Метаболізм глюкози та дієта передбачають зміни ожиріння та розподілу жиру при зниженні ваги
Барбара А. Гауер
1 Відділ харчових наук Університету Алабами в Бірмінгемі, Бірмінгем, Алабама, США
Гері Р. Хантер
2 Відділ гуманітарних досліджень Університету Алабами в Бірмінгемі, Бірмінгем, Алабама, США
Пола Чендлер-Лейні
1 Відділ харчових наук Університету Алабами в Бірмінгемі, Бірмінгем, Алабама, США
Джессіка А. Альварес
1 Відділ харчових наук Університету Алабами в Бірмінгемі, Бірмінгем, Алабама, США
Ніккі К. Буш
1 Відділ харчових наук Університету Алабами в Бірмінгемі, Бірмінгем, Алабама, США
Анотація
Серед людей, схильних до ожиріння, метаболічний стан може взаємодіяти з дієтою при визначенні складу тіла. Ми перевірили гіпотези, згідно з якими серед 103 жінок із зниженою вагою протягом 1 року (i) чутливість до інсуліну позитивно пов'язана зі зміною% жиру; (ii) ця асоціація буде модулюватися дієтичним глікемічним навантаженням (GL); та (iii) зміни у розподілі жиру будуть пов’язані з показниками метаболізму глюкози. Чутливість до інсуліну, ефективність глюкози, інсулін та глюкоза натще та після виклику, а також толерантність до глюкози оцінювали під час внутрішньовенного тесту на толерантність до глюкози (IVGTT). Зміни у% жиру та розподілі жиру досліджували за допомогою двоенергетичної рентгенівської абсорбціометрії та комп’ютерної томографії. Дієтичний рівень ГЛ оцінювали на 67 жінках, використовуючи дані про продукти харчування. У середньому жінки демонстрували +5,3 ± 3,0% зміни вмісту жиру протягом 1 року, причому величина цієї зміни була більшою у відносно чутливих до інсуліну жінок (+6,0 ± 0,4%, середнє значення ± sem), ніж у відносно інсулінорезистентних жінок ( +4,4 ± 0,4 кг; Р 2. У всіх жінок була сімейна історія із надмірною вагою принаймні у одного родича першого ступеня. Жодна не використовувала ліки, що впливають на склад тіла або обмін речовин. Усі були некурящими і повідомляли про регулярні проміжки менструації.
Спочатку в батьківському дослідженні брали участь 228 жінок, 141 з яких завершила втручання у зниженні ваги, а 117 з них також пройшли 1-річну оцінку після втрати ваги. Критеріями для включення в це дослідження було завершення "базового" візиту після втрати ваги з достовірними даними щодо чутливості до інсуліну та завершення 1-річного контрольного візиту (рис. 1). Оскільки були включені лише учасники, які мали дані про чутливість до інсуліну, 14 жінок були виключені. 103 жінки, включені в це дослідження, втратили 11,95 ± 2,38 кг під час фази втручання у схуднення батьківського дослідження.
Блок-схема для проектування дослідження. Із 117 жінок, які пройшли 1-річну контрольну оцінку, 103 мали достовірні дані тесту на чутливість до інсуліну з оцінки із зниженою вагою, а 67 із 103 виконали та повернули дієту.
Перед початковим тестуванням всі учасники були поміщені на дієту для підтримання ваги протягом 4 тижнів. Дієти складалися з
22% енергії з жиру, 23% з білка та 55% з вуглеводів. Наприкінці 4-тижневого періоду підтримки ваги, склад тіла, розподіл жиру та результати обміну речовин оцінювались у контрольованих умовах під час перебування в стаціонарі в Загальному клінічному дослідницькому центрі. Все тестування проводили протягом 12 днів після місячних. Потім жінки вступили в 1-річний період спостереження, коли їм пропонувалося підтримувати свій статус із зниженою вагою, їм пропонували уроки харчування та, в деяких випадках, доступ до тренажерного залу. По закінченні 1-річного періоду спостереження оцінювали склад тіла, розподіл жиру та результати обміну речовин після контролю дієти для підтримання ваги, як описано для базового тестування.
Дослідження було схвалено інституційною комісією з огляду з питань людського використання в Університеті Алабами в Бірмінгемі. Усі жінки надавали інформовану згоду перед тим, як брати участь у дослідженні.
