Намаляването на приема на калории (без контролиране на съдържанието на микроелементи) за отслабване обикновено не е било успешно при ремисия на преддиабет (нарушен глюкозен толеранс, IGT) до нормален глюкозен толеранс (NGT).

ремисия

Диабетните лекарства, използвани за лечение на преддиабет, не са без странични ефекти и изискват продължителна употреба.

Какви са новите открития?

Стопроцентова ремисия на IGT преди диабет към NGT се получава при затлъстели възрастни, използващи диета с високо съдържание на протеини (HP), но не и диета с високо съдържание на въглехидрати (HC).

Повишаване на процента чиста телесна маса и намаляване на процента мастна телесна маса със загуба на тегло се получава при HP диета, но намаляване на процента чиста телесна маса и процент телесна маса мазнини със загуба на тегло при HC диета при IGT субекти.

Как тези резултати могат да променят фокуса на научните изследвания или клиничната практика?

Това проучване показва, че стриктното спазване на диетичната интервенция с диетата на HP е възможно и води до ремисия на преддиабет към NGT.

Диетичните планове на HP се регулират с голямо разнообразие от различни планове за хранене и първоначалните инструкции могат да бъдат предоставени на субектите заедно с последващи консултации по телефона и имейл.

Въведение

Разпространението на диабет тип 2 в САЩ се е увеличило драстично през последното десетилетие. Според Националния доклад за статистика за диабета от 2014 г. на Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) има 29,1 милиона души с диабет, 21 милиона са диагностицирани и 8,1 милиона недиагностицирани. Разпространението на субекти с нарушен глюкозен толеранс (IGT) или преддиабет е над 86 милиона.1 Програмите за профилактика на диабета (DPP) 2 и ACTNOW3 показват, че степента на превръщане на IGT в диабет тип 2 е 7-10 % годишно, без значителна разлика в етническата принадлежност. Основният рисков фактор за диабет тип 2 е затлъстяването, тъй като 90% са или с наднормено тегло, или със затлъстяване. Тъй като индексът на телесна маса (ИТМ) се увеличава от 23 на> 35 kg/m 2, има 93-кратно увеличение на диабета тип 2. Затлъстяването също увеличава риска от сърдечни заболявания, хипертония и други метаболитни заболявания.4 Промените в начина на живот, включително загуба на тегло и упражнения, намаляват риска от развитие на диабет с 58%, 2 докато терапевтичната интервенция намалява риска с 32% (метформин) 2 и 72% (пиоглитазон) 3 при пациенти преди диабет. Проведени са малко проучвания, които показват някаква ремисия на преддиабет (IGT) до нормален глюкозен толеранс при диети и загуба на тегло.

Нашето предишно проучване за хранене (всички предоставени храни), сравняващо високо протеинова (НР) диета при нормални глюкозно толерантни, затлъстели жени в пременопауза, показа подобна загуба на тегло през 6-те месеца. Въпреки това, пациентите на HP диета са имали значително подобрение в инсулиновата чувствителност и намаляване на сърдечно-съдовите рискови (CVR) фактори, възпалителни маркери, оксидативен стрес7 и увеличение на GLP -1, GIP и гастрин8 на 6 месеца в сравнение с HC диетата. Други проучвания на диетата препоръчват различни методи за отслабване9–19, някои от които предполагат предимства на диетите с ниско съдържание на въглехидрати (СНО), 15, 16 с по-високо съдържание на мазнини17 или НР.18

Наблюденията обосновават валидността на използването на HP диета за отслабване. Потискане на глада и предизвикване на ситост са наблюдавани с НР диетата. 8, 13, 20 Термичният ефект на храненето също се увеличава с протеини, главно от увеличаването на протеиновия синтез.21 Ниският гликемичен индекс (GI) на храни с високо съдържание на протеини се наблюдава и фактор за поддържане на ситост. Храненето с висок GI предизвиква хипергликемия, което е последвано няколко часа по-късно от усещането за хипогликемия и по-ранно възвръщане на глада.22 Съставът на диетата може да промени редица други променливи, въпреки че загубата на тегло може да бъде същата при изокалорична HP спрямо диета с високо съдържание на въглехидрати (HC). Плазмените липиди, които са основен CVR фактор, могат да бъдат повлияни от състава на макроелементите за хранене.23, 24 Например, наблюдавано е намаляване на триглицеридите при диета с ниско съдържание на СНО.23 Приемът на протеин сам по себе си предизвиква отделяне на инсулин; това обаче е много по-мощен секретагог за инсулин, отколкото глюкозата при нормални индивиди.25 Това предполага, че диетите на HP могат да помогнат за запазването на β клетките чрез повишаване на чувствителността и намаляване на инсулиновия товар на хранене.

