Вплив короткочасної дуже низькокалорійної дієти на внутрішньоклітинну чутливість до ліпідів та інсуліну у
Крістіна Лара-Кастро
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Бредлі Р Новачок
2 Відділ діагностичних та терапевтичних наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Дженніфер Роуелл
3 Медичний факультет Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Пенні Уоллес
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Сара М. Шонессі
4 Кафедра медицини Медичного університету Південної Кароліни, Чарльстон, Південна Кароліна
Джуліан Муньос
1 Департамент наук про харчування, Університет Алабами, Бірмінгем, Алабама
Аланна М Шифлетт
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Дана Й Рігсбі
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Жаннін С Лоуренс
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Даріл Е Бонінг
5 Кафедра радіології Медичного університету Південної Кароліни, Чарльстон, Південна Кароліна
Стівен Бухталь
2 Відділ діагностичних та терапевтичних наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
Ш Тимоті Гарві
1 Відділ харчових наук Університету Алабами, Бірмінгем, Алабама
4 Кафедра медицини Медичного університету Південної Кароліни, Чарльстон, Південна Кароліна
6 Бірмінгемський медичний центр у справах ветеранів, Бірмінгем, Алабама
Анотація
Об’єктивна
Вивчити вплив короткочасної дуже низькокалорійної дієти (VLCD) на внутрішньоклітинний ліпід (IMCL), загальний вміст жиру в організмі та чутливість до інсуліну у групи хворих на цукровий діабет та діабетиків типу 2 (T2DM) із ожирінням.
Методи та процедури дослідження
Сім нелікованих пацієнтів з Т2DM та 5 осіб із ожирінням, які не страждають на цукровий діабет, вивчали до і після 6-денного ДХД з використанням протонно-магнітно-резонансної спектроскопії для кількісної оцінки IMCL, DXA для оцінки жиру в організмі та гіперінсулінемічно-евглікемічних затискачів для вимірювання периферичної чутливості до інсуліну.
Результати
В обох групах зменшення загальної маси жиру та ІМТ було незначним, але статистично значущим. Навпаки, дієта призвела до вираженого зниження IMCL порівняно з вихідними значеннями у не діабетиків (56% зниження) та T2DM (40% зниження), P Ключові слова: розподіл жиру в організмі, обмеження калорій, метаболічний синдром
Вступ
Дизайн та методи дослідження
Характеристика предмета
Ми вивчили 12 (10 жінок, 2 чоловіки) осіб із надмірною вагою та ожирінням з Т2ДМ та без нього (10), а клінічні характеристики досліджуваної групи наведені в таблиці 1. Середній рівень HbA1c у T2DM становив 8,6 ± 1,3. До дослідження всі пацієнти з Т2ДМ (n = 7) лікувались дієтою або сульфонілсечовиною та/або метформіном, але були відмінені від терапії щонайменше на 3 тижні та проходили амбулаторне спостереження. Середня вихідна вага повинна була бути стабільною (± 3%) принаймні за 3 місяці до дослідження, і жоден із досліджуваних не займався регулярними фізичними вправами. Жоден з добровольців не мав серцево-судинних, ниркових або печінкових захворювань, і всі вони були хімічно еутиреоїдними. Жоден суб’єкт не приймав жодних фармакологічних засобів, які, як відомо, впливають на гомеостаз вуглеводів, ліпіди або метаболізм ліпопротеїнів. Протоколи були схвалені Інституційною комісією з огляду, і письмова поінформована згода була отримана від кожного суб’єкта.
