Krónikus táplálkozás az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség megelőzésére és kezelésére: egerektől férfiakig

Absztrakt

Az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség diagnosztizálásának gyakorisága folyamatosan csökken, az elsődleges életmódbeli változásokra (vagyis az étrendi szokások módosítására) vonatkozó jelenlegi ajánlásoknak korlátozott hatása van ezen anyagcsere-betegségek előfordulásának csökkentésére. A táplálkozási gyakorlatok megváltoztatásának elmulasztásának egyik oka az, hogy a jelenlegi étrendi ajánlások irreálisak lehetnek a felnőttek többsége számára. Valójában az energiasűrű, tápanyag-szegény ételek éjjel-nappal történő hozzáférése kihívást jelent a táplálkozási szokások hosszú távú megváltoztatásában. Ezért sürgősen újításokra van szükség a bizonyítékokon alapuló diétás beavatkozások végrehajtásában, hogy megmentsék a mai életmódunk által a cirkadián biológiára gyakorolt káros hatásokat. Annak egyre növekvő felismerésével, hogy az élelmiszer napi fogyasztásának időtartama mély hatással van számos fiziológiai és anyagcsere-folyamatra, megvitatjuk az étrendi protokollokat, amelyek módosítják a időzítés az étrend-bevitel szándékos megváltoztatása érdekében az etetési-koplalási ciklus érdekében. Az ilyen krónotáplálkozási funkciók optimalizálják az anyagcserét azáltal, hogy időzítik a tápanyagbevitelt az anyagcsere ritmusának akrofázisaiba, hogy javítsák az egész test inzulinérzékenységét és a glikémiás kontrollt, és ezáltal pozitívan befolyásolják az anyagcsere egészségét.

Bevezetés és háttér

A diabéteszes betegek jelenlegi táplálkozási irányelveinek alakulása: Hogyan jutottunk el ide?

Az elmúlt 25 év során a cukorbetegek táplálkozásának kezelésére vonatkozó klinikai gyakorlati irányelvek szélesebb, rugalmasabb makrotáp-eloszlás felé mozdultak el, amely ma már a minőséget hangsúlyozza a mennyiség helyett [3]. A Diabetes UK 2011 irányelvei jobb szénhidrátkezelést ösztönöznek a vércukorszint szabályozására, rugalmasabb megközelítéssel a fogyáshoz [4]. De sok egyén számára az étrendi beavatkozás legnagyobb kihívása továbbra is „mit és mit nem szabad enni”, és az étkezési tervek követése. Míg az Amerikai Diabetes Szövetség rámutat, hogy az étkezés tervezését egyedivé kell tenni, és „a különböző típusú étkezési szokások elfogadhatók a 2-es típusú cukorbetegség kezelésében” [2], az egyes betegek táplálkozásról való oktatása időigényes: a speciális multidiszciplináris diabéteszközpontokon kívül képzett táplálkozási szakemberek/oktatók állnak rendelkezésre, a cukorbetegek táplálkozási tanácsai általánosak és gyakran nehezen válthatók szabad életkörülményekké. Nyilvánvaló, hogy újításokra van szükség a bizonyítékokon alapuló étrendi beavatkozásokhoz, amelyek egyszerűen érthetők és könnyen beépíthetők a mindennapi életbe, és amelyek klinikailag előnyös egészségügyi eredményeket váltanak ki.

Cirkadián biológia és anyagcsere-egészségügy

A cirkadián ritmusokat úgy definiáljuk

A perifériás órákon a fény mellett a táplálékfelvétel is fontos. A diéta makrotápanyag-tartalmától függően a cirkadián ciklusokat speciális anyagcsere-utakat követve programozzák át [18]. Nagy teljesítményű metabolomika segítségével kimutatták, hogy az összes egérszövet és szerv a metabolitok több mint 50% -ánál mutat rezgéseket [18, 19]. Így az óra nagyszámú metabolikus útvonalat vezérel, amelyek a napszaktól függően többé-kevésbé rá vannak hangolva a különféle táplálkozási hatásokkal való megbirkózásra. Ésszerű, hogy az étkezés ideje befolyásolja a perifériás szövetek óráinak fázisát [20]. Sejtszinten a cirkadián óra transzkripciós faktorok révén szabályozza a tápanyag-kihívásokat, amelyek a tápanyagtranszportban, -felvételben, -hasznosításban és -tárolásban szabályozó szerepű gének expresszióját modulálják [16]. Az etetés és a koplalás akut módon aktiválja a tápanyag-érzékelő utakat, amelyek transzkripciós és poszttranszkripciós szinten hatnak a sejtek tápanyag-homeosztázisának fenntartására [16, 21].

