Короткочасний, але не гострий прийом екстракту чорної смородини в Новій Зеландії покращує чутливість до інсуліну та вільно живучі екскурсії глюкози після їжі у осіб з надмірною вагою або ожирінням

Анотація

Порушення обробки глюкози після їжі та системне запалення низького ступеня є факторами ризику розвитку резистентності до інсуліну у осіб із надмірною вагою або ожирінням. Гострий прийом антоціанів покращує реакцію глюкози після їжі на один прийом їжі, багатої вуглеводами, в суворо контрольованих умовах.

Призначення

Вивчіть, чи може гостра та короткочасна добавка екстрактом чорної смородини (NZBC), багатим антоціаном, покращити реакції глюкози після їжі на змішані макроелементи.

Методи

Двадцять п’ять сидячих осіб із надмірною вагою (ІМТ> 25 кг м 2) брали участь в одному з наступних подвійних сліпих, рандомізованих контрольованих досліджень: (1) проковтування 600 мг екстракту NZBC або плацебо до споживання високовуглеводної, високо- жирна рідка їжа (n = 12); (2) 8-денна добавка з екстрактом NZBC (600 мг на день -1) або плацебо, з оцінкою чутливості до інсуліну та маркерів запалення на день 7 та вільноживучої глюкози після їжі (безперервний моніторинг глюкози) на день 8 (n = 13).

Результати

Одноразова доза екстракту NZBC не впливала на реакції глюкози, інсуліну або тригліцеридів після їжі протягом 3 годин. Однак у відповідь на короткочасну добавку екстракту NZBC покращилася чутливість до інсуліну (+ 22%; P = 0,011), циркулюючі концентрації С-реактивного білка зменшились (P = 0,008), а вільно проживані реакції глюкози після їжі як на сніданок, так і на обід зменшились (- 9% та - 8% відповідно; P

Вступ

Дослідження харчових втручань, що вивчають вплив гострого споживання екстракту чорної смородини на реакції після їжі, не дають інформації щодо потенційної адаптації до повторного прийому. Щоб спробувати вирішити це питання, Willems et al. [15] досліджував вплив короткочасних (7 днів) добавок порошку чорної смородини (NZBC) в Новій Зеландії та продемонстрував зменшену екскурсію глюкози та інсуліну після їжі під впливом глюкози. Чи покращував порошок NZBC чутливість до інсуліну всього тіла, не оцінювали. Крім того, це дослідження не включало групу плацебо і проводилось у здорових людей. Тому зараз потрібно рандомізоване контрольоване дослідження для вивчення наслідків короткочасного вживання екстракту чорної смородини у осіб з нижчою чутливістю до інсуліну, таких як особи із зайвою вагою або ожирінням.

Було проведено два окремі, але взаємопов’язані рандомізовані контрольовані дослідження для вивчення ефективності антоціанів чорної смородини як простої харчової стратегії зменшення факторів ризику T2D у осіб із надмірною вагою та ожирінням. Спочатку було розглянуто гіпотезу про те, що гострий прийом екстракту NZBC покращить реакцію глюкози, інсуліну та тригліцеридів у плазмі крові на їжу з високим вмістом вуглеводів та жирів. По-друге, було досліджено гіпотезу про те, що короткочасний (8 днів) прийом екстракту NZBC покращить чутливість до інсуліну та вільноживучі екскурсії глюкози після їжі (за стандартних дієтичних умов), а також зменшить біомаркери запалення у осіб із надмірною вагою/ожирінням.

