The Association Between Triglyceride and Leptin Levels in Obese Subjects Following a Low-Carbohydrate or Low-Fat Diet

Obesity has been cited as the second leading preventable cause of death in the United States. Studies have determined that at risk overweight and obese individuals have high circulating levels of leptin indicative of leptin resistance as well as elevated levels of plasma triglycerides. Postulates have been formed that link elevated levels of triglycerides with the inhibition of leptin across the blood-brain barrier. If a method of lowering triglycerides is achieved, leptin should be able to cross the blood-brain barrier and reach the ypothalamus, thus regulating body weight through a decrease in appetite and increase in energy expenditure. The primary aim of this study was to compare the effects of both carbohydrate and fat restricted diets on plasma triglycerides and leptin concentrations in overweight and obese subjects with hypertriglyceridemia. Forty subjects were randomly assigned to either the low carbohydrate or low fat diet group for a 12 wk period. Plasma triglyceride and leptin concentrations in the blood were analyzed before and after the 12 wk period to assess diet-induced changes. Both groups had a significant reduction in body weight, though the effect was much greater in the carbohydrate restricted diet group. Fasting and postprandial plasma triglycerides also decreased to a greater extent in the low carbohydrate diet group. Similarly, leptin levels decreased to a greater extent in the carbohydrate restricted diet group. The changes in leptin levels were directly related to the changes in both fasting and postprandial triglyceride levels. The results from this study provide preliminary evidence of diet-induced triglyceride reductions as an underlying mechanism in lowering plasma leptin and improving leptin sensitivity. Further, they provide evidence that an increase in triglyceride levels is at least partially responsible for leptin resistance and reduced leptin sensitivity in obese hypertriglyceridemic individuals. This novel discovery is important as it raises the possibility that other methods of lowering triglycerides may improve the efficiency of leptin transport and ultimately improve fat metabolism in overweight and obese individuals.

Mejora del valor proteico para rumiantes de la harina de girasol mediante tratamientos combinados con ácidos (málico y fosfórico) y calor = Improvement of the protein value for ruminants of sunflower meal by combined treatments with acids (malic and orthophosphoric) and heat

El objetivo principal de esta tesis fue incrementar el valor proteico para rumiantes de la harina de girasol mediante tratamientos combinados con ácidos y calor para proteger sus proteínas frente a la degradación ruminal. Estos estudios comprenden dos experimentos realizados sobre ovinos mediante tecnologías in vitro (experimento 1) o in situ e in vivo (experimento 2), empleando siempre dos ácidos: málico u ortofosfórico. Aprovechando este último experimento, también se consideraron otros objetivos de carácter metodológico con el fin de mejorar la precisión de las estimas de i) la degradabilidad ruminal y la digestibilidad intestinal de la proteína y los aminoácidos (AAs) de los alimentos y ii) la síntesis microbiana ruminal y su contribución al flujo post-ruminal de nutrientes al animal. En el experimento 1 (capítulo 2) se efectuaron cuatro ensayos in vitro para estudiar la influencia de distintos factores que puedan afectar la eficacia de estos tratamientos. En cada ensayo se utilizó una réplica por tratamiento (dos para el tratamiento control) y dos bolsas vacías (empleadas para corregir la contaminación microbiana) en cada una de las cuatro botellas del incubador (ANKOM Daisy II). Cada botella contenía 2 l de medio de incubación, saturado con CO2 para asegurar la anaerobiosis. Este medio consistió en una mezcla de solución McDougall y liquido ruminal filtrado en relación 4:1. El liquido ruminal fue obtenido de 2 corderos canulados en rumen, utilizándose bien solo o mezclado con el del otro cordero en una relación 3:1. Así, cada botella de incubación contenía un inoculo ruminal diferente. Las incubaciones se realizaron a 39 ºC durante 20 h, siendo las bolsas lavadas con agua