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渐进式负能量平衡对葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和 β 细胞功能的影响

2018年3月10日 更新者：Faidon Magkos、Clinical Nutrition Research Centre, Singapore

饮食或运动引起的渐进性负能量平衡对葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和 β 细胞功能的影响

2 型糖尿病由外周胰岛素抵抗和 β 细胞功能障碍共同引起，表现为空腹和餐后高血糖。 在新加坡，尽管超重和肥胖的患病率相对较低，但 2 型糖尿病的患病率却异常高，预计在不久的将来会翻一番。 这表明即使在没有超重或肥胖的人群中，胰岛素抵抗和 β 细胞功能障碍也很普遍。 尽管如此，通过多种方式（热量限制、运动、手术等）引起的体重减轻仍被认为是糖尿病治疗的基石。 这强调了负能量平衡在改善代谢功能方面的重要性。 事实上，热量限制引起的负能量平衡可以急剧改善代谢功能，即在 1-2 天内和任何体重减轻之前。 同样，单次有氧运动引起的能量负平衡会改善接下来几天的新陈代谢功能。 然而，为了改善代谢功能而需要达到的负能量平衡的量级，以及可能的剂量反应关系，尚不清楚。 此外，卡路里限制与运动在改善代谢功能方面的比较功效从未被直接评估过。

因此，通过促进有效生活方式（饮食和身体活动）干预措施的设计，更好地了解热量限制或有氧运动引起的急性负能量平衡对胰岛素敏感性和 β 细胞功能的影响将对公众健康产生重要影响预防或治疗 2 型糖尿病。

为了检验这些假设，全身胰岛素敏感性、对葡萄糖的急性胰岛素反应和处置指数（即 β 细胞功能），将在卡路里限制或有氧运动引起的逐渐增加的负能量平衡（相当于维持体重的每日总能量需求的 20% 或 40%）一天后的早晨测定。

该项目的结果有望使人们更好地了解饮食和运动引起的负能量平衡对代谢功能的影响。 因此，该项目可能有助于设计有效的生活方式干预方案来预防和治疗2型糖尿病。

研究概览

地位

未知

条件

干预/治疗

详细说明

代谢功能障碍、肥胖和 2 型糖尿病 在过去的 2-3 年里，新加坡超重和肥胖的发病率一直在上升，预计未来还会进一步上升。 到 2050 年，估计超过一半的人口将超重或肥胖，定义为体重指数（BMI，计算方法为体重千克除以身高米的平方）等于或大于超过 25 公斤/平方米。 这可能至少部分地导致了与肥胖相关的合并症的伴随增加，尤其是 2 型糖尿病。 亚太地区人群的 BMI 与 2 型糖尿病风险之间的关系在 BMI 值的广泛范围内（从 ~21 kg/m2 到 ~34 kg/m2）呈线性关系，因此每 2 kg/m2 BMI 增加 m2（相当于平均身高体重正常的人约 6 公斤），患 2 型糖尿病的风险增加约 27%。 在新加坡，预计 2 型糖尿病的患病率将从 1990 年的 7.3% 翻倍至 2050 年的约 15%，这主要是人口肥胖的结果。 然而值得注意的是，新加坡 2 型糖尿病的患病率与美国相似，尽管超重和肥胖（BMI ≥ 25 kg/m2）的患病率约为美国的一半。 这证实了许多研究的发现，这些研究表明代谢功能障碍的标志物，特别是高血糖症、高胰岛素血症和胰岛素抵抗，在新加坡成年人中非常普遍，即使在没有超重或肥胖的人群中也是如此。 这可能会增加患 2 型糖尿病的风险。 这些观察结果强调了与体重本身无关的代谢功能障碍的重要性。

体重减轻的代谢影响 2 型糖尿病的发病机制涉及外周胰岛素抵抗（即 外周组织特别是骨骼肌对胰岛素的葡萄糖摄取促进作用产生抵抗力）以及在葡萄糖刺激下胰腺 β 细胞分泌胰岛素不足，导致空腹和餐后高血糖。 通过多种方式（热量限制、运动、药物疗法、减肥手术）引起的慢性能量负平衡导致的体重减轻改善了代谢功能，被认为是糖尿病预防和管理的基石。 减肥的部分有益效果可能是由于全身脂肪、腹内脂肪和新陈代谢活跃器官（例如肌肉）中异位脂肪堆积的减少。 肌肉、胰腺和肝脏），但是能量平衡的剧烈扰动（无论是正能量还是负能量，持续 24-72 小时）甚至可以在体重或体重发生任何变化之前影响胰岛素作用、β 细胞功能和血糖控制体内脂肪分布发生。 例如，一天的过度喂食会破坏 24 小时的葡萄糖稳态，而两天的热量限制会改善胰岛素作用。 同样，锻炼也会导致负能量平衡，是一种非常有效的干预措施，即使在一次锻炼后也能轻松改善代谢功能，尤其是胰岛素敏感性。 然而，为改善胰岛素作用和 β 细胞功能而需要通过卡路里限制或运动达到的负能量平衡程度尚不清楚，并且负能量平衡与代谢功能之间的剂量反应关系仍然难以捉摸。 此外，卡路里限制和锻炼在改善调节葡萄糖稳态机制（即 胰岛素敏感性和 β 细胞功能）尚未得到充分研究。 一项研究发现，对于由低热量饮食或耐力运动引起的相同体重减轻（初始体重的 8-9%），运动导致脂肪量减少更多，肌肉量减少更小，并导致与匹配饮食相比，高胰岛素-正常血糖钳夹期间胰岛素介导的葡萄糖处理增加更多（约 30%），口服葡萄糖耐量试验的总胰岛素反应减少更多（约 2.5 倍）诱发体重减轻；尽管这些差异没有达到统计学意义。 这些观察提出了这样一种可能性，即对于相同的负能量平衡，运动在改善代谢功能方面可能比卡路里限制更有效；然而，面对随之而来的身体成分和脂肪分布的更有利变化，这些发现很难解释。 没有研究直接评估由卡路里限制或有氧运动引起的相同急性负能量平衡对代谢功能的影响。

