A rost-, vörös hús- és kávéfogyasztásban eltérő alacsony energiatartalmú étrendek hatása a szív autonóm működésére elhízott, 2-es típusú cukorbetegeknél

Absztrakt

CÉLKITŰZÉS Az autonóm idegrendszer (ANS) szabályozza mind a szív- és érrendszert, mind az energiaegyensúlyt, és cukorbetegségben és elhízásban zavart. A kalóriakorlátozás különböző megközelítéseinek az ANS működésére gyakorolt hatását nem értékelték cukorbetegeknél. Így arra kerestük a választ, hogy az alacsony energiájú étrendek, amelyek rost-, vörös hús- és kávéfogyasztásban különböznek egymástól, eltérő hatást gyakorolnak-e a szív vegetatív működésére.

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREK Ebben a randomizált, párhuzamos csoportos kísérleti vizsgálatban az elhízott, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegeket véletlenszerűen osztották szét, hogy magas gabona rosttartalmú, vörös hús nélküli és magas kávé tartalmú étrendet (n = 13) vagy alacsony rosttartalmú, magas vörös húsban és kávé nélkül (n = 15) 8 hét alatt. A hiperinzulinémiás-euglikémiás bilincs során a pulzusszám változékonyságának (HRV) nyolc mértékét jeleztük 3 óra alatt vagalis és/vagy szimpatikus modulációt, valamint gyulladásos markereket.

EREDMÉNYEK 8 hét elteltével mindkét diétás beavatkozás 5–6 kg átlagos súlyvesztést, 4–6 ütés/perc átlagos pulzus-csökkenést és a vagálisan közvetített HRV javulását eredményezte. A HRV-paraméterek változása a kiindulási értéktől a 8 hétig azonban nem különbözött a csoportok között. A teljes vizsgálati kohortban a kiindulási értéktől a 8. hétig terjedő inkrementális HRV összefüggésbe hozta az oxidatív glükózfelhasználás fokozódását (P 2; diétával, metforminnal vagy akarbózzal kezelt 2-es típusú cukorbetegség; és a betegség ismert időtartama ≤5 év. Kizárási kritériumok HbA1c> 75 mmol/mol (> 9,0%); 1. típusú vagy másodlagos cukorbetegség; akut vagy krónikus betegségek, beleértve a rákot is; valamint az immunrendszert vagy az inzulinérzékenységet befolyásoló gyógyszerek alkalmazása, a metformin kivételével. A szűrés kórtörténetet, laboratóriumi vizsgálatok, antropometria és 12 vezetékes EKG.

Dizájnt tanulni

Módosított Botnia bilincs

Az endogén glükóztermelést, a glükóz által kiváltott inzulinszekréciót és az inzulinérzékenységet a módosított intravénás glükóz/hiperinzulinémiás-euglikémiás clamp teszt segítségével (6,6-2H) glükózzal értékeltük, amint azt korábban leírtuk és validáltuk (21). Az M érték kiszámítása az egész test inzulinérzékenységének számszerűsítéséhez.

Közvetett kalorimetria

Az indirekt kalorimetriát lombkorona módban (Vmax Encore 29n; CareFusion, Höchberg, Németország) végeztük 20 percen át tartó éhezési és stabil állapotú befogási körülmények között, majd ezt követtük a postexpozíció újrakalibrációs eljárással (22). Megmértük a VO2-t és a VCO2-t, és kiszámítottuk a szubsztrát oxidációs sebességét a korábban leírtak szerint (23). A nonoxidatív glükóz-ártalmatlanítást az Rd és az oxidatív glükóz-felhasználás közötti különbségként számoltuk.

Laboratóriumi elemzések

A szérum triacil-glicerint és a koleszterint Cobas c311 analizátorral (Roche Diagnostics, Mannheim, Németország) elemeztük. A szérum citokineket Quantikine HS (interleukin [IL] -6) és Quantikine (teljes adiponektin és IL-1 receptor antagonista [RA]) ELISA készletekkel (R&D Systems, Wiesbaden, Németország) és IL-18 ELISA alkalmazásával vizsgáltuk. készlet (MBL, Nagoya, Japán) (24). A szérum aminosavakat gázkromatográfiával – tömegspektrometriával (GC-MS) mértük, EZ: faast kit (Phenomenex, Torrance, CA) alkalmazásával, norvalin belső standardként. Plazma kávéból származó vegyületek (koffein és metabolitjai, teofillin, teobromin és paraxantin, valamint a polifenolok, koffeinsav és metabolitjai, dihidrokoffeinsav, ferulsav, dihidroferulinsav, izoferulinsav, dihidroizoferulinsav, dihidro-3-ko - (3,4-dimetoxi-fenil) -propionsavat, 3,4-dimetil-koffeinsavat és 3-kumarinsavat) nagy teljesítményű folyadékkromatográfia és GC-MS alkalmazásával határoztunk meg (25). A vizelet két fő vizelet-alkil-rezorcinol-metabolitját, a 3,5-dihidroxi-benzoesavat és a 3- (3,5-dihidroxi-fenil) -propánsavat GC-MS alkalmazásával elemeztük, amint arról korábban beszámoltunk (20).