corriente y almacenadas a -20 ºC. Tras ser descongeladas, se lavaron 3 veces durante 5 min en una mini-lavadora de turbina, se desecaron a 80 ºC durante 48 h y se destinaron íntegras al análisis de N-Kjeldahl. En el ensayo 1 se estudió el efecto del volumen de disolución de dos dosis de ácido ortofosfórico (0,4 y 1,2 equivalentes gramo (eq)/kg de harina de girasol), testando cinco volúmenes de disolución (80, 160, 240, 320 and 400 ml/kg de harina) para cada dosis, desecándose las harinas a 60 ºC hasta sequedad al tacto. La proteína bruta (PB) indegradada se incremento con la dosis de ácido empleada y también (como tendencia, P < 0,1) con el volumen de dilución. En base a ello en los siguientes ensayos se utilizo el volumen de dilución mayor (400 ml/kg). En el ensayo 2 se estudió el efecto de la dosis y del tipo de ácido a cuatro dosis (1,2; 2,4; 3,6 y 4,8 eq/kg), secándose igualmente las muestras tratadas a 60 ºC. La PB indegradada aumentó con la dosis de ácido, siendo también mayor para el ácido málico, tanto en este ensayo como en los posteriores. En el ensayo 3 se estudiaron los efectos de los dos ácidos, cuatro concentraciones (0,6; 1,2; 1,8 y 2,4 eq/kg) y tres tratamientos térmicos para el secado de las muestras (100, 150 and 200 ºC durante 60, 30 y 20 minutos, respectivamente). Con los tratamientos térmicos a 100 y 150 ºC no hubo un incremento de protección para concentraciones superiores a 0,8 eq/kg para ambos ácidos. Para incrementar la protección fue necesario aumentar la temperatura a 200 ºC y la dosis a 1,2 eq/kg, no observándose un aumento de protección a dosis mayores. En el ensayo 4 se estudiaron los efectos sobre la lisina disponible, la solubilidad de la PB en saliva artificial de McDougall y la PB indegradada in vitro de tratar la harina solo con agua o con disoluciones de ambos ácidos a dosis de 0,8 eq/kg y temperaturas de secado de 100 ó 150 ºC en las mismas condiciones que en el ensayo 3. No se apreciaron efectos sobre la lisina disponible para ninguno de los tratamientos. El efecto específico de los ácidos quedo demostrado tanto por la fuerte reducción de la solubilidad de la PB como por el aumento de la PB indegradada frente al tratamiento con agua. En conjunto, los resultados de este experimento mostraron que la eficacia de estos tratamientos depende del tipo y dosis de ácido y de su dilución, así como de las condiciones de secado. Como tratamiento de mayor interés a aplicar posteriormente en el experimento 2 se consideró una dosis de 0,8 eq/kg de harina, aplicada en un volumen de 400 ml/kg (correspondiente a soluciones 1 M y 0,67 M para los ácidos málico y ortofosfórico, respectivamente) y desecación a 150 ºC. El experimento 2 (capítulos 3 a 7) se realizó con un diseño en cuadrado latino 3x3, empleando tres corderos canulados en rumen y duodeno y tres dietas isoproteicas: U, M y P, que incluían harinas de girasol sin tratar (control) y tratadas con acido málico u ortofosfórico, respectivamente. La harina de girasol se trató en las condiciones ya indicadas siendo necesarias 6 horas para su secado en estufa. Las dietas incluían 40% de heno de raigrás italiano y 60% de concentrado a base de harina de girasol (tratada y/o sin tratar), trigo y corrector vitamínico-mineral, siendo suministradas a 75 g/kg P0.75 (equivalente a 2,3 × mantenimiento). La relación harina de girasol sin tratar y tratada fue de 100:0 en la dieta U y entorno a 40:60 en las dietas M y P. Tras 10 días de adaptación a la dieta, se estudiaron sucesivamente: i) el tránsito hasta el duodeno de las partículas del heno (solo en la dieta control) y de la harina de girasol marcadas previamente con europio e iterbio, respectivamente; ii) la fermentación ruminal durante el periodo postprandial, iii) la degradación ruminal in situ de la harina de girasol específica de cada dieta (y del trigo y el heno en la dieta control) y iv) la magnitud y composición del contenido ruminal mediante el vaciado manual del rumen-retículo. Durante todo el periodo experimental se infundio de forma continua una solución de sulfato amónico enriquecido en 15N (98 átomos %) para corregir la contaminación microbiana ruminal en los estudios in situ y para establecer las diferencias de composición química entre las bacterias libres (BAL) y adherentes (BAS) del