Abstract

Manipularea afectată a glucozei postprandiale și inflamația sistemică de grad scăzut sunt factori de risc pentru dezvoltarea rezistenței la insulină la persoanele cu supraponderalitate sau obezitate. Ingerarea acută de antociani îmbunătățește răspunsurile postprandiale ale glucozei la o singură masă bogată în carbohidrați în condiții strict controlate.

Scop

Examinați dacă suplimentarea acută și pe termen scurt cu extract de coacăz negru din Noua Zeelandă (NZBC) bogat în antocianină poate îmbunătăți răspunsurile postprandiale ale glucozei la mesele mixte cu macronutrienți.

Metode

Douăzeci și cinci de persoane sedentare supraponderale (IMC> 25 kg m 2) au participat la unul dintre următoarele studii dublu-orb, controlate randomizat: (1) ingestie de 600 mg extract NZBC sau placebo înainte de consumul unui conținut ridicat de carbohidrați, masă lichidă grasă (n = 12); (2) Suplimentare de 8 zile cu extract NZBC (600 mg zi -1) sau placebo, cu sensibilitate la insulină și markeri de inflamație evaluați în ziua 7 și glucoză postprandială de viață liberă (monitorizare continuă a glucozei) evaluată în ziua 8n = 13).

Rezultate

O doză unică de extract NZBC nu a avut niciun efect asupra răspunsurilor la 3 ore postprandiale de glucoză, insulină sau trigliceride. Cu toate acestea, ca răspuns la suplimentarea pe termen scurt a extractului NZBC, sensibilitatea la insulină a fost îmbunătățită (+ 22%; P = 0,011), concentrațiile circulante de proteine ​​C reactive au scăzutP = 0,008), iar răspunsurile de glucoză postprandiale de viață liberă atât la micul dejun, cât și la mesele de prânz au fost reduse - -9%, respectiv -8%; P

Introducere

Studiile de intervenție nutrițională care investighează efectul consumului acut de extract de coacăz negru asupra răspunsurilor postprandiale nu oferă informații cu privire la adaptarea potențială la aportul repetat. Pentru a încerca să abordăm acest lucru, Willems și colab. [15] a investigat efectul suplimentării pe termen scurt (7 zile) cu pudră de coacăz negru din Noua Zeelandă (NZBC) și a demonstrat reduceri ale glicemiei și ale insulinei postprandiale la o provocare a glucozei. Nu s-a evaluat dacă pulberea NZBC a îmbunătățit sensibilitatea la insulină a întregului corp. Mai mult, acest studiu nu a inclus un braț placebo și a fost efectuat la persoane sănătoase. Prin urmare, este necesar acum un studiu controlat randomizat pentru a investiga efectele suplimentării pe termen scurt a extractului de coacăz negru la persoanele cu sensibilitate mai mică la insulină, cum ar fi cele cu supraponderalitate sau obezitate.

Au fost efectuate două studii controlate randomizate separate, dar inter-asociate, pentru a investiga eficacitatea antocianelor de coacăze negre ca o strategie nutrițională simplă pentru a reduce factorii de risc T2D la persoanele supraponderale și obeze. În primul rând, a fost examinată ipoteza că aportul acut de extract NZBC ar îmbunătăți răspunsurile postprandiale de glucoză plasmatică, insulină și trigliceride la o masă bogată în carbohidrați și bogată în grăsimi. În al doilea rând, a fost investigată ipoteza că aportul pe termen scurt (8 zile) de extract de NZBC ar îmbunătăți sensibilitatea la insulină și excursiile postprandiale de glucoză în viață liberă (în condiții dietetice standardizate), precum și ar reduce biomarkerii inflamației la persoanele supraponderale/obeze.

Metode

Participanți

Un total de 25 supraponderali (IMC 28,8 ± 3,9 kg m −2), lucrători inactivi de birou, care vor lua parte la două studii interdependente, dar separate. Caracteristicile participanților la fiecare studiu sunt prezentate în tabelul 1. Participanții au fost considerați inactivi dacă au efectuat tabelul 1 Caracteristicile participanților

