Кристина Лара-Кастро

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

ефекти

Брадли Р Новодошъл

2 Катедра по диагностични и терапевтични науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Дженифър Роуъл

3 Катедра по медицина, Университет в Алабама, Бирмингам, Алабама

Пени Уолъс

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Сара М Шонъси

4 Катедра по медицина, Медицински университет в Южна Каролина, Чарлстън, Южна Каролина

Джулиан Муньос

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Алана М Шифлет

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Дана Й Ригсби

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Жанин С Лорънс

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

Дарил Е Бонинг

5 Катедра по радиология, Медицински университет в Южна Каролина, Чарлстън, Южна Каролина

Стивън Бухтал

2 Катедра по диагностични и терапевтични науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

З Тимъти Гарви

1 Катедра по хранителни науки, Университет на Алабама, Бирмингам, Алабама

4 Катедра по медицина, Медицински университет в Южна Каролина, Чарлстън, Южна Каролина

6 Медицински център на Бирмингам за ветераните, Бирмингам, Алабама

Резюме

Обективен

Да се ​​изследват ефектите от краткосрочната диета с много ниско съдържание на калории (VLCD) върху вътремиоцелуларните липиди (IMCL), общата телесна мазнина и инсулиновата чувствителност при група пациенти със затлъстяване, които не са диабетици и пациенти с диабет тип 2 (T2DM).

Методи и процедури за изследване

Изследвани са седем нелекувани T2DM и 5 затлъстели лица без диабет преди и след 6-дневен VLCD с помощта на протонно-магнитна резонансна спектроскопия за количествено определяне на IMCL, DXA за оценка на телесните мазнини и хиперинсулинемично-евгликемични скоби за измерване на периферната инсулинова чувствителност.

Резултати

И в двете групи намаленията в общата телесна мастна маса и ИТМ са малки, но статистически значими. За разлика от това, диетата води до изразено намаляване на IMCL в сравнение с изходните стойности при недиабетици (56% намаление) и T2DM (40% намаление), P Ключови думи: разпределение на телесните мазнини, калорични ограничения, метаболитен синдром

Въведение

Изследователски дизайн и методи

Характеристики на предмета

Проучихме 12 (10 жени, 2 мъже) пациенти с наднормено тегло и затлъстяване със и без T2DM (10), а клиничните характеристики на изследваната група са изброени в таблица 1. Средният HbA1c в T2DM е 8,6 ± 1,3. Преди проучването всички пациенти с T2DM (n = 7) са били лекувани с диета или сулфонилурея и/или метформин, но са били оттеглени от терапията за поне 3 седмици и проследени амбулаторно. Средното изходно тегло трябва да бъде стабилно (± 3%) в продължение на поне 3 месеца преди проучването и никой от изследваните субекти не се е занимавал с редовни упражнения. Нито един от доброволците не е имал сърдечно-съдови, бъбречни или чернодробни заболявания и всички са били химически еутиреоидни. Никой субект не е поглъщал никакви фармакологични агенти, за които е известно, че влияят на въглехидратната хомеостаза, липидите или метаболизма на липопротеините. Протоколите бяха одобрени от Институционалния съвет за преглед и беше получено писмено информирано съгласие от всеки субект.

МАСА 1

Промени в телесния състав и метаболитните параметри на изходно ниво и след 6-дневна много нискокалорична диета в изследваните групи