rumen. Esta solución incluyó en los dos últimos días Li-Cr- EDTA para determinar la tasa de dilución ruminal. Posteriormente, y tras un periodo de al menos 10 días para eliminar el enriquecimiento en 15N de la digesta, se estudió la digestibilidad intestinal de los distintos alimentos mediante la técnica de bolsas móviles. La determinación del bypass (BP) o de la degradabilidad efectiva (DE) de la materia seca (MS) y de la PB se realizó por el método tradicional de integración matemática; estos valores se obtuvieron también para la PB y los AAs generando una muestra representativa del flujo post-ruminal del alimento en estudio en cada animal. Ello se realizó mediante la mezcla de los distintos residuos de incubación en base a la función que describe el flujo de alimento indegradado que abandona el rumen. Todos estos trabajos se realizaron considerando la tasa de salida de partículas del rumen (kp) y, según casos, considerando también la tasa de conminución y mezcla de las partículas en este compartimento (kc). Para este último caso se ha desarrollado también el modelo matemático que describe este flujo y permite este cálculo. Los valores no corregidos por la contaminación microbiana del BP (o de DE) de la PB resultantes de ambos métodos se han comparado tanto en las harinas de girasol como en los restantes alimentos de la dieta, obteniéndose valores similares, sin apreciarse desviaciones sistemáticas. Sobre las muestras compuestas representativas de la composición química del BP se determino la digestibilidad intestinal efectiva (DIE) de la MS, PB y AAs. Todos los valores resultantes de esta técnica fueron corregidos para la contaminación microbiana de las partículas que tiene lugar en el rumen. Los estudios de transito digestivo se realizaron tras suministrar en el comedero a los corderos una dosis simple de los alimentos marcados, seguida de la toma de muestras de la digesta duodenal durante 82 h. En la dieta testigo se suministraron simultáneamente el heno de raigrás y la harina de girasol, mientras que en las otras dietas solo se suministró esta última. La harina de girasol mostro un mayor valor para kc frente al heno (0,5766 v. 0,0892, /h), mientras que no hubo diferencias entre los dos alimentos para kp (0,0623 v. 0,0609, /h). Para la harina de girasol no se apreciaron diferencias entre dietas para kc, pero si se redujo de manera moderada la tasa kp con los tratamientos, siendo ésta también menor al utilizar ácido ortofosfórico frente al uso de ácido malico (0,0577 v. 0,0600, /h). El empleo de las harinas tratadas no modifico los parámetros de fermentación ruminal, la composición de los contenidos ruminales o la tasa de dilución del rumen. Los valores efectivos del BP y de DIE de la MS, PB y AAs de las harinas de girasol se obtuvieron considerando kc y kp, conjuntamente. Los tratamientos de protección incrementaron el BP de MS y PB en 48,5 y 268% de media, respectivamente. Estos incrementos se debieron principalmente al descenso de la fracción soluble y de la velocidad de degradación, pero también al aumento de la fracción indegradable, especialmente usando ácido ortofosfórico. Con los tratamientos se incrementó también la DIE de la MS (108% de media) y de la PB con gran diferencia entre los ácidos málico y ortofosfórico (20,7 v. 11,8%). Como consecuencia de estos cambios la protección aumentó la fracción realmente digerida en el intestino en 211% (MS) y 325% (PB), sin efectos entre ambos ácidos. Considerando la reducción del suministro de energía fermentable para los microorganismos ruminales asociada a la protección y los parámetros indicados por el sistema PDI francés para la síntesis de proteína microbiana digestible, la eficacia de conversión de PB en proteína metabolizable aumentó de 0,244 a 0,559 y 0,515 con el tratamiento con acido málico y ortofosfórico, respectivamente. El contenido en aminoácidos (AAs) fue similar en todas las harinas salvo por una disminución de lisina en las harinas tratadas. De forma análoga a la PB, los tratamientos de protección incrementaron el BP y la DIE de la mayoría de AAs. El aporte de AAs metabolizabes de la harina se multiplico en 3,87 para los AAs azufrados y en menor medida (2,5 veces) para la lisina, como consecuencia de las pérdidas sufridas a consecuencia del tratamiento