因此，更好地了解卡路里限制和锻炼对胰岛素敏感性、β细胞功能和日常血糖控制的影响，将对设计旨在预防或管理 2 型糖尿病的有效生活方式干预具有重要意义。 为此，本研究旨在检验以下假设：

假设 1：假设由于 β 细胞功能改善而胰岛素敏感性没有改变，热量限制引起的单日能量负平衡改善了静脉葡萄糖耐量。 研究人员进一步假设，这种效果需要 20% 的负能量平衡，并且不会随着更大的能量限制 (40%) 而进一步改善。

假设 2：假设由有氧运动引起的单日能量负平衡会改善静脉葡萄糖耐量，因为胰岛素敏感性会提高，而 β 细胞功能不会发生变化。 研究人员进一步假设这种效果需要 20% 的负能量平衡，并随着更大的能量限制 (40%) 进一步改善。

假设 3：假设在任何给定的负能量平衡水平（20% 或 40%）下，卡路里限制比有氧运动对 β 细胞功能的影响更大，而有氧运动比卡路里限制对胰岛素的影响更大灵敏度。

研究类型

介入性

注册 (实际的)

61

阶段

  • 不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

  • 新加坡
      • Singapore、新加坡、117609
        • Clinical Nutrition Research Centre

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

17年 至 61年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

不

有资格学习的性别

全部

描述

纳入标准：

  • 健康的男性和女性
  • 年龄在 21-65 岁之间
  • BMI ≥18 至 <30 kg/m2（BMI 等于体重公斤数除以身高米数的平方）

排除标准：

  • 患有需要使用药物的代谢疾病的人（例如 糖尿病、心脏病、高血压等）
  • 使用烟草制品的人（每天或偶尔吸烟）
  • 经常饮酒的人（≥1 次/天）
  • 服用口服避孕药或激素替代疗法的女性
  • 孕妇或哺乳期妇女
  • 最近体重减轻或增加的人（过去 6 个月≥5%）
  • 有卡路里限制禁忌症的人（例如 贫血）或运动（例如 哮喘）

学习计划

本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的？

设计细节

  • 主要用途：治疗
  • 分配：随机化
  • 介入模型：交叉作业
  • 屏蔽：无（打开标签）

武器和干预

参与者组/臂
干预/治疗
实验性的：饮食引起的能量负平衡
对于饮食引起的负能量平衡组，这三项试验将包括一项对照试验（等热量饮食；零能量平衡）和两项逐渐增加由卡路里限制引起的负能量平衡的试验（每日能量需求减少 20% 和 40%）用于维持体重）。 关于身体活动，所有饮食试验将在休息条件下进行。
行为的：负能量平衡
维持体重所需的日常能量减少 20% 和 40%
实验性的：运动引起的能量负平衡
对于运动引起的负能量平衡臂，三项试验将包括一项对照试验（休息；零能量平衡）和两项逐渐增加有氧运动引起的负能量平衡的试验（每日能量需求减少 20% 和 40%体重维持）；关于热量摄入，所有运动试验都将在等热量条件下进行。
行为的：负能量平衡
维持体重所需的日常能量减少 20% 和 40%

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
胰岛素敏感性
大体时间：4-6周
胰岛素敏感性指数（即 Si) 将通过使用 IVGTT 数据的最小建模分析来确定。
4-6周
Β细胞功能
大体时间：4-6周
Β细胞功能将被确定为处置指数（即 急性胰岛素反应 [AIR] 和 Si 的产物）使用 IVGTT 数据的最小模型分析。
4-6周

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

赞助

Clinical Nutrition Research Centre, Singapore

调查人员

  • 首席研究员：Faidon Magkos, PhD、Clinical Nutrition Research Centre

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

一般刊物

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2017年4月4日

初级完成 (预期的)

2018年7月31日

研究完成 (预期的)

2018年12月31日

研究注册日期

首次提交

2017年8月18日

首先提交符合 QC 标准的

2017年8月24日

首次发布 (实际的)

2017年8月28日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2018年3月13日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2018年3月10日

最后验证

2018年3月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • NEB

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)？

不

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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