Az R-R intervallumokat a kiindulási szorító alatt és 8 hét elteltével digitális SpiderView Holter felvevővel, hét elektródával rögzítettük háromcsatornás EKG felvételére (Sorin Group, München, Németország). A HRV-t a Holter monitor felvételeiből elemeztük a kereskedelemben kapható szoftverek segítségével (SyneScope 3.00 verzió elemző rendszer; Sorin Group). Az EKG jel mintavételi frekvenciája 200 Hz volt (5 ms-os felbontás). A rendszer automatikusan szerkeszti az összes műterméket és méhen kívüli ütemet, és a pulzus tachogram lineáris interpolációjával szabályos jelet kap. A HRV időtartományának és frekvencia tartományának paramétereit az Európai Kardiológiai Társaság munkacsoportjának és az észak-amerikai társulási és elektrofiziológiai társaságnak az iránymutatásai alapján számítottuk ki (2). Az időtartomány paraméterei között szerepelt a normál-normális (NN) átlagos RR-intervallum, az egymást követő különbségek alapértelmezett négyzete (RMSSD), az NN SD-je átlagosan 5 perc alatt (SDANN), 1 órás hisztogramok SD-je (SDNN), és a két egymást követő NN intervallum> 50 ms (pNN50) százalékos különbsége. A frekvenciatartomány indexei tartalmazzák az alacsony frekvenciasávot (0,04–0,15 Hz), a nagyfrekvenciás sávot (0,15–0,4 Hz) és az alacsony frekvenciájú/nagyfrekvenciás arányt.

Statisztikai analízis

A folyamatos adatokat a normál eloszlású paraméterek átlag ± SEM-ként, vagy ferde adateloszlás esetén a mediánként (IQR) fejeztük ki. A ferde eloszlást mutató adatokat loge transzformáltuk, és párosított és független mintákhoz kétoldalas Student t teszttel elemeztük. A P-értékeket a Bonferroni-korrekcióval több összehasonlításhoz igazítottuk. A kétváltozós korrelációk elemzéséhez Pearson-korrelációs együtthatókat számoltunk. Több lineáris regressziós elemzést végeztek a nem, az életkor és a BMI kiigazításával két változó közötti összefüggések meghatározására. Ennek a kísérleti vizsgálatnak az elsődleges eredménye az egész test inzulinérzékenységének változása volt, hogy mindkét étrend hatásméretét és varianciabecslését kapjuk (20). Az elsődleges kimenetel mértéke a pNN50 volt (ami az idő-tartomány HRV-mutatóit képviseli) és az alacsony frekvenciájú/magas frekvenciájú arány (ami a frekvencia-tartomány HRV-mutatóit képviseli). Valamennyi elemzést az SPSS 22. verziójú (IBM, Armonk, NY) és a Prism 6.04-es (GraphPad, La Jolla, CA) statisztikai szoftverrel végeztük. Az összes teszt kétoldalas volt, és a szignifikancia szintjét α = 0,05 értékre állítottuk be.

Eredmények

A szűrővizsgálat alkalmával a HF − RM + C csoportba tartozó egyének 53,5 ± 1,8 évesek voltak, 6 egyén férfi, az átlagos derékkörfogat 116 ± 3,3 cm, az átlagos cukorbetegség időtartama 2,4 ± 0,3 év, 10 pedig metformint kapott kezelés. Az LF + RM-C csoport résztvevői 53,7 ± 2,6 évesek voltak, 8 férfi volt, az átlagos derékkörfogat 114 ± 3,1 cm, az átlagos cukorbetegség időtartama 2,0 ± 0,5 év volt, és 11-en kaptak metformin-kezelést. Ezen változók egyikében sem figyeltek meg szignifikáns különbséget a csoportok között. 8 hét elteltével a szűrővizihez képest az átlagos testsúlycsökkenés 6,17 ± 1,37 kg volt a HF-RM + C csoportban és 5,15 ± 0,86 kg az LF + RM-C csoportban (P = NS a csoportok között). Az antropometriai és klinikai adatok átlagértékeit a kiinduláskor és a beavatkozás után 8 héttel az 1. táblázat tartalmazza. 8 hét után a testsúly, a BMI, a HbA1c, az összes energia és a zsírbevitel csökkent, míg a fehérje- és szénhidrát-bevitel mindkét csoportban nőtt alapvonallal (minden P A táblázat megtekintése:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