Недиабетици
(n = 5 §, F) Диабет тип 2
(n = 7 §, 5F/2M)BeforeAfterBeforeAfter
Възраст38 ± 12 43 ± 6
ИТМ (kg/m 2)36 ± 535 ± 5 * 37 ± 735 ± 7 †
Маслена маса (кг)44 ± 1043 ± 1045 ± 1944 ± 18
Чиста телесна маса (кг)43 ± 442 ± 458 ± 1056 ± 9
% дебел49 ± 549 ± 541 ± 1141 ± 11
Талия (см)99 ± 1096 ± 9 * 117 ± 14113 ± 15 *
IMCL (а.у.)7,9 ± 3,03,6 ± 2,0 † 18,6 ± 13,711,2 ± 10,9 *
Плазмена глюкоза на гладно (mmol/l)5,05 ± 0,554,77 ± 0,2211,93 ± 4,44 ‡ 9,82 ± 3,71
Плазмен инсулин на гладно (pmol/l)144 ± 7284 ± 1890 ± 7278 ± 72
GDR (mg · kg −1 · min)13,3 ± 2,214,7 ± 1,86,4 ± 1,5 ‡ 7,5 ± 1,1
HOMA-IR5,5 ± 2,63,8 ± 1,4 * 6,9 ± 4,05,4 ± 5,1 *
Адипонектин (μg/ml)7,4 ± 1,87,8 ± 0,87,8 ± 2,16,2 ± 2,1
RQ0,85 ± 0,020,79 ± 0,060,78 ± 0,05 ‡ 0,80 ± 0,02
Окисляване на мазнини (g/kg lbm/ден1,3 ± 0,21,9 ± 0,62,0 ± 0,7 ‡ 1,8 ± 0,1
Глюкозно окисление (g/kglbm/ден)3,7 ± 1,22,5 ± 1,41,5 ± 1,2 ‡ 1,9 ± 0,7
FFA (mmol/l)400 ± 120680 ± 90 † 570 ± 100710 ± 180 *

Значително различно от изходното ниво в групата:

Протокол за хипокалорично хранене

След медицински скрининг, доброволците бяха приети като стационарни пациенти в GCRC следобед и през следващите 3 дни се балансираха на изокалорична диета, съдържаща 50% въглехидрати, 30% мазнини и 20% протеини с помощта на регистриран диетолог, който работеше с пациентите по време на продължителността на протокола. Извършени са изходни проучвания, включващи антропометрия, тест за орален толеранс към глюкоза (OGTT), рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия (DEXA) за състава на тялото, оценка на протонна магнитно-резонансна спектроскопия (1 H MRS) на IMCL, индиректна калориметрия и изследване на хиперинсулинемна скоба оценете инсулиновата чувствителност. На 4-ия ден от приема пациентите започнаха много нискокалорична диета (VLCD), съдържаща 700 kcal/ден, със същото разпределение на макроелементите, както при първоначалната диета. Пациентите остават на тази диета в продължение на 6 дни. В края на този период метаболитните проучвания, извършени на изходно ниво, се повтарят, за да се оценят ефектите от диетичната интервенция. По време на тези повторни измервания VLCD продължава да гарантира, че обектите се поддържат в състояние на отрицателен енергиен баланс. По време на проучването участниците остават като стационарни пациенти и всички ястия се приготвят и осигуряват от метаболитната кухня на GCRC.

Стандартни тестове за толерантност към глюкоза за перорален прием от 75 g бяха проведени след 12-часово бързо гладуване през нощта (10). Сред 5-те недиабетни субекта, 4 субекта са класифицирани като с нормален OGTT и за 1 е установено, че има нарушена глюкоза на гладно. Седем пациенти са имали T2DM.

Инсулинова чувствителност

Индекс на HOMA инсулинова чувствителност

Индексът за оценка на хомеостатичния модел е използван за определяне на нивата на инсулинова резистентност, като се използват нива на инсулин и глюкоза на гладно и формулата = [глюкоза (в милимоли на литър) х инсулин (в микроелементи на милилитър)]/22,5. HOMA индексът е изчислен за всички субекти преди и след интервенцията и е представен като допълнение към данните за хиперинсулинемични скоби, които не са били на разположение за всички пациенти, както е обяснено по-горе.

Вътремиоцелуларен липид

По подобен начин всички проучвания при пациенти със затлъстяване, които не са диабетици (n = 5), са проведени на 4,1 T система за образно изследване и спектроскопия на цялото тяло, свързана към конзола на Bruker (Bruker Instruments, Billerica, MA). Краката на всички субекти бяха разположени в лабораторно изградена 1 Н бобина за птичи клетки с удължено коляно и глезен в неутрално положение. IMCL се измерва на тази система, като се използва комерсиално предоставена последователност на селективни 2D магнитно-резонансни спектроскопски изображения (MRSI) последователност. Подробности относно тази техника и възпроизводимостта на тези методи са публикувани преди това (12). Накратко, след придобиването, серия от 36 спектъра от 6 × 6 воксела на интересуващата област (ROI) беше обобщена, за да се осигури един спектър, който представлява площ от 2,25 куб. См. На мускула на солеуса. Този единичен сумиран спектър е това, което е анализирано за всеки обект. При всички последващи проучвания при тази група пациенти местоположението на MRSI среза и местоположението на сумираната ROI се поддържат постоянни.