Proceduri de screening

Procedurile de screening au fost identice pentru ambele studii. În timpul unei vizite inițiale, înălțimea și greutatea au fost măsurate pentru a determina IMC și s-a efectuat o evaluare a compoziției corpului utilizând impedanța bioelectrică (Tanita BC 418 MA Segmental Body Composition Analyzer, Tanita, Japonia). Aportul alimentar obișnuit a fost evaluat folosind un jurnal scris timp de 72 de ore, cu jurnalele analizate pentru aportul total de energie și compoziția macronutrienților din dietă utilizând software-ul Nutritics (Nutritics Ltd, Dublin, Irlanda). La prima vizită, participanții au completat, de asemenea, un chestionar privind frecvența alimentelor, care enumera cantitatea și frecvența alimentelor și băuturilor care conțin antocianină, compilate din baza de date Phenol Explorer [23]. Înmulțind conținutul de antocianină al mărimii porției cu frecvența totală de consum a fiecărui aliment, sa calculat aportul zilnic de antocianină (Tabelul 1).

Studiul 1 proiect experimental - suplimentarea acută

Studiul 2 proiect experimental - suplimentarea pe termen scurt

Monitorizarea continuă a glucozei

O sondă Dexcom G4 Platinum CGM (Dexcom, San Diego, CA, SUA) a fost inserată subcutanat în regiunea abdominală inferioară în ziua 5 a fiecărei perioade de suplimentare. Acest lucru a oferit timp adecvat pentru „așternut în pat” și pentru ca participanții să se obișnuiască cu utilizarea CGMS. Participanții au fost instruiți cum să utilizeze dispozitivul și au fost instruiți să calibreze dispozitivul de cel puțin patru ori pe zi, folosind probe de sânge capilar. Monitorul a rămas pe loc pentru următoarele 4 zile, timp în care participanților li s-a oferit o dietă standardizată de consumat, care a fost potrivită cu aportul obișnuit de energie, dar cu un set de conținut de macronutrienți (a se vedea Tabelul 2 pentru o prezentare generală a energiei și a compoziției macronutrienților). În ziua 8, au fost evaluate răspunsurile libere de glucoză. În această zi, participanții au fost instruiți să își desfășoare activitățile zilnice obișnuite, dar să-și consume mesele la momente predefinite; Mic dejun de la 7 la 9 dimineața, prânz de la 12 la 14 și masa de seară de la 17 la 19. Aceste perioade au fost alese pentru a se asigura că a existat un minim de 3 ore postprandial între mese.

Analiza probei de sânge

În ambele studii, probele de plasmă pentru fiecare punct de timp au fost obținute după centrifugare (10 min la 1000 g la 4 ° C) și stocate la - 80 ° C pentru analize ulterioare. Concentrațiile plasmatice de glucoză și trigliceride au fost determinate spectrofotometric folosind un analizor semiautomatic în combinație cu kituri disponibile comercial (Randox Laboratories, Antrim, Marea Britanie). Concentrațiile de insulină plasmatică, interleukină-6 (hsIL-6) de înaltă sensibilitate, proteine ​​C reactive (CRP) și concentrații de hsTNF-were au fost determinate folosind kituri ELISA disponibile comercial (Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Marea Britanie). Pentru toate testele, coeficientul de variație intra-test a fost ≤ 8,5%, iar coeficientul de variație inter-test a fost ≤ 9,8%. Sensibilitatea analitică a testelor pentru insulină, CRP, hsIL-6 și hsTNF-ɑ a fost de 0,17 µIU mL -1, -1, 0,03 pg mL -1, respectiv 0,13 pg mL -1. Fiecare probă a fost analizată în duplicat.

Calcule și analize statistice

Rezultate

Studiul 1 - suplimentarea acută

Răspunsurile la glucoză plasmatică, insulină și trigliceride la băutura de testare carbohidrați-grăsimi sunt prezentate în Fig. 2. Concentrațiile inițiale de glucoză plasmatică, insulină și trigliceride nu au fost diferite între condiții. Ca răspuns la băutura testată cu carbohidrați și grăsimi, au existat efecte principale în timp pentru concentrațiile plasmatice de glucoză și insulină (P = 0,02), deși nici concentrațiile maxime de glucoză și insulină nu au diferit între condiții. În schimb, nu a existat niciun efect principal al timpului pentru concentrațiile plasmatice de trigliceride ca răspuns la băutura de testare carbohidrați-grăsimi (P = 0,21). În cele din urmă, AUCglucoza, AUCinsulina sau AUCtriglicerida nu au fost diferite între condiții.