térmico. Estos tratamientos se muestran, por tanto, útiles para incrementar el valor proteico de la harina de girasol, si bien su empleo junto con concentrados proteicos ricos en lisina bypass digestible mejoraría el perfil de la proteína metabolizable. La corrección de la contaminación microbiana de las partículas que tiene lugar en el rumen se asoció en todos los alimentos testados y, de forma general, con reducciones del BP y de su DIE en todas las fracciones estudiadas. Estas reducciones fueron pequeñas en todos los concentrados, de forma acorde con los muy pequeños niveles de contaminación registrados tanto en las harinas de girasol como en el grano de trigo. Por el contrario, esta contaminación, al igual que los efectos de su corrección, fueron muy importantes en el heno de raigrás. Esta contaminación aumentó al tener en cuenta kc. Así, para la proporción de PB de origen microbiano existente en las muestras compuestas representativas del BP, este aumento fue significativo para el heno de raigrás (0,463 v. 0,706) y solo numérico para la harina de girasol (0,0170 v. 0,0208). La reducción de las estimas de DIE al corregir esta contaminación fue consecuencia de la eliminación de forma casi completa de los microorganismos adherentes en todos los residuos testados. Así, esta biomasa se redujo en 96,1% como media de 7x3 observaciones. Como resultado de las diferencias acumulativas a nivel del rumen e intestino, la no corrección de la contaminación microbiana junto con la no consideración de kc condujo a fuertes sobrestimaciones de la PB digerida en el intestino. Ésta fue de 39% en la harina de girasol (0,146 v. 0,105) y de 761% en el heno de raigrás (0,373 v. 0,0433). Estos resultados muestran que es necesario considerar tanto kc como corregir la contaminación microbiana para obtener estimas in situ precisas en forrajes, mientras que en concentrados, siempre que la contaminación microbiana sea pequeña, es más importante considerar kc. La elevada contaminación microbiana observada en el heno de raigrás se asoció también con importantes errores a nivel del N asociado a la fibra neutro (FND) y ácido (FAD) detergente (NDIN y ADIN, respectivamente) e incluso de estas fracciones de fibra, evidenciándose que estos métodos no eliminan completamente la contaminación microbiana que sufren los alimentos en su paso por el retículorumen. Así, en la muestra compuesta representativa de la composición química del flujo postruminal antes descrita, la sobrevaloración por no corregir la contaminación microbiana fue de 99,8; 24,2; 3,34 y 0,48% para NDIN, ADIN, FND y FAD, respectivamente. Las subvaloraciones asociadas para su DE fueron 34,1; 8,79; 4,41 y 0,51%, respectivamente. La DE corregida del NDIN y ADIN (0,743 y 0,728, respectivamente) mostró un aprovechamiento ruminal elevado de estos compuestos, si bien menor al de la PB total (0,85). El estudio de este aprovechamiento sobre los residuos de incubación ruminal a 6 y 72 h demostró, además, una más rápida degradación del ADIN frente al NDIN, así como un mayor potencial de degradación de este último en este alimento. Para comprobar si la digestión en el abomaso eliminaba la contaminación microbiana en la FND y FAD se estudio esta contaminación y sus posibles errores en muestras liofilizadas de contenidos ruminales y duodenales correspondientes a una dieta mixta de similar composición a la utilizada en el experimento 2, comparándose, además, las diferencias entre la extracción secuencial o directa de la FAD. Utilizando como referencia las BAS se apreciaron elevadas contaminaciones en la FND y FAD y su N asociado tanto en las muestras ruminales como en las duodenales. Sin embargo, los resultados de enriquecimiento en 15N de las partículas fueron intermedios entre los correspondientes a BAS y BAL lo que evidencia una elevada contaminación con BAL en estas muestras probablemente durante el proceso de liofilización. Ello conlleva una sobrevaloración de esta estimación. El método de extracción directa de FAD se mostró, por otra parte, marcadamente menos eficaz en la eliminación de la contaminación microbiana. Los resultados muestran la necesidad de corregir la contaminación microbiana para obtener estimaciones precisas de la degradabilidad de las proteínas de las paredes celulares vegetales. Estos