A magasabb szénhidráttartalmú, alacsonyabb zsírtartalmú étrend csökkenti az éhgyomri glükózkoncentrációt és javítja a β-sejtek működését az éhomi glükózszint károsodása esetén

Barbara A. Gower

1 Táplálkozástudományi Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Laura Lee Goree

1 Táplálkozástudományi Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Paula C. Chandler-Laney

1 Táplálkozástudományi Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Amy C. Ellis

1 Táplálkozástudományi Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Krista Casazza

1 Táplálkozástudományi Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Wesley M. Granger

2 Klinikai és Diagnosztikai Tudományok Tanszék, Alabamai Egyetem, Birmingham, Birmingham, AL

Absztrakt

Célkitűzés

Az étrendi makrotápanyagok összetételének az inzulinérzékenységre, az éhomi glükózra és a β-sejtek glükózra adott válaszára gyakorolt hatásainak vizsgálata.

Anyagok/módszerek

A résztvevők 42 normál glükóz toleránsak voltak (NGT, éhomi glükóz 2), férfiak és nők. 8 héten keresztül a résztvevők eukalórikus étrendet kaptak, magasabb szénhidráttartalmú/alacsonyabb zsírtartalmú (55% szénhidrát, 18% fehérje, 27% zsír) vagy alacsonyabb szénhidráttartalmú/magasabb zsírtartalmú étrendek (43:18:39). Az inzulinérzékenységet és a β-sejtek válaszát a glükózra (bazális, PhiB; dinamikus, PhiD; és statikus, PhiS) matematikai modellezéssel számoltuk, folyékony étkezési tolerancia teszt során kapott glükóz, inzulin és C-peptid adatok felhasználásával.

Eredmények

8 hét után a magasabb szénhidráttartalmú/alacsonyabb zsírtartalmú étrendben az NGT inzulinérzékenysége magasabb volt, mint az alacsony szénhidráttartalmú/magasabb zsírtartalmú étrend esetében alkalmazott NGT esetében; ezt a mintát nem figyelték meg az IFG között. 8 hét elteltével a magasabb szénhidráttartalmú/alacsonyabb zsírtartalmú étrendben az IFG éhomi glükózszintje alacsonyabb volt és magasabb a PhiD aránya, mint az alacsony szénhidráttartalmú/magasabb zsírtartalmú étrend esetében alkalmazott IFG-nek; ezt a mintát nem figyelték meg az NGT között. Az IFG-n belül a kiindulási éhgyomri glükóz és az éhomi glükóz változása a beavatkozás során fordítottan összefüggött a kiindulási PhiD-vel (−0,40, P Kulcsszavak: inzulin szekréció, károsodott éhomi glükóz, táplálkozás

Bevezetés

A 2-es típusú cukorbetegség (T2D) a 20 éves és idősebb amerikai felnőttek 9,3% -át érinti [1], és az előrejelzések szerint 2030-ig világszerte 366 millió embert érint [2]. A betegség az inzulin működésének és/vagy a β-sejtek működésének károsodásából ered. E két folyamat csökkenése évekkel ezelőtt kimutatható a T2D megnyilvánulása előtt [3]. A T2D által veszélyeztetett személyek azonosítása és a betegség előrehaladásának megakadályozása az egyének körében potenciálisan nagy hatással lehet az emberi egészségre világszerte.

A 2-es típusú cukorbetegség kockázatára jellemzően két olyan csoport van, akik túlsúlyosak/elhízottak, és csökkent éhgyomri glükóz (IFG; glükóz ≥ 100 mg/dl). Az ápolók egészségügyi tanulmányának adatai szerint a nők relatív kockázata 16 éven belül megszerezte a T2D-t

5–7 a túlsúlyos tartományban, és

11–17 az elhízott tartományban [4]. A Framingham utódok tanulmányába beiratkozott férfiak és nők között a T2D 7 éven belüli kialakulásának esélye a túlsúly esetén 2,35 (1,39–3,96), az elhízás esetében pedig 6,41 (3,85–10,65) volt [5]. Az epidemiológiai adatok is azt mutatják, hogy

Az IFG-ben szenvedő betegek 5-64% -a alakul át T2D-re, a vizsgált populációtól és a követési időszak hosszától függően [6].

Ezeknek a személyeknek a T2D megnövekedett kockázatának forrása részben az inzulinrezisztenciából eredhet. Az elhízás károsodott inzulinhatással jár, és az IFG-ben szenvedő egyénekre szintén jellemző az alacsony inzulinérzékenység [7; 8]. Az is lehetséges, hogy az éhomi éhgyomri szint emelkedése kulcsfontosságú szerepet játszik a betegség kialakulásában. Bár az IFG-ben szenvedő egyének meghatározó jellemzője az emelkedett éhomi glükóz, az elhízás az emelkedett glükózzal is összefügg, bár a „normál tartományon belül” [9]. Az emberek keresztmetszeti adatai összefüggést mutattak az éhomi éhgyomri glükóz és a csökkent glükózstimulált inzulinszekréció között, és állatmodellekkel végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az éhomi glükóz kísérleti emelkedése a glükózstimulált inzulinszekréció csökkenéséhez vezet [10–13] . E megfigyelések ellenére az éhomi éhgyomri glükóz és a β-sejt funkció közötti kapcsolat ok-okozati jellegét nem értékelték széles körben a klinikai vizsgálatok során. Adatokra van szükség ahhoz, hogy közvetlen és fiziológiailag releváns tesztek és intézkedések segítségével megvizsgálhassuk, hogy az éhomi étrend-glükóz csökkenése a β-sejtek működésének javulásához vezet-e.