ТАБЛИЦЯ 1
Зміни у складі тіла та метаболічних параметрах на початковому рівні та після 6-денної дуже низькокалорійної дієти у досліджуваних групах
| Вік | 38 ± 12 | 43 ± 6 | ||
| ІМТ (кг/м 2) | 36 ± 5 | 35 ± 5 * | 37 ± 7 | 35 ± 7 † |
| Маса жиру (кг) | 44 ± 10 | 43 ± 10 | 45 ± 19 | 44 ± 18 |
| Нежирна маса тіла (кг) | 43 ± 4 | 42 ± 4 | 58 ± 10 | 56 ± 9 |
| % жиру | 49 ± 5 | 49 ± 5 | 41 ± 11 | 41 ± 11 |
| Талія (см) | 99 ± 10 | 96 ± 9 * | 117 ± 14 | 113 ± 15 * |
| IMCL (а.у.) | 7,9 ± 3,0 | 3,6 ± 2,0 † | 18,6 ± 13,7 | 11,2 ± 10,9 * |
| Глюкоза в плазмі натще (ммоль/л) | 5,05 ± 0,55 | 4,77 ± 0,22 | 11,93 ± 4,44 ‡ | 9,82 ± 3,71 |
| Інсулін у плазмі натще (пмоль/л) | 144 ± 72 | 84 ± 18 | 90 ± 72 | 78 ± 72 |
| НДР (мг · кг −1 · хв) | 13,3 ± 2,2 | 14,7 ± 1,8 | 6,4 ± 1,5 ‡ | 7,5 ± 1,1 |
| HOMA-IR | 5,5 ± 2,6 | 3,8 ± 1,4 * | 6,9 ± 4,0 | 5,4 ± 5,1 * |
| Адипонектин (мкг/мл) | 7,4 ± 1,8 | 7,8 ± 0,8 | 7,8 ± 2,1 | 6,2 ± 2,1 |
| RQ | 0,85 ± 0,02 | 0,79 ± 0,06 | 0,78 ± 0,05 ‡ | 0,80 ± 0,02 |
| Окислення жиру (г/кг фунтів на добу/добу | 1,3 ± 0,2 | 1,9 ± 0,6 | 2,0 ± 0,7 ‡ | 1,8 ± 0,1 |
| Окислення глюкози (г/кглм/добу) | 3,7 ± 1,2 | 2,5 ± 1,4 | 1,5 ± 1,2 ‡ | 1,9 ± 0,7 |
| FFA (ммоль/л) | 400 ± 120 | 680 ± 90 † | 570 ± 100 | 710 ± 180 * |
Значно відрізняється від вихідного рівня в групі:
Протокол гіпокалорійного годування
Після медичного обстеження добровольці були прийняті в стаціонар до ГКРЗ в другій половині дня і протягом наступних 3 днів урівноважені на ізокалорійній дієті, що містить 50% вуглеводів, 30% жирів і 20% білка за допомогою зареєстрованого дієтолога, який працював з пацієнтами протягом тривалості протоколу. Були проведені базові дослідження, включаючи антропометрію, оральний тест на толерантність до глюкози (OGTT), двоенергетичну рентгенівську абсорбціометрію (DEXA) для складу тіла, оцінку протонної магнітно-резонансної спектроскопії (1 H MRS) IMCL, непряму калориметрію та дослідження гіперінсулінемічного затиску для оцінити чутливість до інсуліну. На 4 день прийому пацієнти розпочали дієту з дуже низьким вмістом калорій (VLCD), що містить 700 ккал/день, з таким самим розподілом макроелементів, як і в початковій дієті. Пацієнти залишались на цій дієті протягом 6 днів. Наприкінці цього періоду метаболічні дослідження, проведені на початковому рівні, повторювались для оцінки ефектів дієтичного втручання. Під час цих повторних вимірювань VLCD продовжував гарантувати, що суб'єкти підтримувались у стані негативного енергетичного балансу. Протягом усього дослідження учасники залишалися стаціонарними пацієнтами, і всі страви готували та забезпечували метаболічні кухні GCRC.
Стандартні 75-г пероральні тести на толерантність до глюкози проводили після 12-годинного голодування протягом ночі (10). Серед 5 суб'єктів, які не страждають на діабет, 4 суб'єкти були класифіковані як такі, що мають нормальну OGTT, і 1 виявлено з порушенням рівня глюкози натще. У семи пацієнтів був T2DM.
Чутливість до інсуліну
Індекс чутливості до інсуліну HOMA
Індекс оцінки гомеостатичної моделі використовували для визначення рівнів резистентності до інсуліну з використанням рівнів інсуліну та глюкози натще і формули = [глюкоза (в мілімолях на літр) х інсулін (у мікроодиницях на мілілітр)]/22,5. Індекс HOMA був розрахований для всіх суб'єктів до та після втручання та представлений як доповнення до даних про гіперінсулінемічні затискачі, які були доступні не для всіх пацієнтів, як пояснювалося вище.
Внутрішньоклітинний ліпід
Подібним чином усі дослідження у пацієнтів із ожирінням, які не страждають на цукровий діабет (n = 5), проводились на системі візуалізації та спектроскопії всього тіла 4,1 Т, підключеної до консолі Bruker (Bruker Instruments, Billerica, MA). Ноги всіх випробовуваних були розміщені в лабораторії, побудованій котушкою клітини 1 ч для птахів із витягнутим коліном та гомілковостопним суглобом у нейтральному положенні. IMCL вимірювали на цій системі за допомогою комерційно забезпеченої зрізової селективної послідовності 2D магнітно-резонансної спектроскопічної візуалізації (MRSI). Деталі щодо цієї техніки та відтворюваності цих методів були раніше опубліковані (12). Коротше кажучи, після придбання було підсумовано серію з 36 спектрів із зони інтересу 6 × 6 вокселів (ROI), щоб отримати єдиний спектр, який представляв площу підошви в 2,25 куб. См. Цей єдиний підсумований спектр - це те, що аналізували для кожного суб’єкта. У всіх подальших дослідженнях у цій групі пацієнтів місце зрізу MRSI та місце підсумованої рентабельності інвестицій залишалися незмінними.
