Glukos, hjärna och mikrobiota (IRONMET+CGM)

Ämnen och metoder:

A. Tvärsnittsstudie:

Patienter med fetma som tidigare schemalagts till Service of Endocrinology, Diabetes and Nutrition (UDEN) på sjukhuset "Dr. Josep Trueta" från Girona (Spanien) kommer att rekryteras och studeras. Försökspersoner utan fetma kommer också att rekryteras genom ett offentligt tillkännagivande.

En blodsockersensor kommer att implanteras i tio dagar, samt en aktivitets- och sömnspårare för att registrera fysisk aktivitet under denna tidsperiod. Interstitiell subkutan glukoskoncentration kommer att övervakas polikliniskt under en tidsperiod av 10 dagar i följd med hjälp av en glukossensor validerad av FDA (Dexcom G6 ®). Sensorn kommer att implanteras på dag 0 och går ut på dag 10 mitt på förmiddagen. Glukosregistreringar kommer företrädesvis att utvärderas på dagarna 2 till 9 för att undvika den fördom som orsakas av insättning och borttagning av sensorn, vilket förhindrar en tillräcklig stabilisering av övervakningssystemet. Det karakteristiska glykemiska mönstret för varje patient kommer att beräknas i genomsnitt från profilerna som erhålls dag 2 till 9.

I slutet av veckan kommer en magnetisk resonanstomografi att göras för att utvärdera järnhalten i hjärnan och parametrar för "Diffusion Tensor Imaging" i olika hjärnterritorier.

Kognitiva tester kommer att genomföras och avföring kommer att samlas in för att studera mikrobiotan.

Projektet kommer att genomföras i försökspersoner med fetma (20 män, 20 premenopausala kvinnor och 20 kvinnor postmenopausala, BMI > = 30kg/m2) och försökspersoner utan fetma, liknande ålder, kön och menopausal status (20 män, 20 premenopausala kvinnor och 20 postmenopausala kvinnor, BMI <30kg/m2).

B. Longitudinell studie:

Efter ett års uppföljning, där patienter med fetma kommer att genomgå konventionell behandling (hypokalorisk kost och råd om fysisk aktivitet) eller bariatrisk operation för viktminskning, kommer ett andra besök att genomföras.

Som jämförelse kommer samma protokoll för tvärsnittsstudien att göras igen. Se information ovan.

Datainsamling av ämnen i tvärsnitts- och longitudinella studier:

