня глюкозы в крови, продукты с низким содержанием GI приведут к более устойчивому и более длительному обеспечению глюкозы. Поздняя постпрандиальная фаза, когда когнитивные преимущества приема пищи с низким GI/GL являются наиболее заметными, совпадает с временем после реактивной гипогликемии после приема пищи с высоким GI. Чтобы распутать влияние диетического желудочно -кишечного тракта и реактивной гипогликемии, целесообразно исследовать напитки, такие как фруктовые соки - характеризуется низким GI, но в то же время известно, что вызывает реактивную гипогликемию еще более раннюю постпрандиссуар. Соответственно, также вредное воздействие на познание должно проявляться ранее, как наблюдалось для завтрака с высоким GI. Поскольку недавняя работа предполагает, что может быть оптимальный диапазон глюкозы в крови для когнитивных характеристик, и что этот оптимальный диапазон может отличаться в зависимости от когнитивного домена, непрерывный мониторинг глюкозы следует использовать в дополнение к обычным точкам измерения непосредственно перед когнитивным тестом. Тем не менее, преимущества низкого завтрака GI/GL для когнитивной функции также наблюдались без различий в уровнях глюкозы в крови. Это может быть связано с остроучтенной чувствительностью к инсулину после пищи и/или более низким уровнем кортизола, вызванным приемами с низким содержанием GI. Соответственно, сопутствующие исследования всех трех факторов, то есть уровни глюкозы, инсулина и кортизола, кажутся необходимыми для распутывания потенциальных механизмов. Вышеупомянутый мета-анализ также обнаружил большие преимущества для людей с лучшей толерантностью к глюкозе, хотя возраст может смешать это. Исследования показывают, что молодые люди с более низкой толерантностью к глюкозе, даже в здоровом диапазоне, могут быть более уязвимыми для этих эффектов. В то время как толерантность к глюкозе следует за циркадным ритмом, будучи самым низким вечером из-за снижения функции β-клеток поджелудочной железы и инсулиновой реакции, циркадного смещения среди молодых людей с более поздними хронотипами-и может также нарушать толерантность к глюкозе, даже на завтрак, из-за снижения чувствительности к инсулине. Это смещение, часто вызванное социальным джетлагом, было связано с ожирением, диабетом 2 типа, более высоким уровнем глюкозы в крови, уровнями HBA1C и повышенным риском депрессии. Остается неясным, являются ли люди с более поздними хронотипами более восприимчивыми к реактивной гипогликемии после завтрака.

Гипотеза

1. Реактивная гипогликемия в ответ на напиток с низким GI ухудшает память и внимание после ок. 90 минут
2. Реактивная гипогликемия после потребления напитков с низким уровнем GI более выражена у здоровых людей с более поздним хронотипом
3. Неблагоприятный эффект от реактивной гипогликемии, вызванной на завтраку с низким GI на память и внимание, особенно очевидно у тех, кто с более поздним хронотипом направлен на то, что это исследование питания направлено на изучение того, как напитки с низким содержанием GI вызывают реактивную гипогликемию и ее влияние на память и внимание после еды в постпрандиальной фазе. Мы стремимся изучить эффекты хронотипа в двух образцах студентов: те, которые с более ранними и более поздними хронотипами. Кроме того, в нашем исследовании исследуется актуальность хронотипа для постпрандиального курса глюкозы (включая возникновение реактивных гипогликемий) уровня инсулина и кортизола.

