可发酵碳水化合物对葡萄糖稳态的影响 (FermCarb)

标题 可发酵碳水化合物对 DMT2 高危人群体重管理和血糖控制的影响

目的 评估可发酵碳水化合物对糖尿病前期受试者的影响：

1. 食欲调节
2. 葡萄糖稳态和 B 细胞功能
3. 体重减轻和身体成分的变化
4. 减肥保养
5. 氧化应激的标志物

设计 调查人员计划进行 3 项调查。 研究 1 和 2 是随机交叉对照试验，为期 14 天，补充 30g 菊粉（可发酵碳水化合物）或纤维素（不可发酵碳水化合物）对照，首先描述食欲调节和葡萄糖稳态背后的生理学和机制。 研究 3 是体重减轻后保持体重的随机对照平行研究，以评估可发酵碳水化合物降低 T2DM 风险的功效。

人口 患有糖尿病前期的超重和肥胖男性或女性。

治疗 在所有 3 项研究中，治疗组的参与者将每天服用 3 次菊粉（每日总剂量：30 克）。 在所有 3 项调查中，安慰剂组的参与者将每天服用 3 次纤维素（每日总剂量：30 克）。

持续时间 调查 1 将持续 16 周。 调查 2 将持续 18 周。 调查 3 将持续 18 周。

背景

2 型糖尿病 (DMT2) 在英国和全世界都是一个主要的健康问题。 在英国，DMT2 患病率的增加与肥胖患病率的增加密切相关，据估计，每增加一公斤体重，患糖尿病的风险就会增加 4.5-9% (1)。糖尿病前期也与体重增加有关，是 T2DM 发展的关键步骤。

糖尿病前期也会增加患心血管疾病的风险。 人们认为这是由于糖尿病前期状态下的高血糖和血糖变异性所致。 高血糖和血糖变异性都与氧化应激有关。 据推测，氧化应激会导致内皮损伤，从而导致心血管疾病。 高血糖和血糖变异性的降低可能导致氧化应激的降低。

许多肠道激素 - 在生理上响应食物而释放 - 已被证明可以有效抑制人类食欲并抑制食物摄入和葡萄糖稳态 (2)。 这些肠道激素中的两种，胰高血糖素样肽 1 (GLP-1) 和肽 YY (PYY) 从结肠中的神经内分泌 L 细胞释放，并且对动物和人类具有明显的食欲抑制作用 (3-6)。 GLP-1 还通过刺激胰腺 B 细胞以葡萄糖依赖性方式分泌胰岛素来改善血糖控制，抑制胰高血糖素释放并减少肝葡萄糖输出 (7-9)。 用 GLP-1 激动剂长期治疗已被证明会导致人类体重显着减轻 (10)。

我们自己和其他人在啮齿动物身上的研究表明，膳食可发酵碳水化合物 (FCHO) 可以显着增加循环 PYY 和 GLP-1 水平，同时抑制下丘脑的食欲中枢 (11-12)。 这会导致下半身脂肪和腹部脂肪减少，但对体重没有总体影响；然而，由于腹部脂肪是糖尿病的重要心血管危险因素，因此这种影响可能有利于健康 (13-14)。 在人类中，有许多短期研究报告称食用 FCHO 后饱腹感增加 (15-16)，一项为期一年的儿童食用 FCHO 菊糖研究显示与对照组相比体重显着减轻 (17)。 FCHO 还被证明可以增加胰岛素敏感性，降低餐后血糖水平并增强患有和不患有糖尿病的超重受试者的脂质氧化 (18,19)，这些作用可能由 FCHO 诱导的 GLP-1 增加介导（GLP- 1 在这些研究中没有测量）。 即使健康受试者短期食用 FCHO 也会对血糖控制产生类似的影响 (20)。

学习规划

在所有 3 项调查中，菊粉将用作 FCHO 补充剂。 菊粉对小肠没有已知的影响，在大肠中完全发酵。 因此，菊粉非常适合研究大肠发酵对人类食欲、血糖控制和体重维持的影响。 测试

筛选程序

1. 电话筛选将确定该队列中符合以下初始筛选标准的成员：

   18 岁以上的成年人，没有重大代谢疾病（包括糖尿病）的参与者，没有已知/诊断的胃肠道问题，例如炎症性肠病、肠易激综合征等，并且在过去 2 年内没有滥用药物或酗酒。

2. 在约翰·麦克迈克尔爵士中心，参与者将进行以下操作：

口服葡萄糖耐量试验。

将采集 30 毫升的血样进行全血细胞计数、肝功能测试、电解质、甲状腺功能测试、HbA1c 和葡萄糖。

将记录体重和身高。

详细协议

食欲研究课程

访问调查 1 中的 1、2、3 和 4。

参与者在一夜之间禁食到达（禁食 10 小时）。 在解释程序并确认参与者乐于继续后，记录体重。

插管插入前臂静脉，便于全天采血。 抽取两个基线血样。 每次抽取血样时都会完成视觉模拟量表 (VAS)。 抽样方案如下所示。 在调查 1 个食欲研究日期间，将总共采集 80 毫升血液，在调查 3 的每次食欲研究访问期间，将总共抽取 115 毫升血液。每次采集血样时，将完成用于评估食欲的视觉模拟量表。 视觉模拟量表问题包括：“您现在感觉有多饱？”和“你现在有多饿？”和“你现在能吃多少？”。 他们将通过在 10 厘米长的线上做一个垂直标记来回答，并用“一点也不”和“非常”这两个词固定。 同样，将评估恶心、恶心、胃肠胀气、腹胀、腹泻和一般健康状况等副作用。

