Abstract

Scopuri/ipoteze

Studiile sugerează o legătură potențială între acidoză metabolică de grad scăzut și diabetul de tip 2. Un model alimentar occidental crește încărcarea zilnică cu acid, dar asocierea dintre încărcătura acidă dependentă de dietă și diabetul de tip 2 este încă neclară. Acest studiu a avut ca scop evaluarea dacă încărcătura acidă dependentă de dietă este asociată cu riscul de diabet de tip 2.

dependentă

Metode

Am examinat asocierea dintre producția de acid endogen net net ajustat din punct de vedere energetic (NEAP), încărcătura potențială de acid renal (PRAL) și raportul proteină-potasiu animal (A: P) la diabetul incident de tip 2 la 67.433 femei din Studiul de sănătate al asistenților medicali, 84.310 femei din Studiul II privind asistența medicală și 35.743 bărbați din cadrul studiului de urmărire al profesioniștilor din domeniul sănătății, care au fost liberi de diabet de tip 2, boli cardiovasculare și cancer la momentul inițial. HR-urile specifice studiului au fost estimate utilizând modele de riscuri proporționale Cox cu covariabile variabile în timp și au fost combinate utilizând o meta-analiză a efectelor aleatorii.

Rezultate

Am documentat 15.305 cazuri de diabet de tip 2 în timpul 4.025.131 persoane-ani de urmărire. După ajustarea factorilor de risc ai diabetului, NEAP, PRAL și A: P din dietă au fost asociate pozitiv cu diabetul de tip 2 (HR combinată] [IC 95%] pentru cea mai mare (Q5) vs cea mai mică quintilă (Q1): 1,29 [1,22, 1,37], p tendinţă

Introducere

Diabetul de tip 2 este o cauză importantă de mortalitate și morbiditate la nivel global, iar prevalența sa crescândă este determinată de epidemia de obezitate și de îmbătrânirea populațiilor [1]. Un tipar alimentar occidental, caracterizat prin aportul mare de alimente care conțin produse de origine animală și băuturi care conțin zahăr și aportul redus de fructe, legume și cereale integrale, este asociat cu un risc crescut de diabet de tip 2 [2]. Această asociere poate fi parțial explicată prin aportul scăzut de cereale integrale și calitatea slabă a grăsimilor din dietă, care au fost legate de homeostazia glucozei atât în ​​studii experimentale [3, 4], cât și în studii observaționale [1, 2]. Cu toate acestea, mecanismele potențiale din spatele altor componente ale unui model alimentar occidental, cum ar fi alimentele bogate în proteine ​​animale, nu sunt încă pe deplin elucidate.

S-a emis ipoteza că o dietă în stil occidental poate provoca acidoză metabolică de grad scăzut, ducând eventual la tulburări metabolice [5, 6]. Aminoacizii care conțin sulf (de exemplu, metionină și cisteină) se găsesc în proteinele animale, în special în carne și pește, și sunt factori determinanți importanți ai încărcăturii de acid dietetic datorită generării de sulfat după oxidarea lor [5]. Într-adevăr, mai multe studii au arătat că asocierea pozitivă dintre aportul de proteine ​​și diabetul de tip 2 este determinată în principal de aportul de proteine ​​animale [7, 8].

Metode

Populația de studiu

Datele au fost utilizate din trei studii prospective de cohortă ale profesioniștilor din domeniul sănătății din SUA: Nurses ’Health Study (NHS), Nurses’ Health Study II (NHS2) și Health Healths ’Follow-up Study (HPFS).

NHS a fost înființat în 1976 și a inclus 121.700 de asistenți medicali înregistrați cu vârsta cuprinsă între 30 și 55 de ani, care trăiesc în cele mai populate 11 state ale SUA (California, Connecticut, Florida, Maryland, Massachusetts, Michigan, New Jersey, New York, Ohio, Pennsylvania și Texas ). NHS2 a fost înființat în 1989 și include o populație mai tânără de asistenți medicali. Populația NHS2 a inclus 116.430 de femei cu vârste cuprinse între 25 și 42 de ani. HPFS a început în 1986 și a inclus 51.529 de bărbați în profesii din domeniul sănătății cu vârsta cuprinsă între 40 și 75 de ani (29.683 stomatologi, 4185 farmaciști, 3745 optometriști, 2220 medici osteopati, 1600 podologi și 10.098 medici veterinari).