Методология

Участники здоровые, немецкоязычные студенты в университете Падерборн (ранний или поздний хронотип)

Расчет размера выборки:

Мы основываем наш расчет размера выборки на разнице в непосредственной памяти, а исследование лучше всего оценило с точки зрения качества в мета-анализе. Учитывая стандартное отклонение 3,6 и 4,3 в обеих группах и стандартизированную среднюю разницу в 0,31 для людей с лучшей толерантностью к глюкозе (соответствующая средней разнице 1,12), мы требуем 44 участника в наименьшей подгруппе с данной силой 80% и альфа 0,05, учитывая корреляцию 0,8 между обеими измерениями (рассчитываемые с помощью стату. 17.0). Мы предполагаем, что 66% приглашенных студентов будут участвовать и 75% из них завершат исследование. Следовательно, чтобы иметь полный набор данных из 88 человек (44 с ранним хронотипом и 44 с поздним хронотипом), завершив испытание, 117 необходимо запустить испытание, и 177 человек должны быть приглашены из обсервационного исследования Glycobrain, в котором набрали 356 студентов из Университета Падерборн и провели скрининг хронотипа через MCTQ. Оба образца хронотипа имеют одинаковое распределение пола.

Оба образца будут приглашены для участия в перекрестном испытании питания, за исключением курильщиков, сменных работников или путешественников> 2 часовых поясов за последние 3 месяца и лиц, принимающих метилфенидат или мелатонин. Студенты будут участвовать в 2 тестах на завтрак, каждый из которых после ночного быстрого в 8 часов утра будет проходить более 2 недель, включая 1 неделю вымывания. Участники будут назначены случайным образом одной из двух групп последовательностей, различающихся только в последовательности вмешательства (напиток Isomaltulose®, напиток с глюкозо-фруктузой-икрозой или напиток с фруктозой-фруктузой, Isomaltulose® Beverage). Списки рандомизации предоставляются внешним статистическим советником из Университета Эсбьерга, стратифицированного по полу и хронотипам. Рандомизированный список был сгенерирован для 4 групп, каждая из которых с 30 слотами с использованием подхода к рандомизации блока. Рандомизация была выполнена с использованием STATA с 5 блоками, обеспечивая баланс между группами.

Участники получат два разных простых завтрака для напитков:

1. Напители с низким GI, вызывающим реактивную гипогликемию («напиток глюкозо-фруктузо-икрозы»), состоящая из 75 г глюкозо-фруктозы-сукрозы, растворенной в 500 мл водопроводной воды
2. Индуцирование напитков с низким GI без реактивной гипогликемии («Isomaltulose® Beverage»), состоящая из 75 г изомальтолозы, растворенной в водопроводной воде 500 мл

Вмешательство следует за 2-недельным графиком:

Неделя 1: Участники приглашаются на дни препарата 1 (пятница), в течение которого венозное образец крови с венозной головкой для определения липидов натощак, с высокой чувствительностью-C-реактивным белком, аланиновой аминотрансферазой и гамма-глютамилтрансферазы для метаболической характеристики рекрутированных участников. Чтобы подтвердить ранее определенный хронотип в обсервационном исследовании Glycobrain, хронотип участников будет снова оцениваться с использованием анкеты мюнхенского хронотипа. (McTQ, © Roenneberg and Colakers, 2003). Состав тела будет переоценен с помощью анализа биоимпедансов (MBCA 515, SECA, Германия) для оценки индивидуального процента жира в организме, мышечной массы, общей воды для тела и внеклеточной воды. В массе тела будет измерена с использованием анализатора состава медицинского тела (MBCA). Высота тела будет измерена с использованием ультразвуковой измерительной станции (SECA 287 дБ). Окружность талии будет измерена в средней точке между нижней грудной клеткой и бедренной костью обнаженной верхней части тела.

Непрерывный мониторинг глюкозы (CGM, G7, Dexcom, Inc., Сан -Диего, Калифорния) активируется, и для измерения условий движения и бодрствования будет использоваться акселерометр (также позволяя подтвердить хронотип). Стандартизированное вечернее питание будет предоставлено для употребления вечером перед вмешательством, чтобы избежать вторичных эффектов приема пищи, например, вызвано потреблением пульса. Участникам будет предложено провести тренировку на батареи познания (см. Ниже).