Az étrendi makrotápanyagok összetételének módosítása csökkentheti a T2D kockázatát túlsúlyos/elhízott és IFG egyéneknél az inzulinérzékenység és/vagy a β-sejtek működésének javításával. Kísérleti adatok alapján mind a zsír, mind a szénhidrát potenciálisan befolyásolhatja ezeket a folyamatokat. Az exogén zsírsavak beadása az inzulinérzékenység akut csökkenését eredményezi [14]. A szabad zsírsavak számos mechanizmus révén befolyásolják a β-sejtek működését is, ideértve a protein-2 expresszió szétkapcsolását, az endoplazmatikus retikulum stresszét és a reaktív oxigénfajtákat [15]. A szénhidrátfogyasztás növeli az inzulin szekréció iránti igényt a β-sejtek iránt, ami endoplazmatikus retikulum stresszhez [16] és oxidatív stresszhez [15] vezethet, mindkettő β-sejt károsodást és/vagy diszfunkciót eredményezhet. Egy nemrégiben készült tanulmány szerint az alacsonyabb glikémiás terhelésű étrend jótékony hatással volt a β-sejtek működésére [17]. Ezért ésszerű feltételezni, hogy az étkezési zsír vagy a szénhidrát csökkentése előnyös lehet a glükózkontroll és a β-sejtek működésében. A témával kapcsolatos jelenlegi szakirodalom vitákat tükröz arról, hogy alacsonyabb zsírtartalmú vagy alacsonyabb szénhidráttartalmú étrendet kell-e ajánlani a T2D kockázatának kitett személyek számára [18].

Ezt a tanulmányt két olyan eukalórikus étrend hatásának vizsgálatára végezték, amelyek különböznek a zsír és a CHO koncentrációjától az inzulinérzékenységre, az éhomi glükózra és a β-sejtek válaszára egészséges túlsúlyos/elhízott egyéneknél, akiknek több mint egyharmada mutatott IFG-t.

Mód

Résztvevők

Összesen 69, 21–50 éves férfit és nőt vontak be a vizsgálatba. A felvételi kritériumok 25–45 kg/m 2 BMI, 136 kg-nál kisebb súlyúak, 21–50 éves korúak voltak, nem cukorbetegek és 2,3 kg-nál nagyobb súlyváltozás nem volt az elmúlt 6 hónapban. Minden nőnek premenopauzának kellett lennie, amit a rendszeres menstruációs ciklusok is bizonyítanak. A kizárási kritériumok magukban foglalták a policisztás petefészek-szindróma diagnózisát, a heti 2 órán át tartó rendszeres testmozgást, a terhességet, a jelenlegi szoptatást, a glükóz- vagy lipid-anyagcsere esetleges rendellenességeit, a test összetételét vagy a glükóz-anyagcserét befolyásoló gyógyszerek alkalmazását (beleértve az orális fogamzásgátlókat, a koleszterin-gyógyszereket és vérnyomáscsökkentő gyógyszerek), a dohányzás jelenlegi használata, az illegális drogok használata az elmúlt 6 hónapban, hipoglikémiás kórelőzmények, súlyos ételallergiák vagy élelmiszer-ellenszenvek, valamint kórtörténet, amely ellenjavallt a vizsgálatba való felvételről. A résztvevőket 2 órás orális glükóz tolerancia teszt segítségével értékelték a glükóz tolerancia szempontjából, és csak azok voltak jogosultak a vizsgálatra, akiknek normál vagy enyhén károsodott tartományban (≤155 mg/dL) volt 2 órás glükózuk. A résztvevőket tájékoztatták a kísérlet tervezéséről, és szóbeli és írásbeli beleegyezést kaptak. A tanulmányt a Birminghami Alabamai Egyetem (UAB) humán felhasználású intézményi felülvizsgálati tanácsa hagyta jóvá.

Jegyzőkönyv

A kiindulási vizsgálat előtt 3 napig minden résztvevőt standardizált étrenddel látták el, amelyet a Harris-Benedict képlet [19] alapján eukalorikusnak számítottak ki, aktivitási tényezője nőknél 1,35, férfiak esetében 1,5. A kiinduláskor és a 8 hetes beavatkozást követően átfogó (alább részletesen ismertetett) metabolikus teszteket végeztek. Az első 30 résztvevő esetében a vizsgálatokat fekvőbeteg alapon végezték; a többi résztvevő esetében a vizsgálatokat ambulánsan végezték. Erre a változásra a fekvőbeteg-ellátás elérhetőségének megváltozása miatt volt szükség az Általános Klinikai Kutatóközpontban (GCRC). A résztvevők megoszlása a beavatkozás tekintetében hasonló volt az átmenet előtt és után.

Asztal 1

A vizsgálati étrendek összetétele. Az adatok két reprezentatív energiaszintre vonatkoznak