A gabonarost javítja az egész test inzulinérzékenységét a túlsúlyos és elhízott nőknél

Absztrakt

CÉLKITŰZÉS—A gabona rostbevitel a 2-es típusú cukorbetegség kockázatának csökkenésével jár epidemiológiai megfigyelések során. Ennek a jelenségnek a kórokozói háttere ismeretlen. A legújabb eredmények alapján feltételeztük, hogy a tisztított oldhatatlan zabrost bevitele javíthatja az egész test inzulinérzékenységét.

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK- Véletlenszerű, kontrollált, egyszeresen vak, keresztezett vizsgálatot végeztek, és 17 túlsúlyos vagy elhízott, normál glükóz-anyagcserével rendelkező alanyot elemeztek. Kilenc makrotápanyaggal egyeztetett rostdúsított kenyér (napi 31,2 g oldhatatlan rosttal dúsított fehér kenyér) vagy kontroll (fehér kenyér) elfogyasztása után 72 óra alatt az egész test inzulinérzékenységét euglikémiás-hiperinsulinemikus módszerrel értékelték. bilincs. Az energiafogyasztást egyedileg állították be standardizált folyékony étkezés biztosításával. Az étrendi betartás ellenőrzésére hidrogén lélegeztetési teszteket végeztek.

EREDMÉNYEK—A teljes kohorsz elemzése során az egész test glükóz-elhelyezkedése javult a rostfogyasztás után (M érték 6,56 ± 0,32 vs. 6,07 ± 0,27 mg · perc -1 -1 kg −1; P = 0,043). Tizenhárom alanynál emelkedett a hidrogén-lehelet teszt koncentrációja a rostfogyasztás után, ami jelzi az étrend valószínű betartását. Az elemzés korlátozása ezekre az alanyokra, javulás az M értékben (6,85 ± 0,34 vs. 6,06 ± 0,32 mg · perc -1 -1 kg -1; P = 0,003) és az inzulinérzékenységben, kifejezve M/I arányban (M érték osztva az átlagos szérummal inzulin egyensúlyi állapotban: 3,73 ± 0,23 vs. 3,21 ± 0,27; P = 0,02), miután a rostfogyasztás kifejezettebb volt. A plazma lipidek, a szérum magnézium, a ghrelin és az adiponektin koncentrációja, valamint a szubsztrát kihasználtsága és a testsúlya nem változott szignifikánsan a rostbevitel által (P> 0,15).

KÖVETKEZTETÉSEK—Növeli az oldhatatlan élelmi rostbevitelt 3 napig, jelentősen javult az egész test inzulinérzékenysége. Ezek az adatok arra utalnak, hogy lehetséges mechanizmus kapcsolja össze a gabona rostbevitelt és a 2-es típusú cukorbetegség csökkent kockázatát.

Kevéssé ismert a magas rosttartalmú étrend inzulinérzékenységre gyakorolt hatása. Csak néhány tanulmány értékelte a postabsorptív inzulinérzékenységet a rostbevitel után euglikémiás-hiperinsulinémiás szorítóval (vagy hiperglikémiás szorítóval). Ezek a tanulmányok főleg a korpa, gabonafélék, gyümölcs vagy zöldség együttes bevitelére (3,4) vagy az oldódó viszkózus rostok hatásaira (5,6) összpontosítottak. Fukagawa és mtsai. (7) fokozott perifériás inzulinérzékenységet mutatott alacsony vagy magas oldhatatlan rosttartalmú étrend után. A tanulmányt azonban nem randomizálták, és a lényeges különbségek (főleg a diéták zsírtartalmában) valószínűleg megzavarják az eredményeket.

A mai napig nem végeztek randomizált, kontrollált vizsgálatot a tisztított oldhatatlan gabonarostok inzulinérzékenységre gyakorolt hatásainak mérésére. Nemrégiben kimutattuk, hogy az oldhatatlan zab- vagy búzarostok 24 órás bevitele javítja az étkezés utáni glükóz- és inzulinreakciókat egy kontroll étkezés elfogyasztása esetén (8). A tanulmány eltérő elrendezése miatt a javított inzulinérzékenység azonban csak feltételezhető. Ennek megfelelően a jelenlegi tanulmány célja az oldhatatlan gabona rostbevitelnek az egész test inzulinérzékenységére gyakorolt hatásainak vizsgálata volt, az euglikémiás-hiperinsulinémiás bilincs alapján.