Методи

Учасники

Загалом 25 осіб із надмірною вагою (ІМТ 28,8 ± 3,9 кг м −2), неактивних офісних працівників, які брали участь у двох взаємопов’язаних, але окремих дослідженнях. Характеристики учасників кожного дослідження представлені в таблиці 1. Учасники були визнані неактивними, якщо вони взяли участь у таблиці 1 Характеристики учасників

Процедури скринінгу

Процедури скринінгу були однаковими для обох досліджень. Під час першого візиту вимірювали зріст та вагу, щоб визначити ІМТ, і оцінку складу тіла проводили за допомогою біоелектричного імпедансу (Tanita BC 418 MA Segmental Body Composition Analyzer, Tanita, Японія). Звичне споживання дієти оцінювали за допомогою письмового щоденника протягом 72 годин, при цьому щоденники аналізували загальне споживання енергії та склад макроелементів дієти за допомогою програмного забезпечення Nutritics (Nutritics Ltd, Дублін, Ірландія). Під час першого візиту учасники також заповнили опитувальник частоти їжі, де було вказано кількість та частоту харчових продуктів та напоїв, що містять антоціани, складені з бази даних Провідника фенолу [23]. Помножуючи вміст антоціану в розмірі порції на загальну частоту споживання кожної їжі, розраховували добове споживання антоціану (табл. 1).

Дослідження 1 - експериментальний дизайн - гострі добавки

Дослідження 2 - експериментальний дизайн - короткочасне доповнення

Постійний моніторинг глюкози

Зонд Dexcom G4 Platinum CGM (Dexcom, Сан-Дієго, Каліфорнія, США) вводили підшкірно в нижню область живота на 5-й день кожного періоду прийому добавок. Це забезпечило достатній час для “постільних речей” та для того, щоб учасники звикли користуватися CGMS. Учасники пройшли навчання, як користуватися приладом, і проінструктували калібрувати пристрій щонайменше чотири рази на день за допомогою зразків капілярної крові. Монітор залишався на місці протягом наступних 4 днів, протягом яких учасники отримували стандартизовану дієту для споживання, яка відповідала звичному споживанню енергії, але з заданим вмістом макроелементів (див. Таблицю 2 для огляду енергії та складу макроелементів). На 8 день оцінювали вільноживучу реакцію на глюкозу. Цього дня учасникам було наказано виконувати свої звичні повсякденні справи, але споживати їжу у заздалегідь визначені часові моменти; Сніданок 7–9 ранку, обід 12–14 вечора та вечеря 17–19 вечора. Цей час було обрано для того, щоб забезпечити, щоб між прийомами їжі був мінімум 3 години після їжі.

Аналіз проби крові

В ході обох досліджень зразки плазми для кожного моменту часу отримували після центрифугування (10 хв при 1000 г при 4 ° С) і зберігали при - 80 ° С для подальших аналізів. Концентрації глюкози та тригліцеридів у плазмі крові визначали спектрофотометрично з використанням напівавтоматичного аналізатора у поєднанні з наявними у продажу наборами (Randox Laboratories, Antrim, Великобританія). Концентрації інсуліну в плазмі крові, високочутливого інтерлейкіну-6 (hsIL-6), С-реактивного білка (CRP) та hsTNF-ɑ визначали за допомогою комерційно доступних наборів ІФА (Invitrogen, Thermo Fisher Scientific, Великобританія). Для всіх аналізів коефіцієнт варіації в межах аналізу становив ≤ 8,5%, а коефіцієнт варіації між аналізами становив ≤ 9,8%. Аналітична чутливість аналізів на інсулін, СРБ, hsIL-6 та hsTNF-ɑ становила 0,17 мкМЕ мл -1, -1, 0,03 пг мл -1 і 0,13 пг мл -1, відповідно. Кожен зразок аналізували у двох примірниках.

Розрахунки та статистичний аналіз

Результати

Дослідження 1 - гострі добавки

Реакції глюкози, інсуліну та тригліцеридів у плазмі крові на досліджуваний вуглеводно-жировий напій зображені на рис. 2. Базова концентрація глюкози, інсуліну та тригліцеридів у плазмі крові не відрізнялася в різних умовах. У відповідь на випробуваний вуглеводно-жировий напій були основні часові ефекти на концентрацію глюкози та інсуліну в плазмі крові (P = 0,02), хоча ні пікові концентрації глюкози, ні інсуліну не відрізнялись між умовами. На відміну від цього, основного впливу часу на концентрацію тригліцеридів у плазмі крові не було у відповідь на випробуваний вуглеводно-жировий напій (P = 0,21). Нарешті, AUCglucose, AUCinsulin або AUCtriglyceride не відрізнялися між умовами.

