Forskning om effekterna av akut konsumtion av nötter hos feta diabetiker (REACT-NUT)

Fetma är en multifaktoriell sjukdom där ansamling av överskott av kroppsfett leder till negativa hälsoeffekter. Det anses vara ett globalt folkhälsoproblem, främst på grund av dess samband med en ökad risk att utveckla andra icke-smittsamma kroniska sjukdomar (NCD). I Brasilien uppskattar man att en fjärdedel av befolkningen är överviktiga, vilket gör det till en viktig riskfaktor för patologiskt åldrande.

Den primära orsaken till fetma är energiobalansen mellan konsumerade och förbrukade kalorier, och dess höga förekomst är förknippad med fysisk inaktivitet och stillasittande beteende. En balanserad kost, bestående av naturliga och minimalt bearbetade livsmedel, är känd för att vara avgörande för viktkontroll. Men i det aktuella scenariot har det skett en betydande ökning av konsumtionen av ultrabearbetade livsmedel och en minskning av intaget av naturliga och minimalt bearbetade livsmedel, vilket resulterat i en stor inverkan på förekomsten av fetma.

Fetma är en av de mest relevanta riskfaktorerna för typ 2-diabetes, en sjukdom som är allt vanligare över hela världen och som anses vara en av 2000-talets hälsokriser. Diabetes påverkar sjuklighet och dödlighet och är en viktig riskfaktor för stroke, njursvikt, hjärt-kärlsjukdomar, synförlust och neuropati. Icke-farmakologiska strategier för att kontrollera diabetes inkluderar vanligtvis näringsintervention, regelbunden fysisk aktivitet, rökavvänjning och bibehållande av en hälsosam kroppsvikt.

Akut intag av makronäringsämnen kan inducera negativa reaktioner även hos friska individer, vilket kan leda till kroniska effekter över tid. I detta sammanhang spelar intaget av en måltid med högt mättat fett (HSFM) en viktig roll, eftersom kronisk konsumtion av en HSFM är känd för att bidra till utvecklingen av fetma, typ 2-diabetes, cancer och hjärt- och kärlsjukdomar, samt förvärra kronisk inflammation inducerad av insulinresistens och övervikt. Dessutom visar studier att HSFM också kan inducera metabolisk endotoxemi och modulera profiler av cirkulerande mikroRNA. MikroRNA är icke-kodande RNA-molekyler cirka 22 nukleotider långa som reglerar genuttryck på post-transkriptionell nivå genom att bryta ned mRNA eller hämma translationen av målgener. Således kan mikroRNA bidra till de negativa effekterna av HSFM.

Med tanke på de skadliga hälsoeffekterna av HSFM har studier genomförts med akut tillskott av livsmedel med antiinflammatoriska och antioxidantegenskaper, såsom apelsinjuice och grönt te, för att minimera de negativa effekterna av ohälsosam kost. En studie utförd av vår forskargrupp visade att akut tillskott av grönt te hämmade uttrycket av 62 mikroRNA inducerat av HSFM-intag. Bioinformatikanalys visade att dessa mikroRNA reglerade gener associerade med TGF-beta-, CARM1-, RSK- och BMP-vägar. Att identifiera dessa miRNA och deras molekylära vägar kan öka förståelsen för fördelarna med kostföreningar i hälsa och sjukdom.

Regelbunden valnötskonsumtion (Juglans regia) är associerad med bättre kardiovaskulär hälsa och insulinsvar, potentiellt på grund av reglering av insulinsvar genom att minska aktiviteten hos kolhydratsmältande enzymer. Litteraturen om effekterna av valnötter på inflammatoriska och antioxidantsvar är dock fortfarande begränsad och ofullständig. Dessutom finns det ett begränsat antal studier som undersöker de akuta effekterna av valnötter, med vissa bevis på positiva svar. I detta avseende har postprandial dämpning av insulinresistens, förbättrad endotelfunktion, oxidativ stress och mättnad påvisats i vissa, men inte alla, studier. Intressant nog, Torabian et al. observerade att akut valnötskonsumtion ökade plasmakoncentrationerna av polyfenoler, förbättrad total antioxidantkapacitet och minskad plasmalipidperoxidation.

Förutom de begränsade bevisen om de akuta effekterna av valnötter, har deras effekter i samband med HSFM på metabolomiska och mikroRNA-profiler ännu inte studerats. Metabolomics definierades initialt som den kvantitativa mätningen av det dynamiska multiparametriska metaboliska svaret från levande system på fysiopatologiska stimuli eller genetisk modifiering. Således återspeglar det direkt fenotypen av ett visst biologiskt system på molekylär metabolisk nivå, vilket möjliggör detektering av förändringar i tidigare okända, okarakteriserade eller sällan rapporterade metaboliter. Därför kan metabolomik generera viktig kunskap om valnötternas mekanismer för att förebygga och behandla sjukdomar. Detsamma gäller studiet av mikroRNA, som kan hjälpa till att identifiera intracellulära vägar relaterade till de fördelaktiga effekterna av valnötskonsumtion.

Mot bakgrund av detta kommer denna studie att generera nya bevis angående de akuta effekterna av valnötter för att mildra de negativa effekterna av HSFM. Att mildra de negativa effekterna av HSFM kan dessutom ge betydande fördelar, särskilt för patienter med insulinresistens, såsom överviktiga och diabetiker.