La momentul inițial și la fiecare 2 ani, participanții la NHS, NHS2 și HPFS au completat chestionare despre boli și subiecte legate de sănătate, cum ar fi fumatul, activitatea fizică și utilizarea medicamentelor. În plus, chestionarele privind frecvența alimentelor (FFQ) pentru evaluarea aportului alimentar au fost administrate la intervale de 4 ani. Rata de urmărire a fost mai mare de 90% în toate cohortele.

Pentru analizele prezente am exclus participanții cu diagnostic prealabil la momentul inițial al bolilor cardiovasculare (incluzând bolile coronariene și accidentul vascular cerebral), cancerul, diabetul de tip 1 sau tip 2 sau antecedentele de diabet gestațional (numai în cohorte NHS). În plus, am exclus participanții cu aporturi zilnice plauzibile de energie totală (14.644 kJ pentru femei și 17.573 kJ pentru bărbați) și participanții cu date FFQ lipsă. Populația finală a analizelor a constat din 67.433 femei în NHS, 84.310 femei în NHS2 și 35.743 bărbați în HPFS.

Protocoalele de studiu au fost aprobate de comisia de revizuire instituțională a Brigham and Women’s Hospital și Harvard T. H. Chan School of Public Health și toți participanții au acordat consimțământul informat.

Evaluarea dietei și încărcarea acidă a dietei

Aportul alimentar obișnuit în anul precedent a fost evaluat prin FFQ validate descrise în detaliu anterior [21, 22]. Datele dietetice au fost colectate în 1984 pentru NHS, 1986 pentru HPFS și 1991 pentru NHS2 și au fost actualizate la fiecare 4 ani cu FFQ-uri similare.

Pentru fiecare produs alimentar, participanții au fost întrebați cât de des au consumat în medie o porție din acel aliment. Frecvența unui produs alimentar a fost înregistrată ca număr de ori pe zi, săptămână sau lună.

Pentru a calcula aportul de nutrienți, frecvența consumului fiecărui produs alimentar a fost înmulțită cu conținutul de nutrienți dintr-o singură porție și apoi însumată în toate produsele alimentare. Valorile nutrienților alimentelor au fost obținute de la Departamentul Agriculturii din SUA [23].

Am calculat încărcătura de acid dietetic utilizând trei algoritmi definiți anterior: producția netă de acid endogen (NEAP) [24], sarcina potențială de acid renal (PRAL) [25] și raportul proteină-potasiu animal (A: P) [26]:

Algoritmul NEAP de Frassetto și colab. [24] estimează încărcătura acidă dietetică de la un precursor acid (proteină dietetică) și un indice de precursori bazici din anioni organici (potasiu) și a fost validat anterior la bărbați și femei sănătoși cu vârste cuprinse între 17 și 73 de ani [ 24]. NEAP include numai proteine ​​și potasiu ca substanțe nutritive care modifică pH-ul din dietă, în timp ce algoritmul PRAL de Remer și Manz [25] estimează încărcătura de acid dietetic luând în considerare ratele medii de absorbție intestinală a proteinelor ingerate și a mineralelor suplimentare și a fost validat împotriva pH-ului urinei în condiții sănătoase. adulți [25]. Deoarece se consideră că proteinele animale constituie un factor determinant major al încărcăturii de acid dietetic [27], iar NEAP și PRAL nu fac o distincție între proteinele animale și vegetale, am evaluat și raportul dintre proteinele animale și potasiu, așa cum s-a descris anterior [26]. ].

Pentru a ține cont de eroarea de măsurare și pentru a elimina variațiile străine care rezultă din aportul total de energie, toți nutrienții (inclusiv cei pentru NEAP, PRAL și A: P) au fost ajustați pentru aportul total de energie utilizând metoda reziduală [28].