coacăz

Prezentare schematică a protocolului experimental pentru studiu 2. Participanții au întreprins suplimentarea timp de 8 zile cu extract NZBC (210 mg antociani pe zi) sau placebo, într-un design randomizat, dublu-orb. În ziua 1, participanții au furnizat o probă de sânge postită * și s-au întors la laborator în ziua 5 pentru a fi echipat cu un sistem continuu de monitorizare a glucozei (CGMS). A fost oferită o dietă standardizată în zilele 6, 7 și 8 (50% carbohidrați, 30% grăsimi, 20% proteine), potrivită cu aportul de energie obișnuit al fiecărui participant. Participanții au fost supuși unui test oral de toleranță la glucoză (OGTT) în ziua 7, iar concentrațiile de glucoză de 24 de ore au fost colectate în condiții de viață liberă în ziua 8 folosind CGMS.

Răspunsuri postprandiale la ingestia acută de extract NZBC sau placebo. Participanții au ingerat o doză unică de extract NZBC (210 mg antocianine) sau placebo, într-un design randomizat, dublu-orb, cu 30 de minute înainte de a consuma o masă lichidă bogată în carbohidrați (75 g glucoză), bogată în grăsimi (50 g). 3 ore glucoză plasmatică postprandială (A), insulină serică (c) și concentrațiile plasmatice ale trigliceridelor (e), și zona corespunzătoare sub curbă (b, d, f, respectiv). Valorile sunt prezentate ca mijloace ± S.D. (n = 12)

Studiul 2 - suplimentarea pe termen scurt

Toleranță la glucoză și sensibilitate la insulină (Fig. 3)

Concentrațiile plasmatice de glucoză și insulină în jeun nu au fost diferite între condiții. A existat un efect de timp principal atât pentru glucoză (P −1; P = 0,003), 60 min (- 1,3 ± 1,0 mmol L -1; P = 0,001) și 90 min (- 0,8 ± 0,7 mmol L -1; P = 0,008) din OGTT. În cele din urmă, ambele AUCglucoză (- 76 ± 48 mmol L -1,120 min -1; - 8%; P −1 .120 min −1; - 14%; P = 0,032) au fost reduse după suplimentarea cu NZBC comparativ cu placebo. În timp ce indicele HOMA al sensibilității la insulină a avut tendința de a se îmbunătăți după suplimentarea cu NZBC (placebo: 5,1 ± 2,5, NZBC: 4,4 ± 2,0; P = 0,053), sensibilitatea la insulină a întregului corp evaluată utilizând sensibilitatea la insulină Matsuda a fost semnificativ crescută (22%; P = 0,011) ca răspuns la suplimentarea NZBC comparativ cu placebo.

Excursii libere de glucoză și variabilitate glicemică

Răspunsul la glicemie AUC postprandial de 3 ore a fost cu 9% mai mic la micul dejun (-99 ± 110 mmol L -1,120 min -1; P = 0,01) și cu 8% mai mic la prânz în ziua liberă (-82 ± 105 mmol L −1 .120 min −1 P = 0,021) după suplimentarea NZBC comparativ cu placebo (Fig. 4). Cu toate acestea, răspunsul de 3 ore postprandial al AUCglucozei la cină nu a fost semnificativ diferit între condiții (Fig. 4). Nivelul mediu de glucoză la micul dejun a fost semnificativ mai mic după suplimentarea cu NZBC (P = 0,03), au fost mai mici la prânzP = 0,059), dar nu a fost diferit la cină (Tabelul 3). Nici nivelurile maxime de glucoză, nici nivelurile finale de glucoză postprandială după fiecare masă în timpul zilei de viață liberă, nu au fost diferite între condiții (Tabelul 3).

Markeri inflamatori (Tabelul 4)

Concentrațiile serice de CRP au fost reduse ca răspuns la suplimentarea cu NZBC (P = 0,008), dar nu ca răspuns la placebo. În schimb, suplimentarea cu NZBC nu a avut niciun efect al concentrațiilor serice de hsIL-6 sau hsTNF-ɑ. Toate valorile s-au încadrat în limitele de detecție pentru fiecare test.

Discuţie

Principalele observații noi din cele două studii descrise sunt: ​​(1) ingestia acută de extract NZBC nu a îmbunătățit răspunsurile postprandiale de glucoză, insulină sau trigliceride la o masă bogată în carbohidrați, bogată în grăsimi la persoanele cu supraponderalitate sau obezitate; și (2) suplimentarea pe termen scurt (8 zile) cu extract NZBC a îmbunătățit răspunsurile postprandiale de viață liberă la glucoză și a crescut sensibilitatea la insulină a întregului corp la persoanele cu supraponderalitate sau obezitate. Luate împreună, aceste descoperiri sugerează că este necesară administrarea repetată de extract NZBC bogat în antocianină pentru a induce un efect benefic asupra sensibilității la insulină și a excursiilor postprandiale de glucoză la mesele mixte cu macronutrienți din lumea reală.