Фактическое вмешательство начинается через три -пять дней в 8 часов утра, каждый день работает следующим образом:

• Пояс сердечного ритма для измерения изменчивости сердечного ритма в сочетании с часами Unite Fitness (Polar Electro, Финляндия).
• Минимальные инвазивные образцы капиллярной крови, собранные в -40, 30, 80 и 140 минутами (по отношению к моменту употребления напитка) будут использоваться для определения уровней глюкозы и инсулина
• Неинвазивно образцы кортизола из слюны при -40, 80 и 140 минут
• Непрерывные измерения глюкозы
• Тест на познание на -30, 90 и 150 минут
• Завтрак на напиток, включая либо глюкозо-фруктозную-сакрозу, либо изомальтозу, чтобы быть пьяными в момент времени 0, то есть 09:00 утра.
• Другие измерения: аппетит, жажда и настроение будут оцениваться в -40, 30, 80 и 140 минутами каждый, используя проверенный визуальный аналоговый шкал
• Удаление всех устройств и предоставление добровольного завтрака за 180 минут уровня глюкозы будет непосредственно определено с использованием анализатора глюкозы глюкозы 201 RT (Hemocue AB, Швеция). Концентрация инсулина в плазме и концентрация кортизола в слюне будут определяться с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) с использованием набора из IBL/Tecan.

Неделя 2: Опять же, участники повторяют день приготовления, как и раньше (день 2), за исключением измерений BIA, MCTQ и венозной крови. Затем вмешательство продолжается через 3-5 дней после дня подготовки после той же шкалы времени, что и в день вмешательства 1.

Ожидается, что оценка тестов познания с использованием тестовой батареи будет длиться примерно 25 минут каждый раз. Тесты будут включать набор тестов, разработанных Институтом ALA Bochum, который был применен в наших предыдущих исследованиях.

• (Задержка) Тест на устную память (способность правильно вспомнить в общей сложности 30 слов (отзыв) и через 20 минут (отсроченное отзыв)))
• Визуально-пространственная кратковременная тест рабочей памяти (эквивалент теста на постукивание Corsi Block, то есть нажатие последовательности до девяти идентичных пространственно разделенных блоков, последовательно увеличивая сложность по количеству представленных блоков).
• Тест селективного и устойчивого внимания и скорости визуального сканирования (модифицированная версия теста D2, во время которого будут оценены специфические для реакции признаки в серии представленных признаков)
• Тест пространственного внимания и способностей к переключению между двумя разными задачами (альтернативная версия задачи по созданию следа)
• Тест тонической бдительности (простая проверка времени реакции)
• Тест ингибирования, то есть способность ингибировать преподобный ответ, используя задачу фланга. В каждом испытании участники будут представлены три суперпозированных треугольника. Верхние и нижние треугольники (фланки) будут указывать в том же направлении, но независимо от среднего треугольника (цель). Во время испытаний без движения круг заменяет цель. Предполагается, что участники будут нажимать на кнопки влево или вправо в соответствии с направлением цели или не реагировать в случае неэтапного состояния. Каждое испытание будет классифицировано как совместимое, несовместимое холм или бездействие.
• Фиктивное испытание, чтобы гарантировать, что отсроченное отзыв начинается ровно через 20 минут после немедленного отзыва

Статистический анализ многоуровневых регрессионных моделей будет использоваться для оценки влияния вмешательств на немедленную вербальную память через 90 минут. Идентичные модели будут использоваться для других когнитивных результатов. Взаимодействие между эффектом вмешательства и хронотипом будет проверено, и будут проведены стратифицированный анализ, основанный на хронотипе. Дальнейший анализ будет учитывать чувствительность инсулина и другие факторы, такие как кортизол, аппетит, жажда и/или настроение, чтобы выяснить, можно ли частично объяснить наблюдаемые эффекты. Многоуровневый регрессионный анализ с повторными измерениями оценит актуальность хронотипа для реактивной гипогликемии.