FFQ-urile au fost validate în raport cu dietele a 173 de participanți la NHS în 1980 și 127 de participanți la HPFS în 1986 [21, 22]. Coeficienții de corelație ajustați pentru energie și variația persoanelor variază de la 0,52 (NHS) la 0,44 (HPFS) pentru proteina totală, de la 0,53 (NHS) la 0,73 (HPFS) pentru potasiu, de la 0,51 (NHS) la 0,54 (HPFS) pentru calciu, de la 0,53 (NHS) la 0,57 (HPFS) pentru fosfor și 0,72 pentru magneziu în comparație cu înregistrările alimentare de o săptămână [21, 22].

Evaluarea diabetului de tip 2

La fiecare 2 ani, participanții la toate cele trei cohorte au fost întrebați dacă au vreun medic diagnostic de diabet. Participanții care au raportat diabet diagnosticat de medic au primit un chestionar suplimentar pentru a obține informații despre simptome, teste diagnostice și consumul de droguri pentru diabet.

Participanții au fost inițial definiți ca având diabet de tip 2 dacă au prezentat unul sau mai multe simptome de polidipsie, poliurie, scădere în greutate și foamete și au îndeplinit cel puțin unul dintre următoarele criterii [29]: niveluri crescute de glucoză din sânge (niveluri de post ≥7,8 mmol/l, niveluri aleatorii în sânge ≥11,1 mmol/l și/sau 2 h niveluri de glucoză în sânge ≥11,1 mmol/l în timpul OGTT); creșterea nivelului de glucoză din sânge în două ocazii diferite, în absența simptomelor; sau tratament cu medicamente care scad glucoza.

În iunie 1998, criteriile de diagnostic ale diabetului de tip 2 au fost modificate și a fost utilizat ca prag pentru diagnostic un nivel al glicemiei în jeun de 7 mmol/l, mai degrabă decât 7,8 mmol/l [30]. Chestionarele pentru diagnosticarea diabetului zaharat de tip 2 au fost validate anterior în submostre ale cohortelor [31, 32]. Aceste studii de validare au arătat că 98% și 97% din cazurile de diabet zaharat de tip 2 auto-raportate au fost confirmate de dosarele medicale din NHS [32] și respectiv HPFS [31, 32].

Covariate

Informațiile actualizate privind factorii antropometrici și de stil de viață pentru diabetul de tip 2, inclusiv greutatea corporală (înălțimea a fost stabilită la momentul inițial), fumatul țigării, activitatea fizică, istoricul familial al diabetului și istoricul pietrelor la rinichi au fost colectate în chestionarele de 2 ani. Dintre participanții la NHS și NHS2, starea menopauzei și utilizarea hormonilor postmenopauzali au fost constatate prin chestionare; utilizarea contraceptivelor orale a fost constatată prin chestionar numai în NHS2. O aproximare a nivelurilor de activitate fizică moderată/viguroasă a fost determinată prin înmulțirea sarcinilor echivalente metabolice (MET) măsurate în ore pe săptămână ale fiecărei activități cu numărul de ore petrecute pentru activitate și luând suma acestor valori (șase MET sau mai mare a fost definită ca activitate moderată/viguroasă).

Pe baza FFQ, a fost obținut un scor de aderență pentru Indicele Alimentației Sănătoase Alternative (AHEI), un indicator al aderenței la un comportament alimentar sănătos, așa cum este descris în detaliu în altă parte [33], precum și indicii de încărcare glicemică. Pe scurt, AHEI a inclus aportul următoarelor alimente și substanțe nutritive: legume, fructe, cereale integrale, băuturi îndulcite cu zahăr și suc de fructe, nuci și leguminoase, carne roșie și procesată, trans grăsime, cu lanț lung n-3 grăsimi, grăsimi polinesaturate și sodiu. Aportul de alcool a fost exclus din AHEI și tratat ca o covariabilă individuală. Fiecare componentă a fost notată pe o scară de 0-10 și scorul general a variat de la 0-100, cu un scor mai mare reprezentând o dietă mai sănătoasă. Analiza componentelor principale a fost utilizată pentru scorurile tiparului dietetic occidental derivate a posteriori, după cum s-a descris în detaliu anterior [34]. Sarcina glicemică globală a fost calculată luând suma următorului produs: carbohidrați pe produs alimentar × indicele glicemic al produsului alimentar × porții medii de produs alimentar pe zi [35].