在时间 0，供应早餐，参与者将有 20 分钟的时间享用这顿饭。 午餐在 240 分钟供应，膳食测试在最后一次血样采集后 440 分钟供应。

在学习期间，参与者将被要求尽量减少体力活动。 可以自由饮水，但要求参与者在血样和 VAS 完成前 10 分钟内不要喝水。 在 440 分钟时，提供预先称重的膳食。 这顿饭供应过多，参与者被要求吃到吃饱为止。 用餐时会提供一壶水，并且还会记录饮水量。

在调查 3 中，学习时间会更短，包括早餐和午餐时的膳食测试。

一对一饮食咨询

在调查 3 中，所有参与者将在第 1、2、4 和 7 周接受饮食咨询。 给予参与者的指导将根据当前的体重和能量需求进行个性化，与营养师诊所提供的常规护理方案一致。 将指示参与者在 9 周内以减重 5% 为目标。

自由生活条件下的补充

补充剂将以小袋形式提供（每份 10 克）。 在磨合期，每日摄入量将在 4 周内逐渐增加至每天 30 克。 在此磨合期间，研究人员将通过电子邮件或电话两次联系参与者，以确保纤维补充剂没有不良副作用，并确保遵循说明并回答参与者可能提出的任何问题。 然后受试者每天服用 30 克，直到研究结束（调查 1 的第 6 周或调查 3 的第 18 周）。

清洗期

在调查 1 和 2 中，在受试者跨越替代补充剂之前将有 4 周的清除期。

饮食记录、食欲和副作用

调查 1 期间访问 1、2 和 3 之前的 3 天以及调查 3 期间访问 1、6 和 7 之前的 3 天将完成为期 3 天的饮食记录。在同一天，将评估食欲和副作用使用视觉模拟量表。 视觉模拟量表的问题包括：“今天吃完饭后你感觉有多饱？”和“你今天两餐之间有多饿？”。 他们将通过在 10 厘米长的线上做一个垂直标记来回答，并用“一点也不”和“非常”这两个词固定。 同样，将评估恶心、恶心、胃肠胀气、腹胀、腹泻和一般健康状况等副作用。

用于评估胰岛素和葡萄糖稳态膳食耐受性测试的方法参与者将禁食 12 小时参加临床调查单元。 套管将被放置在他们的前臂中。 将采集三个空腹血样（-30、-15 和 0）。 将提供一份 Kellogg 早餐吧的标准试餐和一份 Ensure Plus。 将在 0、5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180 和 240 分钟采集血液。 这将用于计算葡萄糖分布、基础胰岛素反应、动态阶段胰岛素、静态阶段胰岛素敏感性、DI=动态阶段胰岛素X静态阶段胰岛素、GIP和GLP-1反应。

免费活体血糖监测：美敦力 iPro 连续血糖监测仪将用于评估 5 天连续血糖监测。 为期 5 天的连续葡萄糖监测，以评估“自由生活”葡萄糖稳态。 将分析这种间质液葡萄糖数据，用于平均葡萄糖和血糖变异性测量，包括平均幅度血糖波动 (MAGE)、连续重叠净血糖作用 (CONGA) 和风险指数，例如低血糖指数 (LBGI)、高血糖指数 ( HBGI）和平均每日风险比（ADRR）。 对于参与者来说，这意味着在他们腹部的皮下组织中放置一个小塑料插管。 参与者还需要在佩戴 CGM 的同时连续 4 天进行 3 次手指采血葡萄糖测量。

全身 MRI 扫描 在调查 3 中，将进行全身解剖 MR 扫描以确定总脂肪量和局部脂肪量，并进行磁共振波谱法 (MRS) 以测量内脏器官中的脂质含量，例如肝脏 (IHCL) 和肌肉 ( IMCL），例如比目鱼肌和胫骨肌。

在禁食 10 小时后，参与者将前往哈默史密斯医院的 Robert Steiner MRI 单元。 考察访问将持续 1 小时。 参与者被要求在每次访问前一天避免剧烈运动和饮酒。

首先，受试者将填写一份金属检查表。 接下来的受试者将换上医院的衣服，并被要求躺在扫描仪的手推车上。 受试者仰卧或俯卧在扫描仪中，并自动移动通过扫描仪。 在扫描仪中，参与者将可以使用蜂鸣器发出警报，并且能够听到扫描控制台发出的指令并做出响应。 受试者将在 MRI 扫描仪中停留长达 1 小时。 扫描将在哈默史密斯医院 Robert Steiner MRI 单元的飞利浦 3.0 Tesla 或飞利浦 1.5 Tesla MR 扫描仪上进行。 所使用的磁共振成像技术均未使用电离辐射或静脉内造影剂。 参与者还将用卷尺记录他们的体重、身高、腰围和臀围。