Всички спектри бяха анализирани чрез напасване на пиковите позиции и зони чрез напасване във времева област, използвайки jMRUI (Java-базиран потребителски интерфейс за магнитен резонанс) (13). Използвани са едни и същи процедури за монтиране, независимо от системата, използвана за получаване на спектрите, и всички модели на монтиране и набори от информация от предварителни знания са публикувани преди това (14–17). За да отчете ежедневните вариации в производителността на системата, нашият протокол нормализира амплитудите на IMCL пик до съответната вътрешна амплитуда на водата в същото място на мускулите. Това е подобно на методологията, описана от Krssak et al. (18). Всички пикови области в това проучване са изразени в произволни единици на пикселна площ спрямо вътрешната вода и са коригирани за релаксационни ефекти, като се използват публикувани T1 и T2 за вода и IMCL при 1.5T (19) и 4T (20). Използването на комбинацията от вътрешната вода като референтна интензивност с коригиране на T1 и T2 релаксационни ефекти ни позволява да сравним 1,5T и 4,1T измервания на IMCL в нашите субекти.

Непряка калориметрия

След една нощ бързо, енергийните разходи в покой, окислението на мазнини и окисляването на въглехидратите бяха измерени чрез индиректна калориметрия с помощта на метаболитен монитор на Deltratrac (Deltratrac II, SensorMedics, Yorba Linda, CA), както е описано по-рано (21). Измерванията започват след 30 минути почивка, докато лежите в легнало положение. Изтичащият въздух се събира, като се използва вентилирана система за навеси за възрастни в продължение на 20 минути след 10-минутно уравновесяване. Консумацията на кислород в цялото тяло (VO2) и производството на CO2 (VCO2) бяха изчислени чрез измерване на градиенти по лицето и скоростите на потока на въздуха, използвайки трансформация на Haldane. Степента на окисляване на липидите и въглехидратите се определя от дихателния коефициент и се нормализира на kg метаболитно активна телесна маса, както е описано по-рано (21).

Антропометричен и телесен състав

Индексът на телесна маса (ИТМ) се измерва като тегло в килограми, разделено на височината в метри квадратни (kg/m 2). Разпределението на мазнините се оценява по обиколката на талията и ханша (cm), като се използва лентомер с контролирано напрежение от Novel Products. DEXA сканирането беше извършено с помощта на DPX-L (Lunar Radiation Corp., Madison, WI) с използване на софтуерна версия 1.33 (Lunar Corp.) и осигури мерки за телесен състав, включително обща телесна мазнина,% телесни мазнини и независима чиста телесна маса на костна маса. Чистата телесна маса се използва за нормализиране на скоростта на изхвърляне на глюкоза и окисляване на горивата.

Други анализи

Плазмената глюкоза беше измерена по метода на глюкозната оксидаза, използвайки глюкозен анализатор (YSI 2300; Yellow Springs Instruments, Yellow Springs, OH). Нивата на серумен инсулин се измерват с помощта на електрохимилуминесцентен имуноанализ (Roche Diagnostics, Mannheim, Германия). В нашата лаборатория този анализ има среден коефициент на вариация в рамките на анализа от 5% и среден коефициент на вариация между тестовете от 6%. Плазмените нива на адипонектин се измерват с помощта на ELISA комплект (Linco Research Co®). Безмастните мастни киселини в плазмата се измерват с помощта на NEFA C комплект (Wako Chemicals, Richmond, VA), както е описано от производителя, коефициентът на вариация в рамките на анализа е 0.8%.

статистически анализи

Ефекти от 6-дневната много нискокалорична диета при недиабетици и T2DM

Бележки под линия

Отказ от отговорност на издателя: Това е PDF файл на нередактиран ръкопис, който е приет за публикуване. Като услуга за нашите клиенти ние предоставяме тази ранна версия на ръкописа. Ръкописът ще бъде подложен на редактиране, набиране и преглед на полученото доказателство, преди да бъде публикуван в окончателния си вид. Моля, обърнете внимание, че по време на производствения процес могат да бъдат открити грешки, които биха могли да повлияят на съдържанието, и всички правни откази от отговорност, които се отнасят до списанието, се отнасят до.