Analize statistice

Pentru a evalua expunerea pe termen lung la încărcătura cu acid dietetic și pentru a reduce variația în cadrul unei persoane, am calculat media cumulativă a încărcăturii de acid dietetic de la momentul inițial până la diagnosticul diabetului de tip 2, deces sau sfârșitul urmăririi, oricare ar fi fost primul. Datele dietetice lipsă cu privire la vizitele de urmărire au fost înlocuite cu media cumulativă a evaluărilor dietetice anterioare.

Caracteristicile participanților în funcție de cantitatea de acid dietetic au fost standardizate în funcție de distribuția în funcție de vârstă a populației studiate.

Am utilizat modele multivariabile de risc proporțional Cox cu covariabile dependente de timp pentru a evalua relația dintre chintilele NEAP, PRAL și A: P și diabetul de tip 2. Tendințele liniare de-a lungul cvintilelor au fost examinate folosind valorile mediane ale fiecărei cvintile de încărcare acidă dietetică ca variabilă continuă în analize.

Pentru a ține cont de diferențele în ceea ce privește distribuția în funcție de vârstă, analizele de regresie Cox dependente de timp au fost stratificate în funcție de vârstă în luni (adică un model ajustat în funcție de vârstă care permite diferite funcții de risc de bază pentru diferite grupe de vârstă).

Rezultatele au fost ajustate în continuare pentru aportul total de energie (chintile), IMC (continuu), istoricul familial al diabetului de tip 2 (da/nu), starea menopauzei (premenopauză, postmenopauză fără consum de hormoni, postmenopauză cu consum de hormoni din trecut, postmenopauză cu consum de hormoni curent ), antecedente de hipertensiune și hipercolesterolemie (da/nu), starea de fumat (niciodată fumat, fost fumător, fumător actual [1-14 țigări, 15-24 țigări și ≥25 țigări/zi]), consum de alcool (0, 0,1– 4.9, 5.0–14.9, 15.0–19.9, 20.0–29.9 și ≥30 g/zi) și activitate fizică moderată/viguroasă (0, 0.01–1.0, 1.0–3.5, 3.5–6.0 și ≥6.0 h/săptămână) (model multivariant 1). În plus, am ajustat analizele pentru alte expuneri dietetice asociate cu diabetul de tip 2 [1, 2], cum ar fi încărcarea glicemică (chintile), AHEI (chintilele) și tiparul dietetic occidental (chintilele) (modelul multivariant 2).

Analizele de sensibilitate au fost efectuate prin stratificare în funcție de starea IMC (2, 25-29 kg/m 2 și ≥30 kg/m 2), vârstă

Rezultate

Caracteristicile populației studiate

Media (SD) dietetică NEAP, PRAL și A: P a fost, respectiv, 43,8 (8,7) mEq/zi, -3,1 (10,6) mEq/zi și 18,4 (4,1) pentru NHS, 49,9 (10,5) mEq/zi, 6,4 (12,2) mEq/zi și 20,3 (5,1) pentru NHS2 și 47,7 (10,5) mEq/zi, 5,7 (13,2) mEq/zi și 19,5 (5,1) pentru HPFS.

Participanții cu NEAP dietetic bogat au avut tendința de a consuma mai multă carne roșie și pește și de a consuma mai rar fructe, cereale integrale și băuturi care conțin zahăr. În plus, participanții cu NEAP dietetic ridicat au fost susceptibili de a consuma mai puțin alcool și au avut un scor global mai scăzut AHEI și un scor mai mare al modelului alimentar occidental (Tabelul 1).

Pe parcursul a 1.709.638 ani-persoană de urmărire, în NHS au fost constatate 7655 de cazuri noi cu diabet de tip 2; în timpul 1.513.932 ani-persoană de urmărire, 4109 cazuri au fost constatate în NHS2 și în timpul 801.561 ani-ani de urmărire au fost constatate 3541 de cazuri în HPFS.