Схематичний огляд експериментального протоколу для дослідження 2. Учасники приймали добавки протягом 8 днів з екстрактом NZBC (210 мг антоціанів на день) або плацебо у рандомізованому подвійному сліпому дизайні. 1-го дня учасники надали зразок крові натще *, а 5-го дня повернулися до лабораторії для встановлення системи постійного контролю глюкози (CGMS). На 6, 7 та 8 день забезпечували стандартизовану дієту (50% вуглеводів, 30% жирів, 20% білків), яка відповідала звичному споживанню енергії кожного учасника. Учасники пройшли пероральний тест на толерантність до глюкози (OGTT) на 7 день, а концентрацію глюкози протягом 24 годин збирали у вільних умовах життя на 8 день за допомогою CGMS.

Реакції після їжі на гострий прийом екстракту NZBC або плацебо. Учасники приймали разову дозу екстракту NZBC (210 мг антоціанів) або плацебо у рандомізованому подвійному сліпому дизайні за 30 хв до вживання рідкої їжі з високим вмістом вуглеводів (75 г глюкози) та високим вмістом жиру (50 г). 3 год глюкози в плазмі після їжі (a), сироватковий інсулін (c) та концентрації тригліцеридів у плазмі крові (e), і відповідна площа під кривою (b, d, f, відповідно). Значення представлені як середні значення ± S.D. (n = 12)

Дослідження 2 - короткострокові добавки

Толерантність до глюкози та чутливість до інсуліну (рис. 3)

Концентрація глюкози та інсуліну в плазмі натще не відрізнялася залежно від стану. Існував основний часовий ефект для обох глюкоз (P -1; P = 0,003), 60 хв (- 1,3 ± 1,0 ммоль L -1; P = 0,001) та 90 хв (- 0,8 ± 0,7 ммоль L -1; P = 0,008) ОГТТ. Нарешті, обидві AUCглюкози (- 76 ± 48 ммоль L -1,120 хв -1; - 8%; P −1 .120 хв −1; - 14%; P = 0,032) були зменшені після прийому NZBC порівняно з плацебо. Хоча індекс чутливості до інсуліну HOMA, як правило, покращувався після прийому NZBC (плацебо: 5,1 ± 2,5, NZBC: 4,4 ± 2,0; P = 0,053), чутливість до інсуліну у всьому тілі, оцінена за допомогою чутливості до інсуліну Matsuda, була значно підвищена (22%; P = 0,011) у відповідь на добавки NZBC порівняно з плацебо.

Вільноживучі екскурсії глюкози та мінливість глікемії

3-годинна відповідь AUCглюкози після прийому їжі була на 9% нижчою під час сніданку (- 99 ± 110 ммоль L -1,120 хв -1; P = 0,01) і на 8% нижче в обід у вільно прожитий день (- 82 ± 105 ммоль L −1 .120 хв -1 P = 0,021) після прийому NZBC порівняно з плацебо (рис. 4). Однак реакція AUCглюкози після їжі на 3 години після обіду суттєво не відрізнялася між умовами (рис. 4). Середній рівень глюкози під час сніданку був значно нижчим після прийому NZBC (P = 0,03), як правило, нижче в обід (P = 0,059), але не відрізнявся під час обіду (табл. 3). Ні пікові рівні глюкози, ні кінцеві рівні глюкози після їжі після кожного прийому їжі протягом вільно проживаного дня не відрізнялись між умовами (Таблиця 3).

Запальні маркери (Таблиця 4)

Концентрація СРБ у сироватці крові була знижена у відповідь на добавки NZBC (P = 0,008), але не у відповідь на плацебо. Навпаки, добавки NZBC не мали впливу на концентрацію hsIL-6 або hsTNF-rum у сироватці крові. Всі значення були в межах виявлення для кожного аналізу.