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK

A kísérleti protokollt a helyi etikai bizottság hagyta jóvá, és minden alany írásos tájékozott beleegyezést adott. A részvétel kompenzációjaként a tanulmány befejezése után egy képzett klinikai táplálkozási tanácsadó felajánlotta az alanyoknak az étrendi tanácsokat. Tizennyolc túlsúlyos (n = 7) vagy elhízott (n = 11) nőt normál éhgyomri glükózzal és normális glükóztoleranciával az Egészségügyi Világszervezet kritériumai szerint (9) vettek fel a helyi újságok hirdetéseivel. Az átlagos (± SD) életkor 52,9 ± 8,7 év volt, a BMI pedig 30,4 ± 2,0 kg/m 2. Valamennyi résztvevőt súlyos egészségügyi problémák miatt szűrték ki, és kizárták, ha ér-, vese- vagy májbetegségeket találtak. További kizárási kritériumok voltak a menstruációs rendellenességek, a dohányzás története vagy az antidiabetikus gyógyszerekkel történő gyógyszeres kezelés. Az alanyok közül öten l-tiroxin helyettesítő terápiát kaptak, kettő alacsony dózisú aszpirint és három β-blokkoló terápiát folytatott a vizsgálat során. Az alanyok közül tizenhét vett részt a végső elemzésben. Az egyik résztvevőt ki kellett zárni, mert az egyik euglikémiás-hiperinsulinémiás bilincs alatt nem sikerült egyensúlyi állapotot elérni. Semmilyen mellékhatást vagy nemkívánatos eseményt egyik résztvevő sem jelentett.

A vizsgálatot randomizált, kontrollált, egyvakú, egyénen belüli, keresztirányú tervezéssel végezték. Az alanyokat véletlenszerű számok számítógéppel generált listáinak felhasználásával randomizálták. A kezelésre allokációt olyan személy végezte, aki nem vett részt a randomizálási folyamatban. A tesztétkezések elkészítését és vakítását a Gabonafeldolgozó Intézet (IGV, Potsdam-Rehbruecke, Németország) végezte, amely nem vett részt a randomizálásban, az allokációs folyamatban vagy az adatok elemzésében. Az alanyokat 10 órás éjszakai böjt (8:00 órakor) után két alkalommal, 180 percen keresztül, meghívtuk a metabolikus egységbe. Az alanyok a kísérletek során függőleges helyzetben maradtak. Minden infúziót antecubitalis vénába adtunk, míg az analízishez szükséges vérmintákat egy antecubitalis vénából vettük az ellenoldali karon.

Diétás beavatkozás

Az alanyok három makrotápanyagnak megfelelő kontroll adagot (fehér kenyér) vagy zabszállal dúsított fehér kenyeret fogyasztottak (adagonként 10,4 g oldhatatlan rosttal dúsítva) naponta 3 napig (reggelin, ebéden és 22:00 órakor). A rostdúsítás az ajánlott napi rosttartományon belül volt (10). A kalóriabevitelt a standardizált folyékony ételek további bevitelével (Biosorp; Pfrimmer Nutricia, Erlangen, Németország) állítottuk be, hogy fedezzük az anyagcserét és elkerüljük a fogyást. Az energiafogyasztás egyéni beállításához a nyugalmi energiaköltséget (REE) a vizsgálat előtt meghatároztuk, és 1,5-es szorzóval megszoroztuk a könnyű fizikai aktivitáshoz való igazodáshoz. Egyéb étkezés és csak nem kalóriatartalmú italok (koffein nélkül) voltak megengedettek a vizsgálati időszak alatt. A beavatkozási időszakok között legalább 7 napos lemosási időszak volt.

Teszt kenyér

A tesztkenyereket egy tételben állította elő és elemezte a Gabonafeldolgozó Intézet (IGV, Potsdam-Rehbruecke, Németország). Az IGV biztosította a zabrostot is (Vitacel OF 101; Rettenmaier & Söhne, Rosenberg, Németország). A feldolgozási lépéseket a korábban leírt módon hajtottuk végre (8). A zabrost termék részecskemérete 50 μm, és az összes rostot 96% -ban tartalmazza (93% oldhatatlan rost és 3,0% oldható rost [70% cellulóz, 25% hemicellulóz, 3-5% lignin, 0,2% β-glükán, 0,1%). zsír és 0,25% fehérje]). Nevezetesen az oldható rostok és keményítők nagy része, valamint a fehérjék és a lipidek eltávolításra kerülnek. A tesztkenyerek makroelem-összetételét az 1. táblázat mutatja.