По-високото съдържание на протеини в диетата може също да помогне за поддържане на чиста телесна маса.20 Проучванията показват, че азотният баланс остава положителен след хипокалорична НР диета, но става значително отрицателен след хипокалорична HC диета.

Друг важен аспект на диетата с HP е противовъзпалителният ефект и намалената площ на глюкозата под кривата (AUC) в сравнение с диетата с HC, както беше показано в предишното ни проучване.7 Други проучвания показват, че хипергликемията по време на предизвикване на глюкоза или повишаване на FFA27 води до активиране на левкоцити и реактивни кислородни видове (ROS). Ние също така показахме, че хипергликемията in vivo и in vitro активира Т клетките, увеличава възпалителните цитокини, липидната пероксидация и ROS.28 Проучванията също така показват, че хипергликемията при диабет тип 2 и затлъстяването е свързана с повишени възпалителни маркери.29

В това проучване за диетично хранене изследвахме ефектите от HP диета (30% kcals от протеини, 40% kcals от CHO и 30% kcals от мазнини) спрямо HC диета (15% kcals от протеини, 55% kcals от CHO и 30% kcals от мазнини) в продължение на 6 месеца при затлъстели жени и мъже с преддиабет с ограничение от 500 kcal прием на ден (въз основа на метаболизма в покой (RMR)) при ремисия на преддиабет до нормален глюкозен толеранс, инсулинова чувствителност, загуба на тегло, промени в чистата и мастна телесна маса, възпалителни маркери и CVR фактори.

Изследователски дизайн и методи

Пациенти

Набрахме жени и мъже на възраст 20–50 години с ИТМ≥30 до ≤55 kg/m 2 с преддиабет за общо 24 участници. Субектите бяха избрани въз основа на критерии за включване на възраст, ИТМ, глюкоза на гладно от 1,5 mg/dL), хирургична или преждевременна менопауза, анамнеза за чернодробно заболяване, анормални чернодробни тестове, захарен диабет, антидиабетни средства или инсулин, заболяване на щитовидната жлеза абнормен хормон, стимулиращ щитовидната жлеза (TSH), тегло> 350 lbs, триглицериди> 400 mg/dL, холестерол на липопротеините с ниска плътност (LDL)> 160 mg/dL, систолично кръвно налягане> 145 или диастолично кръвно налягане> 100 mm, лекарства, за които е известно, че повлияват метаболизма на липидите или глюкозата, бременността или желанието да забременеете през следващите 6 месеца, загуба на тегло над 5% от телесното тегло през последните 6 месеца, пушене или анамнеза за рак, подложен на активно лечение. След като субектите отговарят на горните критерии, те са помолени да водят дневник на храната за една седмица. Тези, за които е установено, че не се придържат и не могат да водят диетичен дневник или се считат за неспособни да се придържат към протокола, бяха изключени от проучването.

От 233 субекта, проверени по телефона, 178 са подписали формуляра за съгласие и са били проверени. Тридесет и осем от тези субекти отговарят на всички критерии за включване и са рандомизирани на HP диета (18 субекта) спрямо HC диета (20 субекта) за период от 6 месеца. Шест субекта в групата на HP и осем в групата на HC отпаднаха в рамките на няколко седмици след скрининга поради техния работен график, разстояние на шофиране или преместване извън зоната. Тъй като няма данни (OGTT, MTT, рентгенова абсорбциометрия с двойна енергия (DXA), тегло, метаболитни маркери), различни от изходното ниво (Bl) за тези отпаднали лица, те не са включени в анализа на данните за сравнение на промените от Bl до 6 месеца на диетичните интервенции. Следователно 12 субекта във всяка група са завършили 6-месечното проучване, както е показано на фигура 1 и данните са анализирани.

Показва набирането и скрининга на теми за участниците в изследването. HC, високо съдържание на въглехидрати; HP, високо протеин.