Deoarece nu a existat niciun beneficiu aparent al aportului acut de NZBC la răspunsurile postprandiale de glucoză, am investigat în continuare dacă a fost necesară administrarea repetată de extract NZBC pentru a îmbunătăți răspunsurile postprandiale de glucoză la mesele mixte cu macronutrienți. În consecință, a doua descoperire romană a acestui studiu este că aportul repetat de extract NZBC timp de 8 zile a redus răspunsurile postprandiale de glucoză atât la micul dejun, cât și la masa de prânz la persoanele cu supraponderalitate/obezitate. A fost remarcabil, totuși, că nu a existat nicio îmbunătățire a răspunsului postprandial la glucoză la cină, deși acest lucru s-ar putea datora, cel puțin parțial, din cauza proporției mai mici de carbohidrați din această masă (comparativ cu micul dejun și prânzul). Cu toate acestea, prin folosirea CGMS am putut observa, pentru prima dată, răspunsuri îmbunătățite ale glucozei postprandiale în condiții de viață liberă, deși cu control dietetic standardizat, în care participanții au fost instruiți să își mențină activitățile zilnice obișnuite. Natura translațională a datelor CGMS sugerează, prin urmare, că extractul NZBC ar putea fi o strategie nutrițională simplă pentru a îmbunătăți răspunsurile postprandiale ale glucozei în „lumea reală”.

Interesant este faptul că răspunsurile îmbunătățite ale glucozei postprandiale la mesele de mic dejun și prânz au avut loc în absența unei modificări a concentrațiilor maxime de glucoză postprandială, iar concentrațiile de glucoză 3 ore postprandiale (finale) au fost, de asemenea, similare între placebo și NZBC. Acest lucru sugerează că efectul general al extractului NZBC pare să fie legat de o rată crescută a clearance-ului glucozei. Pentru a susține această afirmație, s-a observat, de asemenea, o scădere semnificativă a concentrațiilor plasmatice de glucoză și insulină în timpul OGTT după suplimentarea cu extract de NZBC. Acesta din urmă este important în contextul OGTT, deoarece sugerează că este necesară mai puțină insulină pentru a elimina aceeași cantitate de glucoză din circulație. În conformitate cu acest lucru și pentru prima dată, datele noastre arată că aportul pe termen scurt de NZBC a îmbunătățit sensibilitatea la insulină a întregului corp la persoanele supraponderale și obeze. S-au raportat îmbunătățiri ale sensibilității la insulină după suplimentarea cu pulbere de afine bogată în antocianină timp de 6 săptămâni la persoanele obeze [11], dar nu afinele liofilizate timp de 6 luni la persoanele cu sindrom metabolic [29]. Dacă suplimentarea pe termen mai lung cu aport de NZBC are ca rezultat și o sensibilitate îmbunătățită la insulină, ar trebui să fie centrul lucrărilor viitoare.

Un punct forte al acestei lucrări este abilitatea de a demonstra că răspunsurile îmbunătățite ale glucozei postprandiale la mesele mixte cu macronutrienți au apărut numai după suplimentarea pe termen scurt cu extract de NZBC. Această observație a fost posibilă doar pentru că am examinat răspunsul timp-curs la aportul de NZBC, care în sine este un punct forte al studiului. Biodisponibilitatea antocianinelor este relativ scăzută; numai

În rezumat, arătăm pentru prima dată că aportul pe termen scurt, dar nu acut, de extract NZBC îmbunătățește manipularea postprandială a glucozei și sensibilitatea la insulină a întregului corp la persoanele cu supraponderalitate sau obezitate. Foarte important, efectul benefic al extractului NZBC a fost observat în condiții dietetice standardizate, dar altfel în condiții de viață liberă. De asemenea, raportăm că extractul NZBC a redus concentrațiile circulante de CRP, subliniind că inflamația hepatică redusă poate fi un mecanism prin care extractul NZBC îmbunătățește sensibilitatea la insulină.

Referințe

Anglia PH (2019) Statistici privind obezitatea, activitatea fizică și dieta (trans: Department of Health U).