Antropometriai és klinikai adatok a kiinduláskor és a beavatkozás után 8 héttel

A kiindulási és a beavatkozás utáni 8 hetes pulzus- és HRV-indexeket a 2. táblázat mutatja. A kiindulási értéktől a 8 hétig tartó változások nem különböztek szignifikánsan a csoportok között. 8 hét elteltével a pulzusszám csökkent és az SDANN intraindividuálisan nőtt mindkét csoportban a kiindulási értékhez képest (P Tekintse meg ezt a táblázatot:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

HRV indexek a kiinduláskor és 8 héttel a beavatkozás után

A teljes vizsgálati populációban a BMI változásai a kiindulástól a 8. hétig pozitívan korreláltak a HbA1c változásával (β = 0,535, P = 0,004) és fordítva az M érték változásával (β = −0,457, P = 0,014). A 3. táblázat bemutatja a HRV indexek, a lipid oxidáció és az oxidatív glükóz felhasználás közötti összefüggéseket az alapszinttől a 8. hétig a teljes vizsgált populációban. A nem, az életkor és az ΔBMI alapján történő kiigazítás után az SDNN, a pNN50, az RMSSD, az alacsony frekvenciájú és a nagyfrekvenciás teljesítmény változásai fordítottan kapcsolódtak a lipidoxidáció változásához, és pozitívan kapcsolódtak az oxidatív glükózfelhasználáshoz 8 hét után összehasonlítva a kiindulási ponttal (minden P A táblázat megtekintése:

Soron belüli megtekintése
Felugró ablak megtekintése

A HRV és a lipid-oxidáció indexeinek és az oxidatív glükóz-felhasználás indexeinek kiindulási és 8 hetes változásai közötti összefüggések az egész vizsgált csoportban

A HRV-index változásainak Pearson-korrelációs együtthatói a lipidoxidáció és az oxidatív glükózfelhasználás változásával 8 hét elteltével az alapvonallal szemben a teljes vizsgált csoportban. Piros LF + RM − C, kék HF − RM + C. HF, nagy frekvencia; LF, alacsony frekvencia.

Következtetések

Ez a randomizált, kontrollált, 8 héten keresztül folytatott kísérleti vizsgálat elhízott, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő személyeknél azt mutatja, hogy két alacsony energiatartalmú étrend, amely rost-, vörös hús- és kávéfogyasztásban különbözik, összehasonlítható súlycsökkenést és a pulzus csökkenését eredményezte. A HRV változásai azonban a vizsgálat során nem különböztek mindkét alacsony energiatartalmú étrend között. 8 hét elteltével a fokozott vagális aktivitás nem társult az inzulinérzékenység és a szubklinikai gyulladás változásaival, hanem fokozott oxidatív glükózfelhasználással és csökkent zsíroxidációval.

Azt, hogy a különféle, korlátozott energiájú étrendek eltérő módon befolyásolhatják-e a szív ANS működését, korábban nem értékelték elhízott, cukorbetegeknél. Különböző étrendi módosítások kimutatták, hogy fokozzák a vagális aktivitást anélkül, hogy súlyvesztést indukálnának. Normotenzív, premenopauzás normál testsúlyú nőknél a HRV alacsony zsírtartalmú étrend után növekedett a 2 hét utáni magas zsírtartalmú étrendhez képest, miközben a testsúly változatlan maradt (26). Az atlanti-óceáni lazac diéta után, amelyet 5 hónapos időtartamra nyújtottak a férfiaknak hetente, a vagális aktivitás megnőtt a kontroll nélküli étrendhez képest, alternatív étkezéssel (pl. Csirke, sertés, marha) hal nélkül (27). Ezzel szemben a szívkoszorúér-betegségben szenvedő egyéneknél a zsíros vagy sovány (fehér) halakban gazdag étrend nem eredményezte a HRV változását 8 hét után (28). A 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő, közepes zsírtartalmú étrend (33% zsír), amely pisztáciát (a teljes energia 20% -a) tartalmazott 4 héten keresztül, javított néhány HRV-mérést egy alacsony zsírtartalmú (27% zsírtartalmú) és magas kontroll diétához képest. szénhidrátokban (29).

