Effekt av kostglykemiskt index på beta-cellsfunktion (GIdiet)

Typ 2-diabetes är ett stort hälsoproblem i USA som påverkar miljontals människor. Det orsakas av att betacellerna i bukspottkörteln inte utsöndrar tillräckligt med insulin, vilket resulterar i höga blodsockernivåer. Personer med nedsatt glukostolerans (IGT) och nedsatt fasteglukos har förhöjda glukosnivåer och löper ökad risk att utvecklas till typ 2-diabetes. De långsiktiga målen för denna forskning är att bättre förstå de faktorer som bidrar till förlust av beta-cellsfunktion och försämrad insulinsekretion. Höga glukosnivåer har visat sig försämra betacellernas funktion genom att orsaka oxidativ stress, och oscillerande höga glukosnivåer ökar oxidativ stress ännu mer än kontinuerligt högt glukosvärde. Dieter som innehåller livsmedel med ett högt glykemiskt index (GI) ökar den glykemiska belastningen (GL) i kosten och post-prandiala glukosnivåer. Därför kan dieter med hög GL (HGL) vara potentiellt skadlig för betacellen genom att öka glukosfluktuationer och oxidativ stress. Omvänt kan dieter med låg GL (LGL) vara fördelaktiga. Studien utforskar hypotesen att ökad glykemisk variabilitet resulterar i ökad oxidativ stress och därigenom förvärrar betacelldysfunktion hos personer med pre-diabetes.

Specifikt mål 1: Avgöra om en HGL-diet förvärras och en LGL-diet förbättrar betacellernas funktion jämfört med en baslinjekontrolldiet hos försökspersoner med pre-diabetes.

Specifikt mål 2: Bestäm om ökad glykemisk variabilitet på HGL-dieten är associerad med minskad betacellsfunktion och omvänt om minskad glykemisk variabilitet på LGL-dieten är associerad med förbättrad betacellsfunktion hos patienter med pre-diabetes.

Specifikt mål 3: Bestäm om oxidativ stress inducerad av en HGL-diet förmedlar minskningar i beta-cellsfunktion genom att bestämma om 1) systemiska markörer för oxidativ stress är associerade med beta-cellsfunktion; 2) om sambandet mellan glykemisk variabilitet och betacellsfunktion åtminstone delvis förklaras av oxidativ stress; och 3) antioxidanten N-acetylcystein (NAC) förhindrar minskningar av betacellernas funktion på en HGL-diet.

Studiedesign: Studien kommer att vara en randomiserad, parallelldesignad matningsstudie på män och kvinnor med pre-diabetes. Försökspersoner kommer att slumpmässigt tilldelas en av tre separata armar (n=20/arm): 1) 4 veckor på en LGL-diet (GI<35); 2) 4 veckor på en HGL-diet (GI>70) + placebo två gånger dagligen; eller 3) 4 veckor på en HGL-diet (GI>70) + NAC 1200 mg två gånger dagligen. Försökspersoner kommer att studeras efter en 2 veckors baslinjediet med en måttlig glykemisk belastning (GI 55-58) för jämförelse och alla dieter kommer att vara viktstabila med samma makronäringsämnessammansättning (55% kolhydrat/30% fett/15% protein). Beta-cellsfunktion kommer att bedömas genom både ett intravenöst glukostoleranstest som ofta tas och ett måltidstest. Glykemisk variabilitet kommer att bedömas av ett kontinuerligt glukosövervakningssystem och glykemisk kontroll med fruktosamin. Markörer för oxidativ stress kommer att mätas.