Уча дизайн

Проучването е проспективно рандомизирано проучване на HP диета (30% kcals от протеини, 40% kcals от CHO, 30% kcals от мазнини) спрямо HC диета (15% kcals от протеин, 55% kcals от CHO, 30% kcals от мазнини) за период от 6 месеца. Изследването е одобрено от Институционалния съвет за преглед на здравния научен център на Университета в Тенеси (UTHSC).

Смята се, че субектите имат ремисия на преддиабет, ако на 6 месеца са имали глюкоза на гладно, 36

Лабораторни процедури

Определяне на плазмените метаболитни хормони, цитокини, маркери на CVR и липиди

Нивата на глюкоза и инсулин за OGTT и MTT са измерени на 0, 30, 60, 90 и 120 минути и AUC, изчислена за Bl и 6 месеца. Инсулин, възпалителни цитокини (фактор на туморна некроза (TNF) α и интерлевкин (IL) -6), CVR фактори (BP, триглицериди, LDL, липопротеини с висока плътност, холестерол, BMI), адипонектин, оксидативен стрес (ROS) (дихлорофлуоресцеин ( DCF)), β-хидроксибутират, HbA1c бяха измерени с помощта на нашите предварително установени методи.7, 29 Коефициент на вариация на анализите бяха всички, 7

Статистически анализ

Изследваните първични резултати са ремисия на преддиабет, маркери на инсулиновата чувствителност, CVR фактори, възпалителни цитокини и промяна в чистата и мастна телесна маса от Bl до 6 месеца. Първоначално промените бяха сравнени между двете рамена, като се използва тестът на Wilcoxon за класиране, за да се сравнят ефектите от двете диети. В допълнение, тестът на Wilcoxon с подписан ранг беше използван за сравняване на данните за Bl и 6 месеца за оценка на ефектите от всяка диета.

За да се оцени ефективността на рандомизацията, беше използван тест на Wilcoxon rank-sum за сравняване на Bl променливите между двете рамена. Стойност p Прегледайте тази таблица:

  • Преглед на линия
  • Преглед на изскачащия прозорец

Ефект на HP или HC диети върху ремисия на преддиабет, загуба на тегло, инсулинова чувствителност, възпалителни цитокини и сърдечно-съдови рискови фактори

Фигура 2 A – D показва средните стойности ± SD за стойностите на глюкозата и инсулина за OGTT и MTT за групите с НР и НС. Няма значителна разлика в Bl HP спрямо HC глюкоза или AUC на инсулин за OGTT. AUC за глюкоза и инсулин на OGTT за групите с НР и НС са били значително по-ниски на 6 месеца в сравнение с Bl. Важното е, че AUC за глюкоза и инсулин на OGTT за диетата с HP са значително по-ниски от диетата с HC на 6 месеца, показвайки по-голямо подобрение в изхвърлянето на глюкоза и чувствителността към инсулин с диетата на HP, отколкото диетата с HC. MTU HP срещу HC глюкоза (p = 0,01) и HP срещу HC инсулин (p = 0,001) AUC при Bl са значително различни, демонстрирайки разликата в гликемичните и инсулиновите отговори на храненето HP срещу HC при същия калориен прием (300 kcal) . AUC на глюкоза и инсулин за HP и HC диетите на 6 месеца са значително по-малко, отколкото при Bl. Освен това AUC на глюкозата и инсулина за HP MTT бяха значително по-ниски от AUC на глюкозата и инсулина на HC MTT след 6 месеца на съответните диети, което отново демонстрира по-голямо изхвърляне на глюкоза и подобрена чувствителност към инсулин с HP диетата.

Фигурата показва средната стойност ± SD на глюкоза и инсулин за 2-часовите OGTTs и MTTs за 12-те пациенти с диета с НР и 12-те HC диети. Символите представляват следното: HP диета изходно ниво (HP_Bl); HP диета на 6 месеца (HP_6 m); HC диета изходно ниво (HC_Bl); и HC диета на 6 месеца (HC_6 m). p Стойностите за AUC на глюкозата за OGTT са: HP_Bl срещу HP_6 m = 0.0005; HC_Bl срещу HC_6 m = 0,005; HP_6 m спрямо HC_6 m = 0,0001. p Стойностите за AUC на инсулина за OGTT са: HP_Bl срещу HP_6 m = 0,0001; HC_Bl срещу HC_6 m = 0,005; HP_6 m спрямо HC_6 m = 0,0001. р стойностите за AUC на глюкозата за MTT са: HP_Bl срещу HP_6 m = 0.0005; HC_Bl срещу HC_6 m = 0,005; HP_Bl спрямо HC_Bl = 0,01; HP_6 m спрямо HC_6 m = 0,0001. р стойностите за AUC на инсулина за MTT са: HP_Bl срещу HP_6 m = 0,001; HC_Bl срещу HC_6 m = 0,01; HP_Bl спрямо HC_Bl = 0,001; HP_6 m спрямо HC_6 m = 0,0001. AUC, площ под кривата; HC, високо съдържание на въглехидрати; HP, високо протеин; OGTT, орален тест за глюкозен толеранс.