Chrono-táplálkozás

Az ezen étrendi protokollokból származó számos egészségügyi előny evolúciósan konzervált sejtválaszokat vált ki, amelyek egész szervet átfogóan összehangoltan lépnek fel az oxidatív és metabolikus stressz elleni belső védekezés szabályozásában, ami a szubsztrát anyagcseréjének változását és a sejtek forgalmának fokozódását eredményezi a fehérje homeosztázis fenntartása érdekében [lásd: 17, 29, 30, 32]. Mindazonáltal a kismodell organizmusok és az emberek közötti fiziológiai és metabolikus különbségek megnehezítik annak megjóslását, hogy az összehasonlítható étrendi beavatkozások hasonló fiziológiai és metabolikus hatásokat eredményeznek.

Egerektől férfiakig: IF és TRF preklinikai vizsgálatok

Számos fajok közötti különbséget kell figyelembe venni, amikor megkíséreljük az egereken végzett vizsgálatok eredményeit extrapolálni az emberi klinikai populációkra (1. ábra). Ide tartoznak, de nem korlátozódnak ezekre: (1) a testtömeg/méret különbségekkel kapcsolatos kérdések skálázása; (2) az önkéntes fizikai aktivitás éjszakai mintázata az egerek aktív fázisában, szemben az emberben az ülő viselkedés napi mintáival (az inaktív fázis); (3) eltérő táplálkozási szokások, amelyekben az egerek általában a teljes napi táplálékot néhány órán belül elfogyasztják, szemben az ismételt és hosszan tartó étkezésekkel az embereknél, általában 12–14 órával a nap első és utolsó energiafogyasztása között; és (4) a szubsztrátkezelés és az oxidáció mintázatának különbségei, különösen edzés közben, amelynek során az egerek nagyobb mértékben támaszkodnak a vér által hordozott szubsztrátokra, míg az emberek nagyobb mértékben támaszkodnak az intramuszkuláris üzemanyagokra.

Egerektől férfiakig. Számos fajközi különbséget kell figyelembe venni, amikor megkíséreljük általánosítani az anyagcsere-betegség különböző egérmodelljeiben végzett vizsgálatok eredményeit az emberi klinikai populációkra. Ide tartoznak a testtömeg-különbségek skálázásával kapcsolatos kérdések, valamint az éjszakai és a napi táplálékbevitel és a fizikai aktivitás/inaktivitás időbeli mintái, amelyek befolyásolják a szubsztrátkezelést, a szövetek tárolási profilját és az egész test anyagcseréjét. Számos géntechnológiával módosított egérmodell jelentõs elõnyökkel jár a sejt- és molekuláris mechanizmusok vizsgálatában, amelyek végül közvetlen transzlációs értéket képviselhetnek a számos emberi anyagcsere-betegség alapjául szolgáló folyamatok felfedezésében. Ez az ábra letölthető diaként érhető el

A fajok közötti különbségek ellenére a különböző rágcsáló-betegségmodellek vizsgálata kimutatta, hogy a CER, IF és TRF válogatott protokolljai javítják a csökkent kóros elhízáshoz és a 2-es típusú cukorbetegséghez társuló többféle kardiometabolikus biomarkert, ideértve az inzulinérzékenység javulását, az ektópiás zsír felhalmozódásának csökkentését, a megnövekedett soványságot tömeg és csökkent szisztémás gyulladás [21, 31, 35, 37, 38]. A TRF kapcsán meg kell jegyezni, hogy ennek a beavatkozásnak nagyon eltérő metabolikus eredményei vannak, amikor a nap aktív és inaktív szakaszában hajtják végre. Ban ben db/db az egerek az inaktív fázishoz képest az aktív fázisban a TRF képes helyreállítani a normális alvás – ébrenlét ciklust, és növeli az alvás időtartamát is [39]. Amikor az emberek ettek és aludtak

Gill és Panda [44] elsőként számoltak be arról, hogy a túlsúlyos emberek TRF-je mérsékelt súlycsökkenést váltott ki, miután az egyének étkezési idejüket> 14-ről csökkentették