Az inzulinérzékenység értékelése

Az euglikémiás-hiperinsulinémiás csipeszeket legalább 2 órán át 100 mU/m 2/perc humán inzulin (Actrapid; Novo Nordisk, Bagsværd, Dánia) és 10% glükóz változó infúzióval (Serag Wiessner, Naila, Németország) használtuk. A bilincs egyensúlyi állapotában a kapilláris vércukorszintet 5,5 mmol/l értékre állítottuk be legalább 30 percig. Az egyetlen kapilláris glükózkoncentráció> 10% -os eltérését feltételezett egyensúlyi állapotban nem stabil állapotnak határoztuk meg. Vérmintákat vettünk a kiinduláskor, minden 10 percben a befogás alatt, és 5 percenként az egyensúlyi állapotban. Az alkalmazott inzulin adag alkalmazásával várhatóan a máj glükóz kibocsátása teljesen elnyomódik (11). Ezért a glükóz infúzió sebességéből ki lehet számítani az egész test glükóz elhelyezését (M érték). Az inzulin hatását M/I arányként is kiszámolták, amely kifejezi az M és az egyensúlyi állapotú szérum inzulin koncentráció átlagának arányát, és megszorozza a 100-as tényezővel. A szérum inzulin posztepatikus clearance-ét az az inzulin infúzió sebessége az átlagos szérum inzulin koncentrációhoz egyensúlyi állapotban (12).

Mérések és laboratóriumi paraméterek

Egy további tanulmányi napot hajtottak végre az alanyok jellemzésére a vizsgálat előtt, ideértve az orális glükóz-tolerancia tesztek elvégzését és az egyéni anyagcsere-arányok értékelését. A képzett személyzet antropometrikus méréseket végzett. A testtömeget minden vizsgálati napon megmértük. A sovány testtömeget pihenő résztvevőkön bioelektromos impedancia-analízissel (Nutriguard-M; Data Input, Frankfurt am Main, Németország) értékeltük Sun és mtsai. (13) Három mérést végeztek, és kiszámították az átlagértéket. A szubsztrát kihasználtságát és a légzési hányadot egy közvetett kaloriméterrel (SensorMedics, Bilthoven, Hollandia) határoztuk meg 20 perces pihenés után. A CO2-termelést és az O2-fogyasztást 30 percig mértük nyugalmi helyzetben, az alany feküdt. A REE-t a Weir (14) egyenlet alapján számoltuk.

A testfelületet 0,007184 × magasság (centiméterben) 0,725 × súly (kilogrammban) 0,425-ben számítottuk Dubois és Dubois szerint (15). A BMI-t a testtömeg (kilogrammban) és a magasság négyzetének (méterben) osztva osztották ki.

Vérparaméterek

A vérmintákat véletlenszerű sorrendben elemeztük, hogy kizárjuk a szisztémás torzítást a vizsgálatok közötti variáció miatt. Az ETDA-ból vagy a szérumcsövekből vett mintavétel után a vért azonnal jégre hűtjük, centrifugáljuk, és az alikvot részeket azonnal lefagyasztjuk -20 ° C-on, amíg meg nem határozzuk. A vérmintákat inzulin, szabad zsírsavak, koleszterin, LDL és HDL koleszterin és trigliceridek szempontjából elemeztük Cobas Mirával (Roche, Lörrach, Németország) (vizsgálaton belüli variációs koefficiens [CV]: inzulin, 6,0%; szabad zsírsavak, 10,5%; koleszterin 5,1%; HDL koleszterin 5,4%; és trigliceridek 5,1%). Az adiponektin-koncentrációkat enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal (Biovendor, Nashville, TN) mértük (vizsgálaton belüli CV 6,7%). A kapilláris vércukorszintet glükóz-oxidáz módszerrel mértük Dr. Müller Super-GL glükózanalizátoron (Freital, Németország). A C-peptidet enzimhez kapcsolt immunszorbens vizsgálattal (Mercodia, Uppsala, Svédország) mértük (intra assay CV 5%). Az immunreaktív humán szérum ghrelin koncentrációt kereskedelmi forgalomban kapható radioimmun vizsgálattal (Phoenix Pharmaceuticals, Mountain View, CA) mértük 125 I-vel jelölt bioaktív ghrelin nyomjelzőként, és nyulakban termelt poliklonális antitestet az emberi ghrelin COOH-terminális vége ellen. A vizsgálaton belüli és az interassay CV-k 5,3 és 13,6% voltak.

A légzés hidrogénelemzése

Valamennyi alany képes volt kilégzési hidrogén előállítására. A levegőből származó levegőmintákat összegyűjtöttük és lélegzet-hidrogén-analizátorral (Quintron Model-12i-Microlyzer; Quintron Instruments, Milwaukee, WI) mértük.

Statisztika és adatelemzés

Vérparaméterek

A postabszorptív vérparamétereket 72 óra rost után a kontrollfogyasztáshoz viszonyítva a 2. táblázat tartalmazza. A plazma glükóz-, vér-lipid-, szérum inzulin-, C-peptid-, adiponektin-, ghrelin- és magnézium-koncentrációja nem változott jelentősen a rostfogyasztás után a kontrollhoz viszonyítva. Az éhomi inzulinkoncentrációk általában csökkentek a rostfogyasztás után, és a nagyobb mintaméret elegendő erőt mutathatott a különbség kimutatására.