Кетоните се наблюдават чрез определяне на β-хидроксибутират върху кръвта на гладно по време на проучването. β-хидроксибутиратът и за двете групи не показва значителна разлика на 6 месеца от Bl и няма значителна разлика между групите и не показва значителна кетоза, индуцирана от диетите. Всички параметри на химичния профил и CBC бяха в нормалните граници при Bl и 6 месеца. UUN се е увеличил значително в групата с HP от Bl до 6 месеца (8,5 ± 2 до 17 ± 2 g/24 часа) в сравнение с липса на увеличение в групата с HC (8,6 ± 2 до 8,7 ± 1,5 g/24 часа), потвърждаваща групата на HP консумираха тяхната HP диета. Нито 25-OH витамин D, PTH, CrCl, микроалбумин, серум или урина в нивата на Са се променят значително нито в групата на HP, нито в HC от Bl до 6 месеца (данните не са показани).

Фигура 3 показва процента LM и FM промени в групите HP и HC. Групата на HP имаше значителен процент увеличение на LM със значително намаляване на процента FM от Bl до 6 месеца на HP диета. Въпреки това, групата с HC е имала значително намаляване както на процента LM, така и на FM от Bl до 6 месеца при HC диетата.

Фигурата показва ефекта от диетите с НР и НС върху процентните промени в чистата телесна маса и мастната телесна маса за 6 месеца върху диетите. HC, високо съдържание на въглехидрати; HP, високо протеин.

Заключения

Има няколко важни открития от това проучване, които по-рано не са докладвани. (1) Диетата на HP доведе до 100% ремисия на преддиабет до нормален глюкозен толеранс, докато HC диетата доведе до само 33% ремисия. Доколкото ни е известно, това е първото проучване за намеса в начина на живот, при което е получена 100% ремисия на преддиабет. Нашите резултати показват, че висока ефикасност може да бъде постигната с диетична модификация, ако параметрите са стриктно контролирани и наблюдавани. (2) Групата с HP имаше по-голямо подобрение в чувствителността към инсулин, по-голямо намаляване на CVR факторите, оксидативен стрес (ROS) и възпаление, отколкото групата с HC диета. (3) Процентът на чистата телесна маса (LM) на диетичната група на HP се е увеличил, докато процентът на телесната FM е намалял; като има предвид, че групата на HC за диета загуби и двата процента LM и FM. (4) Нямаше промяна на физическата активност през 6-те месеца на диетите и тъй като всички субекти бяха минимално физически активни, успяхме да проучим директния ефект на диетите с HP спрямо HC. (5) Диетични ястия се даваха на всеки пациент седмично в нашата CRC, заедно с проучване на консумацията на храна, което доведе до високо ниво на съответствие (> 90%; таблица 1).

HC групата поддържа по-високи нива на глюкоза и инсулин както с OGTTs, така и с MTTs в сравнение с групата на HP за диета след 6 месеца на диета. По-големият инсулинов отговор при диетата с HC вероятно се равнява на по-голям стрес на бета-клетките. По-високото продължително повишаване на глюкозата с поглъщане на глюкоза или по-високо гликемични храни, както при диетата с НС, корелира с повишен оксидативен стрес и възпаление в групата с НС в сравнение с групата с НР, както показват нашите данни. Изследване показа антиоксидантни ензими, индуцирани от многократно приемане на излишна енергия под формата на високомаслени, HC диети не са достатъчни за блокиране на оксидативен стрес и възпаление при здрави хора.37 По този начин фактът, че нашата HP диета имаше значително по-голямо намаление при ROS и маркери за възпаление, отколкото HC диетата при пациенти преди диабет е от голямо здравословно значение.