För att utvärdera om akut valnötstillskott (Juglans regia) dämpar inflammatoriska markörer, oxidativ stress, metabolomik och cirkulerande mikroRNA inducerade av HSFM hos överviktiga och diabetiska kvinnor.

Projektet har godkänts av den etiska kommittén vid Medicinska fakulteten i Botucatu. Studien kommer att vara randomiserad och crossover, inklusive kvinnor med fetma (kroppsmassaindex [BMI] ≥ 30) och icke-insulinberoende diabetes över 18 år, rekryterade under polikliniska konsultationer vid Botucatu-medicinska fakulteten. Uteslutningskriterierna kommer att inkludera: användning av kosttillskott, användning av kortikosteroider under de senaste 3 månaderna, cancer, hjärtsvikt, njursjukdom, leversjukdom, lungsjukdom, neurologiska sjukdomar, allergi mot någon komponent i HSFM eller valnötter, och vanligt valnötskonsumtion (≤3 gånger per vecka) under den senaste månaden.

Provstorleken uppskattades baserat på en tidigare studie som visade en 60% minskning av IL-6-nivåerna efter HSFM-måltider associerade med apelsinjuice jämfört med kontrollgruppen (utan apelsinjuice). Med tanke på denna minskning, ett typ 1-fel på 5 % och en styrka på 90 %, kommer denna studie att omfatta 15 individer.

Patienter som undertecknar Informed Consent Form (ICF) kommer att utvärderas vid två tidpunkter, åtskilda av en minsta tvättperiod på en vecka. I det första mötet, efter 10 timmars fasta, kommer HSFM att erbjudas med eller utan 30g valnötter. I den andra kommer villkoret att bytas ut. Denna valnötsdosering hänvisar till den dagliga konsumtionsrekommendationen för nötter som föreslås av olika kostråd. Enkel randomisering kommer att utföras av en sjuksköterska som inte är involverad i forskningen. HSFM kommer att tillhandahållas på sjukhusets poliklinik, och patienterna kommer att behöva konsumera hela måltiden och alla valnötter. Under studieprotokollet kommer patienter att rådas att undvika valnötskonsumtion i 2 veckor före det första studiebesöket.

Blodprover kommer att tas vid tidpunkterna 0 (direkt före måltiden), 15 min, 30 min, 60 min och 150 min efter interventionerna. Seruminsulin och glukos kommer att mätas vid tidpunkterna 0 till 60 minuter, medan serumbiomarkörer för inflammation, oxidativ stress, cirkulerande mikroRNA och metabolomik kommer att mätas vid tidpunkterna 0 och 150 minuter. Dessutom kommer utredarna att bedöma mättnad med hjälp av en visuell analog skala (VAS) vid alla tidpunkter efter måltiden.

Metabolomisk analys Analyserna kommer att utföras med vätskekromatografi på ett Thermo Dionex Ultimate 3000-system kopplat till en högupplöst och noggrann massa Thermo QExactive Plus masspektrometer med elektrosprayjonisering som fungerar i både positiva och negativa analyslägen.

Analys av cirkulerande mikroRNA Efter extraktion av RNA kommer utredarna att använda den mänskliga miRNA-arrayen 4.0 Affymetrix GeneChip® (ThermoFisher Scientific), enligt tillverkarens instruktioner. Denna array innehåller 2 578 uppsättningar av sönder för mogna humana miRNA och 2 025 uppsättningar av sönder för humana pre-miRNA (stam-loop). Prober för att detektera närvaron av snoRNA och scaRNA (totalt 1 996) ingår också i denna array. GeneChips kommer att skannas med Affymetrix GeneChip G3000 7G-skanner, inställd för att fånga signalintensiteter för miRNA. Den råa intensitetsdatan kommer att importeras till Affymetrix Expression Console (v1.4.1.46) för signalförbearbetning, vilket inkluderar bakgrundskorrigering med den robusta multi-array average (RMA)-algoritmen, medianpoleringssammanfattning av sonder för att erhålla signalvärden och kvantilnormalisering över flera matriser. Ett detektionsanrop för styrkan på miRNA-signalen kommer att utföras med hjälp av Affymetrix "Detection Above Background" (DABG) algoritm, som genererar ett p-värde för varje signal över bakgrundssannolikhet. Denna metod följer det rekommenderade protokollet från tillverkaren. Analyserna kommer att genomföras på Monash i Hudson Genomics.

Statistisk analys Data kommer att presenteras som medelvärde och standardavvikelse vid normalfördelning, median och 25-75 % percentiler när de inte är normalfördelade, eller som procent. För att jämföra de två grupperna (med och utan nötter) kommer utredarna att använda Students t-test för normalfördelade data, Mann-Whitney-testet för icke-normalfördelade data och Chi-kvadrattestet för jämförelse av kategoriska variabler. Dessutom kommer utredarna att tillämpa generaliserade skattningsekvationer (GEE) för att bedöma upprepade åtgärder. Dataanalyser kommer att utföras med JAMOVI v 2.3.21, med en signifikansnivå satt till 5 %.