• Subsidiärdata: Ålder, kön och födelsedatum.
• Kliniska variabler: Vikt, längd, body mass index, midja och höftomkrets, midja-till-höft-förhållande, blodtryck (systoliskt och diastoliskt), fettmassa och fettfri massa (bioelektrisk impedans och DEXA), rökstatus, alkoholintag , register över vanliga läkemedel och register över anhöriga med fetma, diabetes och samsjukligheter.
• Laboratorievariabler: 15 cc blod kommer att extraheras från fastande försökspersoner för att fastställa följande variabler med de vanliga rutinteknikerna i det kliniska laboratoriet (hemogram, glukos, bilirubin, aspartataminotransferas (AST/GOT), alaninaminotransferas (ALT/GPT), gamma -glutamyltranspeptidas (GGT), urea, kreatinin, urinsyra, totala proteiner, albumin, totalkolesterol, HDL-kolesterol, LDL-kolesterol, triglycerider, glykerat hemoglobin (HbA1c), ferritin, löslig transferrinreceptor, ultrakänsligt C-reaktivt protein, erytrocyt , lipopolysackaridbindande protein, fritt tyroxin (fritt T4), sköldkörtelstimulerande hormon (TSH) och baslinjekortisol). Ytterligare 15 cc blod (plasma-EDTA) kommer att extraheras för ytterligare analyser.
• Samling av avföringsprov: Ett avföringsprov kommer att tillhandahållas från varje patient. Provet ska samlas in hemma eller på sjukhuset, skickas till laboratoriet inom 4 timmar från insamlingen, fragmenteras och förvaras vid -80ºC.
• Magnetisk resonanstomografi: Alla MRT-undersökningar kommer att utföras på en 1,5-T-skanner (Ingenia ®; Philips Medical Systems). Först kommer vätskeförsvagad inversionsåtervinning (FLAIR)-sekvens att användas för att utesluta försökspersoner med redan existerande hjärnskador. Hjärnans järnbelastning kommer att bedömas med hjälp av R2*-värden. T2*-relaxationsdata kommer att erhållas med en multi-eko gradient-ekosekvens med 10 ekon med lika mellanrum (första ekot=4,6ms; mellanekoavstånd=4,6ms; upprepningstid=1300ms). T2* kommer att beräknas genom att anpassa de enskilda exponentialtermerna till signalavklingningskurvorna för respektive multi-ekodata. R2*-värden kommer att beräknas som R2*=1/T2* och uttrycks som Hz. Dessutom kommer R2*-värden att omvandlas till μmol Fe/g-enheter som tidigare validerats på fantomtester. Hjärnjärnbilder från kontrollobjekt kommer att normaliseras till ett standardutrymme med hjälp av en mallbild för detta ändamål (EPI MNI-mall). Därefter kommer alla normaliserade bilder att beräknas i medeltal för bestämning av normal järnhalt. Normala värden (medelvärde och SD) kommer också att beräknas för anatomiska regioner av intresse med hjälp av olika atlasmasker, med hänsyn till eventuella skillnader mellan kön och ålder. Järnjämförelsen mellan kontroll- och överviktiga försökspersoner kommer att utföras med hjälp av voxel-baserad analys. Överviktiga bilder kommer att normaliseras till ett standardutrymme. Den normaliserade bilden kommer att jämföras med normalpopulationen med hjälp av t-testanalys med ålder och kön som kovariabler. Som ett resultat kommer en parametrisk karta att visa individuella skillnader i järnavsättning. Baserat på tidigare observationsstudier som visar ökad järnbelastning i hjärnan i vissa specifika regioner och bevis som tyder på förändringar i hippocampus och hypotalamus i samband med fetma och insulinresistens, kommer de statistiska analyserna och bildanalyserna att fokuseras på järnskillnader vid kaudat, lins, talamus, hypotalamus , hippocampus och amygdala.
• Neuropsykologisk undersökning: Allmän kognitiv funktion kommer att mätas med hjälp av deltesterna Vocabulary and Similarities från Wechsler Adult Intelligence Scale-III (WAIS-III); uppmärksamhet och arbetsminne genom deltestet Forward and Backward Digit Span i WAIS-II; minne med California Verbal Learning Test II; exekutiva funktioner genom Trail Making Test, Color-Word Stroop Test och verbalt flyt; humör med hjälp av Patient Health Questionnaire-9 och impulsiva beteenden med hjälp av Iowa Gambling Task.
• Mikrobiotasammansättning: mikrobiotasammansättningen kommer att analyseras enligt ett tidigare beskrivet protokoll. 16s rRNA qPCR och LPS-bindande protein i blodprover kommer att användas för detektion av bakteriell translokation.

Informationen kommer att förbli registrerad i en anteckningsbok och kommer att datoriseras i studiens databas.

Statistiska metoder:

Provstorlek: Det finns inga tidigare data som visar förväntade skillnader för uppskattning av provstorlek avseende glukosvariabilitet, fysisk aktivitet, sammansättning av tarmmikrobiota och kognitiv funktion. I en tidigare studie observerades skillnader i hjärnans järnhalt hos 20 överviktiga mot 20 icke-överviktiga försökspersoner. Således är den föreslagna urvalsstorleken minst 20 individer per grupp, med balanserad ålder och kön (pre- och postmenopausala kvinnor) representation.

Statistiska analyser: Först kommer normalfördelning och varianshomogenitet att testas. För att bestämma skillnader mellan studiegrupper kommer det att användas χ2 för kategoriska variabler, oparat Students t-test i normal kvantitativ och Mann-Whitney U-test för icke-normala kvantitativa variabler. Icke-parametrisk Spearman-analys kommer att användas för att bestämma korrelationen mellan kvantitativa variabler. Samma test kommer också att användas för att studera skillnader före och efter uppföljning. De signifikanta sambanden, vare sig de är positiva eller negativa, kommer att utforskas mer ingående (enkla och multivariata linjära regressionsanalyser).

Mikrobiotasammansättningen kommer att analyseras och jämföras med hjälp av HeatMaps, Principal Component Analysis (PCA) och PLSDA. För multivariat statistik (PLSDA och hierarkisk klustring) kommer variabler som omfattar morfologiska vävnadsegenskaper, tarmmikrobiota och funktionstest att logtransformeras, filtreras med interkvartilintervallsuppskattning och skalas med automatisk skalningsberäkning (medelcentrerad och dividerad med standardavvikelsen för varje variabel) genom att använda Metaboanalyst ® -plattformen, R ®-paketets ropls och MATLAB ® -skript. Alfa och beta biologisk mångfald kommer att jämföras utifrån fetma, insulinresistens och järnstatus. Det kommer också att användas SPSS ® statistisk programvara och Minitab ®.