Въпреки че както диетите с НР, така и НС изпълняват минимална физическа активност, процентът на LM се запазва в групата на HP, докато FM се губи. Това запазване на процента LM в диетичната група на HP може да бъде важен фактор за подобряване на чувствителността към инсулин, тъй като мускулите са основна тъкан, чувствителна към инсулин за усвояване на глюкоза. Тъй като упражненията изграждат мускулна маса, би било интересно да се знае дали субектите са били на програма за упражнения, ако LM ще бъде запазена в групата на HC или може да има по-голямо увеличение на LM в групата на HP с упражнения в във връзка с LM запазващия ефект на HP диета. 26, 38

Въпреки че някои проучвания съобщават, че диетата с НР може да доведе до отрицателен баланс на Са, повишена загуба на Са в урината и да повлияе неблагоприятно на костите, 39 нашите диети с НР и НС съдържат повече от препоръчаното количество на Ca/day от Администрацията по храните и лекарствата (FDA) 30 и не показа загуба на кост или загуба на Ca в урината.40 Протеиновият състав в нашата НР диета беше 30%, което е в горната граница на препоръчания диапазон на консумация на протеин (10–30%). Това може да не е достатъчно висок процент, за да доведе до отрицателно салдо на Са, както беше съобщено.

Възможно ограничение е оценката на инсулиновата чувствителност чрез HOMA-IR с афро-американски (AA) субекти; 41, обаче, по-голямата част от субектите в нашето проучване са AA и нито Bl HOMA-IR, нито ISI (индекс на Matsuda) се различават значително между групите HP и HC. Също така и двата метода за оценка показват по-голямо подобрение на инсулиновата чувствителност с диетата на НР, отколкото диетата с НС на 6 месеца.

Съответствието с диетата е важен фактор в изследванията на диетата за състава на макронутриенти. Повечето проучвания разчитат на въпросника за припомняне на храна на хранене на храненията, които е ял дни до седмици преди това, което обикновено е неточно. Силните страни на това проучване за хранене са, че това беше рандомизирано контролно проучване, при което всички планове за храна и дневна диета бяха предоставени на всеки субект в групите за диета HP и HC при тяхното седмично посещение в CRC заедно с ежедневно проучване на консумацията на храна всяка седмица в продължение на 6 месеца . Това наблюдение доведе до> 90% съответствие на спазването на диетата. Нашето проучване за първи път демонстрира, че стриктното спазване на диетичната интервенция е възможно и може да доведе до значими и надеждни резултати и ремисия на преддиабет. При допълнително 6-месечно последващо посещение след 6-месечно проучване на диетата, субектите, които са избрали да останат на диетата на HP, закупуват собствена храна и при консултации с изследователите поддържат загубата на тегло и нормалните нива на глюкоза.

Ежедневните разходи за такава диета (HP или HC) са около 13 долара на ден с минимално участие на персонала (с изключение на ежеседмичното взимане на диетични консумативи). Диетичните планове се регулират според предметите, които харесва и не харесва, с голямо разнообразие от възможности за избор с различни планове за хранене за всеки ден от седмицата. Седмични планове за хранене и първоначални инструкции могат да бъдат предоставени на субекта и консултации по телефона и по имейл при необходимост. По този метод диетичният план на НР ще позволи да се изготви план за диетични грижи от лекарите в първичната медицинска помощ и ще предложи икономично средство за хранителна диета за отслабване и ремисия на преддиабет при мъже и жени.

Благодарности

Авторите благодарят на J Crisler и A Ammons от UTHSC за анализи на хормони и цитокини, на целия сестрински и набиращ персонал от звеното на Клиничния изследователски център, всички от които са свързани с UTHSC, за усилията им и на д-р Nibedita Chowdhury за съдействието с някои от OGTT и MTTs и д-р John Christman за преглед на този ръкопис. Авторите също благодарят на всички доброволци от изследването за участието им в проучването. Програмата за стипендии за медицински студенти от Националния институт по здравеопазване/Националния институт по диабет и храносмилателни заболявания (C5T35DK007405-28; S Solomon, главен изследовател (PI)) в здравния научен център на Университета в Тенеси финансира участието на студенти по медицина Емили от втора година Бруно, Шерел Хикс, Чанинг Гарбър и Блейк Даниелс от това изследване.