Egyéb paraméterek

A testtömeg, a sovány testtömeg és a BMI nem változott jelentősen a magas rosttartalmú és a kontroll kenyér fogyasztása után. Ezenkívül nem volt különbség a REE és a légzési hányados között (2. táblázat). Ennek megfelelően a szénhidrátok, lipidek és fehérjék szubsztrát-oxidációjának számított sebessége nem változott (P> 0,15).

Hidrogén légzési teszt

A rostokkal dúsított kenyér 72 órán át történő bevitele jelentősen fokozott vastagbél fermentációt eredményez a posztabszorptív állapotban, összehasonlítva a kontroll kenyér fogyasztásával (9,5 ± 2,0 vs. 5,5 ± 1,3 ppm; P = 0,012) (1A. Ábra). A vastagbél fermentációja 17 alany közül 13-ban fokozódott a magas rostbevitel után, míg 4 alanyban a fermentáció változatlan vagy csökkent a kontrollhoz képest.

Szubanalízis

Az M értékek 17 alany közül 11-ben javultak 3 napos magas rostfogyasztás után a kontrollhoz képest. A fennmaradó 6 alany közül háromnál (de a javított M-értékű 11 alany közül csak 1-nél) a feltételezett rostbevitel után nem emelkedett a hidrogén-lehelet tesztkoncentrációja, ami azt jelzi, hogy ezek a résztvevők valószínűleg nem fogyasztották el a tesztet (vagy alternatív módon alacsony az élelmi rost vastagbél fermentációjának képessége). Ezért ésszerű az elemzést azokra az alanyokra korlátozni, akiknél a rostbevitel után megnövekedett a hidrogén légzési teszt koncentrációja (n = 13). Ezt követően a rostokkal dúsított kenyér bevitele 72 órán keresztül jelentősen javította az egész test glükóz elhelyezését (M érték: rost 6,85 ± 0,34 vs. kontroll 6,06 ± 0,32 mg · perc -1 -1 kg -1; P = 0,003), ekvivalens az inzulinérzékenység 13% -os javulásához (1B. ábra). Az átlagos inzulin koncentráció (I) a bilincs stabil állapotában nem változott szignifikánsan (186,3 ± 6,3 vs. 194,5 ± 6,2 mU/l; P = 0,300), és az átlagos inzulinhatás, M/I arányban kifejezve, szignifikánsan rostbevitel után 16% -kal nőtt (3,73 ± 0,23 vs. 3,21 ± 0,27 mg · min -1 -1 kg/1/mU/l; P = 0,02). A posztepatikus inzulin clearance sebessége stabil állapotban szintén nem csökkent az alcsoportban (1,01 ± 0,04 vs. 0,97 ± 0,04 l/perc; P = 0,382).

KÖVETKEZTETÉSEK

Egy randomizált, kontrollált, keresztezett vizsgálatban Robertson és mtsai. (24) a közelmúltban leírta a megnövekedett inzulinérzékenységet egy 4 hetes rezisztens keményítő bevitele után, amelyet euglikémiás-hiperinsulinémiás szorítóval értékelnek. A szerzők izom- és zsírbiopsziát végeztek, és számos vázizom-gén, köztük az 1. inzulin-receptor szubsztrát, a foszfatidil-inozitol-3-kináz vagy a GLUT-4 expressziójában nem mutattak ki különbségeket. Azonban a downstream transzkripciós faktorok és koaktivátorok komplex hálózatát valószínűleg befolyásolják az étrendi beavatkozások, és zavarhatja az inzulin jelátvitelét a különböző szövetekben, beleértve a májat is. Ezenkívül a gabonarostok fő alkotóelemei a cellulóz és a hemicellulóz, amelyek valószínűleg különálló biológiai hatásokkal és fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek a rezisztens keményítőhöz képest.

V: Postabszorptív lélegző hidrogénkoncentráció, a teljes kohortban mérve (n = 17) 72 óra magas rosttartalmú étrend és kontroll étrend után. B: A teljes test glükóz-megsemmisítése M-értékben kifejezve az alcsoportban (n = 13), csak azok az alanyok, akiknél a magas rosttartalmú étrend után megnövekedett a lélegzet hidrogénkoncentrációja, jelezve az étrend valószínű betartását. ▪ 72 óra rostbevitel után; □ 72 óra kontroll bevitel után. * P Tekintse meg ezt a táblázatot:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

A tesztkenyerek makroelem-összetétele