Обговорення

Основними новими спостереженнями з двох описаних досліджень є: (1) гострий прийом екстракту NZBC не покращив реакцію глюкози, інсуліну або тригліцеридів після їжі на їжу з високим вмістом вуглеводів і жирів у осіб з надмірною вагою або ожирінням; та (2) короткострокові (8 днів) добавки з екстрактом NZBC покращили вільноживучі реакції глюкози після їжі та підвищили чутливість до інсуліну у всьому тілі у осіб із надмірною вагою або ожирінням. У сукупності ці висновки свідчать про необхідність багаторазового прийому екстракту NZBC, багатого на антоціани, щоб викликати сприятливий вплив на чутливість до інсуліну та екскурсії глюкози після їжі до страв зі змішаними макроелементами у реальному світі.

Оскільки не було очевидної користі від гострого прийому NZBC для реакцій глюкози після їжі, ми далі досліджували, чи потрібно повторне вживання екстракту NZBC для поліпшення реакцій глюкози після їжі на змішані прийоми їжі з макроелементами. Відповідно, другий новий висновок цього дослідження полягає в тому, що багаторазове споживання екстракту NZBC протягом 8 днів зменшило реакції глюкози після їжі як на сніданок, так і на обід у осіб з надмірною вагою/ожирінням. Хоча було помітно, що не було покращення реакції глюкози після обіду на вечерю, хоча це могло бути, принаймні частково, через меншу частку вуглеводів у цій їжі (порівняно зі сніданком та обідом). Тим не менше, використовуючи CGMS, ми вперше змогли спостерігати покращення реакції глюкози після їжі в умовах вільної життєдіяльності, хоча і зі стандартизованим контролем дієти, де учасникам було наказано підтримувати свою звичну щоденну діяльність. Отже, поступальний характер даних CGMS свідчить про те, що екстракт NZBC може бути простою харчовою стратегією для поліпшення реакцій глюкози після їжі в "реальному світі".

Цікаво, що покращена реакція глюкози після їжі на сніданок та обідню їжу відбулася за відсутності зміни пікових концентрацій глюкози після їжі, а 3-годинна концентрація глюкози після їжі (наприкінці) також була подібною між плацебо та NZBC. Це свідчить про те, що загальний ефект екстракту NZBC, схоже, пов’язаний із збільшенням швидкості кліренсу глюкози. На підтвердження цього твердження також спостерігалося значне зниження концентрації глюкози та інсуліну в плазмі крові під час ОГТТ після прийому екстракту NZBC. Останнє є важливим у контексті OGTT, оскільки передбачає, що для очищення тієї ж кількості глюкози з кровообігу потрібно менше інсуліну. Відповідно до цього та вперше наші дані показують, що короткочасне споживання NZBC покращило чутливість до інсуліну у цілому у осіб із надмірною вагою та ожирінням. Повідомлялося про покращення чутливості до інсуліну після прийому насиченого антоціаніном порошку чорниці протягом 6 тижнів у людей із ожирінням [11], але не ліофілізованої чорниці протягом 6 місяців у осіб з метаболічним синдромом [29]. Чи призводить довгострокові добавки до прийому NZBC також покращувати чутливість до інсуліну, слід зосередити увагу на майбутній роботі.

Силою цієї роботи є здатність продемонструвати, що покращена реакція глюкози після їжі на змішані макроелементи траплялася лише після короткочасного прийому екстракту NZBC. Це спостереження стало можливим лише тому, що ми вивчили реакцію часу на прийом NZBC, що саме по собі є силою дослідження. Біодоступність антоціанів порівняно низька; лише

Підводячи підсумок, ми вперше показуємо, що короткочасне, але не гостре споживання екстракту NZBC покращує обробку глюкози після їжі та чутливість до інсуліну всього тіла у осіб з надмірною вагою або ожирінням. Що важливо, корисний ефект екстракту NZBC спостерігався за стандартизованих дієтичних, але в інших умовах вільного життя. Ми також повідомляємо, що екстракт NZBC знижує циркулюючі концентрації CRP, підкреслюючи, що зменшення запалення печінки може бути одним із механізмів, за допомогою якого екстракт NZBC покращує чутливість до інсуліну.

Список літератури

Англія PH (2019) Статистика ожиріння, фізичної активності та дієти (переклад: Департамент охорони здоров’я U).