Склад тіла та розподіл жиру
Значення глюкози та інсуліну були введені в комп'ютерну програму MINMOD (версія 3, Річард Н. Бергман) для визначення індексу чутливості до інсуліну (SI) та ефективності глюкози (SG) (27). SI є складовим показником інсулін-стимульованого поглинання глюкози та пригнічення інсуліну ендогенної продукції глюкози, і як такий відображає чутливість до інсуліну “всього тіла”. Він визначається як збільшення дробового обороту глюкози на одиницю збільшення концентрації інсуліну. SG є мірою утилізації глюкози, залежної від глюкози, що визначається як дробовий обмін глюкози при базальному інсуліні. Гостра реакція інсуліну на глюкозу (AIRg) обчислювалася як додаткова площа інсуліну під кривою від хвилин 0 до 10 після ін’єкції глюкози за допомогою трапецієподібного методу. Іншими заходами, отриманими з IVGTT, були внутрішньовенна толерантність до глюкози (KG), тобто швидкість зниження глюкози в%/хвилину з 8 до 19 хвилин після ін’єкції глюкози; надір глюкози (мг/дл), що є найнижчою точкою, до якої глюкоза в сироватці знизилася після введення глюкози; і зниження глюкози (мг/дл), що є абсолютним значенням зміни рівня глюкози від вихідного рівня до найнижчого. Ці заходи були включені, оскільки низька концентрація глюкози може сприяти збільшенню ваги через вплив на голод.
Інформацію про звичну дієту збирали, використовуючи 4-денні записи про їжу. Учасників просили заповнити записи за 1 рік, до оцінки метаболізму. Харчові записи аналізували за допомогою програмного забезпечення Nutrition Data System for Research (Nutrition Coordination Center, University of Minnesota, MN, версії бази даних 4.04_32 та 4.05_33, дата випуску 2001–2002) (28). Для аналізу використовувались лише записи про їжу, принаймні за 3 із 4 днів, а дні були середніми для середнього споживання поживних речовин. Оскільки не всі жінки повернули записи, інформація про дієту була доступна для 68 жінок. Середній щоденний дієтичний рівень ГЛ, заснований на еталоні глюкози, показник, який відображає як кількість, так і якість вуглеводів (23), використовувався як незалежна змінна в статистичному аналізі.
Лабораторні аналізи
Всі аналізи проводились в Основній лабораторії Університету Алабами при Бірмінгемському Центрі загальних клінічних досліджень та Центрі клінічних досліджень харчування. Глюкозу вимірювали за допомогою системи Ektachem DT II (Clinical Diagnostics Johnson and Johnson, Rochester, NY). У лабораторії Core цей аналіз має середній CV внутрішнього аналізу 0,61% та середній CV між тестами 2,56%. Інсулін аналізували у двох повторних аликвотах по 100 мкл, використовуючи радіоімунологічний аналіз подвійних антитіл (Linco Research Inc., St. Charles, MO). У лабораторії Core цей аналіз має чутливість 3,35 мкМЕ/мл, середній CV внутрішнього аналізу 3,49% та середній CV між аналізами 5,57%.
Статистичний аналіз
Для всіх змінних, що цікавлять, було створено описову статистику. Міри інсуліну log10 трансформували перед статистичним аналізом для забезпечення нормального розподілу. Всі статистичні тести були двосторонніми, проводились із використанням коефіцієнта помилок типу I 0,05 та проводились із використанням SAS (версія 9.2; Інститут SAS, Кері, Північна Кароліна).
Частковий кореляційний аналіз Пірсона був використаний для вивчення зв'язку між результатами IVGTT після втрати ваги та змінами у% жиру та розподілі жиру протягом 1-річного періоду спостереження, з урахуванням етнічної приналежності та, де це було важливо, зміни у% жиру. Згодом було використано багаторазовий лінійний регресійний аналіз для виявлення змінних, які були незалежно пов'язані з 1-річним приростом у% жиру та показниками жирової тканини на животі. Всі показники, отримані IVGTT (SI, інсулін натще, AIRg, SG, KG, зниження рівня глюкози, надир глюкози), були протестовані, з включенням етнічної приналежності як коваріати. Виведені остаточні моделі, що показують лише ті змінні, які були суттєво і незалежно пов'язані із залежною змінною. Відповідні коваріати, виявлені за допомогою цієї процедури, використовувались у подальших аналізах.