Sarcina de acid dietetic și diabetul de tip 2

Asocierea dintre indicii de încărcare acidă dietetică și diabetul de tip 2 este prezentată în Tabelul 2. În cohortele NHS și HPFS, NEAP dietetic a fost asociat cu un risc crescut de diabet de tip 2 după ajustarea factorilor de risc ai diabetului (HR [IC 95%] pentru cea mai mare și cea mai mică cvintilă a NEAP a fost 1,28 [1,18, 1,38], p tendință Tabelul 2 Asocierea diabetului zaharat de tip 2 cu NEAP, PRAL și A: P

Rezultatele nu au diferit în ceea ce privește analizele de sensibilitate folosind un decalaj de 4 ani de expunere la încărcătura acidă din dietă (HR [IÎ 95%] pentru cea mai mare și cea mai mică chintilă din NEAP a fost de 1,30 [1,18, 1,41], p tendinţă

Discuţie

În trei cohorte potențiale de bărbați și femei din SUA, am constatat că încărcătura de acid dietetic a fost asociată cu un risc crescut de diabet de tip 2. În plus, diferențele în ceea ce privește IMC și alți factori de risc dietetici pentru diabetul de tip 2, cum ar fi încărcarea glicemică, indicele AHEI și un model dietetic occidental definit a priori, nu au explicat pe deplin asocierile observate.

Comparație cu alte studii

Mecanisme potențiale

Sarcina de acid dietetic a fost determinată de indicii validați pe baza aportului de proteine ​​și potasiu. Am arătat anterior că proteinele animale, dar nu și cele vegetale, sunt asociate cu diabet zaharat de tip 2 crescut [8]. În această analiză, am constatat că asocierea dintre NEAP dietetic și diabetul de tip 2 a fost explicată prin aportul de proteine ​​animale într-o oarecare măsură. Aminoacizii care conțin sulf, cum ar fi metionina și cisteina, se găsesc în proteinele animale și sunt principalii factori determinanți ai încărcăturii acide, deoarece sulfatul este generat după oxidarea lor [37]. Unele studii privind proteinele animale în legătură cu diabetul de tip 2 au arătat rezultate contradictorii [38]. Cu toate acestea, aportul de carne roșie, o sursă majoră de aminoacizi care conțin sulf, a fost în mod constant asociat cu un risc crescut de rezistență la insulină, sindromul metabolic și diabetul de tip 2 [39].

Principalele surse alimentare de potasiu sunt fructele și legumele, care furnizează și alți cationi de bază (de exemplu magneziu) [23]. O analiză anterioară a arătat că aportul de legume cu frunze verzi a fost asociat cu un risc redus de diabet de tip 2, dar s-au găsit rezultate inconsistente pentru aportul de alte legume și fructe [40]. Potasiul este implicat în echilibrul acid-bază, ajutând electro-neutralitatea prin schimbul între membranele celulare pentru ioni de hidrogen [41, 42]. Ca rezultat, alimentele bogate în potasiu s-au dovedit a fi mai alcalinizante decât alimentele pe bază de produse animale [43].

Ipoteza că acidoză metabolică de grad scăzut poate juca un rol în etiologia diabetului de tip 2 a fost sugerată de alții. Unele studii experimentale au arătat că o reducere a pH-ului extracelular scade răspunsul celulelor beta [44], reduce secreția de insulină [44] și crește producția de cortizol [45], care la rândul său poate afecta dezvoltarea diabetului de tip 2 [46]. În plus, mai multe studii au confirmat că markerii acidozei metabolice de grad scăzut, cum ar fi bicarbonatul plasmatic inferior [6, 15, 16], decalajul anionic mai mare [15], pH mai mic al urinei [47] și nivelurile ridicate de lactat plasmatic [48] ], sunt legate de rezistența la insulină, sugerând că acidoză metabolică de grad scăzut ar putea fi implicată în etiologia diabetului de tip 2.

Considerații metodologice

Implicații asupra sănătății publice

Recent s-a demonstrat la persoanele sănătoase că atât pH-ul capilar, cât și cel din urină pot fi modificate printr-o dietă bogată sau săracă în proteine ​​combinată cu un aport ridicat sau scăzut de fructe și legume [43]. Prin urmare, constatările noastre pot avea implicații importante pentru sănătatea publică pentru viitor. Dacă studiile viitoare confirmă faptul că îmbunătățirea indusă de alimente a echilibrului acido-bazic este însoțită de o sensibilitate îmbunătățită la insulină, acest lucru poate facilita dezvoltarea unor orientări dietetice, cum ar fi recomandări mai specifice privind raportul potasiului la proteine ​​în diete.