Всі спектри були проаналізовані шляхом підгонки пікових положень та площ через підгонку часової області за допомогою jMRUI (користувальницький інтерфейс на основі Java-магнітного резонансу) (13). Використовувались ті самі процедури припасування, незалежно від системи, яка використовувалась для отримання спектрів, і всі моделі пристосування та набори інформації про попередні знання були раніше опубліковані (14–17). Щоб врахувати повсякденні зміни в продуктивності системи, наш протокол нормалізував пікові амплітуди IMCL до відповідної внутрішньої пікової амплітуди води в тому ж місці м’язів. Це схоже на методологію, описану Krssak et al. (18). Усі області піків у цьому дослідженні виражаються у довільних одиницях на площу пікселя щодо внутрішньої води і були скориговані на ефекти релаксації за допомогою опублікованих T1 та T2 для води та IMCL при 1,5T (19) та 4T (20). Використання комбінації внутрішньої води як еталону інтенсивності з корекцією ефектів релаксації T1 і T2 дозволяє нам порівняти вимірювання IMCL 1,5T та 4,1T у наших досліджуваних групах.
Непряма калориметрія
Після нічного голодування витрати енергії у спокої, окислення жиру та окислення вуглеводів вимірювали непрямою калориметрією за допомогою метаболічного монітора Deltratrac (Deltratrac II, SensorMedics, Yorba Linda, CA), як описано раніше (21). Вимірювання розпочали після 30 хвилин відпочинку, лежачи лежачи на ліжку. Повітря, що закінчилося, збирали за допомогою вентиляційної системи навісу розміру для дорослих протягом 20 хвилин після 10-хвилинної рівноваги. Споживання кисню у всьому організмі (VO2) та вироблення СО2 (VCO2) розраховувались шляхом вимірювання градієнтів через грань та швидкості потоку повітря за допомогою перетворення Haldane. Швидкості окислення ліпідів та вуглеводів визначали з коефіцієнта дихання та нормували на кг метаболічно активної маси тіла, як описано раніше (21).
Антропометричний і склад тіла
Індекс маси тіла (ІМТ) вимірювали як вагу в кілограмах, поділену на зріст у метрах квадратних (кг/м 2). Розподіл жиру оцінювали за окружністю талії та стегон (см) за допомогою рулетки з контролем натягу від Novel Products. Сканування DEXA проводили з використанням DPX-L (Lunar Radiation Corp., Madison, WI) з використанням версії програмного забезпечення 1.33 (Lunar Corp.) і забезпечували виміри складу тіла, включаючи загальний жир,% жиру та нежирну масу тіла. кісткової маси. Нежирна маса тіла використовувалась для нормалізації швидкості утилізації глюкози та окислення палива.
Інші аналізи
Глюкозу в плазмі крові вимірювали методом глюкозооксидази за допомогою аналізатора глюкози (YSI 2300; Yellow Springs Instruments, Yellow Springs, OH). Рівні інсуліну в сироватці крові вимірювали за допомогою електрохімілюмінесцентного імунологічного аналізу (Roche Diagnostics, Мангейм, Німеччина). У нашій лабораторії цей аналіз має середній коефіцієнт варіації в межах аналізу 5%, а середній коефіцієнт варіації між тестами - 6%. Рівні адипонектину в плазмі крові вимірювали за допомогою набору ELISA (Linco Research Co ®). Безжирні жирні кислоти у плазмі крові вимірювали за допомогою набору NEFA C (Wako Chemicals, Richmond, VA), як описано виробником, коефіцієнт варіації внутрішньоаналітичного коефіцієнта становить 0,8%.
Статистичний аналіз
Ефекти 6-денної дієти з дуже низьким вмістом калорій у хворих на цукровий діабет та при СД2
Виноски
Заява видавця: Це PDF-файл нередагованого рукопису, який прийнято до друку. Як послуга для наших клієнтів ми надаємо цю ранню версію рукопису. Рукопис пройде копіювання, набір версій та перегляд отриманого доказу, перш ніж він буде опублікований у остаточній формі. Зверніть увагу, що під час виробничого процесу можуть бути виявлені помилки, які можуть вплинути на вміст, і всі юридичні застереження, що стосуються журналу, стосуються.