A paraszimpatikus idegrendszer szabályozza a veleszületett immunválaszokat és a gyulladásokat a kórokozók inváziója és szöveti sérülés során. Azt a fiziológiás mechanizmust, amely révén a paraszimpatikus idegrendszer szabályozza az immunfunkciókat és gátolja a túlzott gyulladásos proinflammatorikus citokintermelést, „gyulladásos reflexnek” nevezik (4). Megalapozott, hogy a súlycsökkentés számos szisztémás gyulladásos tényező szintjét csökkenti, és a súlycsökkenés mellett a magas élelmi rostbevitel a gyulladásos markerek, például az IL-6 csökkenésével járt együtt (39). Azonban csak a proinflammatorikus citokin IL-18 csökkenését figyeltük meg a HF-RM + C diéta után, az IL-6, IL-1RA és az adiponektin változását azonban nem. Lehetséges, hogy a mérsékelt súlycsökkenés vagy a viszonylag kis mintaméret kizárta a szisztémás gyulladás finom változásainak kimutatását.

A jelenlegi vizsgálat erősségei az ellenőrzött tervezés és a metabolikus, immunológiai és funkcionális módszerekkel végzett részletes fenotipizálás, de vannak bizonyos korlátai is. Először is, a viszonylag kis mintaméret miatt ez a kísérleti vizsgálat nem volt megfelelő erővel a HRV-változások különbségeinek kimutatására a csoportok között. Az utólagos statisztikai teljesítményszámításból kiderült, hogy minden csoportban 132 alanyra lenne szükség a 80% -os teljesítmény eléréséhez, hogy észleljék a csoportok közötti, az alapfrekvenciától a 8 hétig tartó alacsony frekvencia/nagy frekvencia arány változásának jelentős különbségét. Másodszor, a vizsgálat időtartama viszonylag rövid volt, és a súlycsökkenés mértéke közepes volt. Harmadszor, nem lehet megkülönböztetni a két étrend mindegyikében módosított három étrendi összetevő lehetséges hatásait.

Összegzésképpen elmondható, hogy ez a 8 hetes randomizált, kontrollált kísérleti vizsgálat elhízott, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő személyeknél azt mutatta, hogy két alacsony energiafelhasználású étrend, amely rost-, vörös hús- és kávéfogyasztásban különbözik, hasonló súlyvesztést, a pulzus csökkenését és a HRV a kiindulási értéktől a 8. hétig. A vagális aktivitás javulása 8 hét elteltével fokozott oxidatív glükózfelhasználással és csökkent zsíroxidációval társult, de nem az inzulinérzékenység és a szubklinikai gyulladás változásával. Nagyszabású ellenőrzött vizsgálatokra van szükség ezen megállapítások megerősítéséhez és annak megállapításához, hogy az autonóm tónus kedvező modulációja a szimpatikus hajtóerő csökkentése felé vezethető-e a cukorbetegek kardiovaszkuláris végpontjainak csökkenésébe.

Cikk információk

Köszönetnyilvánítás. A szerzők köszönetet mondanak N. Achterathnak, M. Behlernek, D. Caasen-Findeisennek, P. Firouzi, P. Heidkamp, S. Idler, A. Junker, I. Latta, A. Morcienitz, A. Nagel, U. Partke, B Platzbecker, C. Preuss, D. Seeger, D. Scheibelhut, R. Schreiner, M. Schroers-Teuber és M. Schulte, akik mindegyike kapcsolatban áll a Német Diabétesz Központtal, kiváló technikai segítségért és a betegek.

Finanszírozás. Ezt a tanulmányt Észak-Rajna-Vesztfália állam Tudományos és Kutatási Minisztériuma, a Német Szövetségi Egészségügyi Minisztérium, a Szövetségi Kutatási Minisztérium támogatta a Cukorbetegség Kutató Központjának, valamint a Helmholtz Szövetségnek A környezeti anyagcsere-betegségek leképezése és gyógyítása.

Érdeklődési kettősség. A cikk szempontjából lényeges összeférhetetlenségről nem számoltak be.