errores deberían ser también considerados para FND y FAD en estudios in situ e in vivo. La elevada tasa fraccional de degradación del grano de trigo (60,9 y 42,0%/h para MS y PB, respectivamente) implico que su flujo de material indegradado (calculado solo en base a la kp obtenida para la harina de girasol) se redujera muy rápidamente, de forma que es casi nulo a 8 h tras la ingestión. Los valores corregidos de PB digerida en el intestino (0,15) representan solo el 18,7% de la proteína metabolizable, lo que muestra que el valor proteico del grano de trigo está estrechamente ligado a la síntesis de proteína microbiana derivada de su fermentación. En el experimento 2 se observaron menores concentraciones para materia orgánica, lípidos y PB, así como en la proporción N-AAs/N total en BAL que en BAS, siendo, por el contrario, mayor su enriquecimiento en 15N. Estos últimos resultados se utilizaron (junto con los de otros trabajos previos de este equipo) para validar una predicción preexistente del enriquecimiento en 15N de las BAS a partir de este valor en las BAL. Esta ecuación, de muy alta precisión (R2 = 0.995), permite calcular la subvaloración que se comete en los aportes de nutrientes correspondientes a las BAS al usar las BAL como muestra de referencia. Esta subvaloración representa aproximadamente 21, 32,5 y 60% para PB, proteína verdadera y lípidos.

Artificial pancreas using a personalized rule-based controller achieves overnight normoglycemia in patients with type 1 diabetes

Objective: This study assessed the efficacy of a closed-loop (CL) system consisting of a predictive rule-based algorithm (pRBA) on achieving nocturnal and postprandial normoglycemia in patients with type 1 diabetes mellitus (T1DM). The algorithm is personalized for each patient’s data using two different strategies to control nocturnal and postprandial periods. Research Design and Methods: We performed a randomized crossover clinical study in which 10 T1DM patients treated with continuous subcutaneous insulin infusion (CSII) spent two nonconsecutive nights in the research facility: one with their usual CSII pattern (open-loop [OL]) and one controlled by the pRBA (CL). The CL period lasted from 10 p.m. to 10 a.m., including overnight control, and control of breakfast. Venous samples for blood glucose (BG) measurement were collected every 20 min. Results: Time spent in normoglycemia (BG, 3.9–8.0 mmol/L) during the nocturnal period (12 a.m.–8 a.m.), expressed as median (interquartile range), increased from 66.6% (8.3–75%) with OL to 95.8% (73–100%) using the CL algorithm (P<0.05). Median time in hypoglycemia (BG, <3.9 mmol/L) was reduced from 4.2% (0–21%) in the OL night to 0.0% (0.0–0.0%) in the CL night (P<0.05). Nine hypoglycemic events (<3.9 mmol/L) were recorded with OL compared with one using CL. The postprandial glycemic excursion was not lower when the CL system was used in comparison with conventional preprandial bolus: time in target (3.9–10.0 mmol/L) 58.3% (29.1–87.5%) versus 50.0% (50–100%). Conclusions: A highly precise personalized pRBA obtains nocturnal normoglycemia, without significant hypoglycemia, in T1DM patients. There appears to be no clear benefit of CL over prandial bolus on the postprandial glycemia

Glucose-Insulin regulator for type 1 diabetes using high order neural networks

In this paper a Glucose-Insulin regulator for Type 1 Diabetes using artificial neural networks (ANN) is proposed. This is done using a discrete recurrent high order neural network in order to identify and control a nonlinear dynamical system which represents the pancreas? beta-cells behavior of a virtual patient. The ANN which reproduces and identifies the dynamical behavior system, is configured as series parallel and trained on line using the extended Kalman filter algorithm to achieve a quickly convergence identification in silico. The control objective is to regulate the glucose-insulin level under different glucose inputs and is based on a nonlinear neural block control law. A safety block is included between the control output signal and the virtual patient with type 1 diabetes mellitus. Simulations include a period of three days. Simulation results are compared during the overnight fasting period in Open-Loop (OL) versus Closed- Loop (CL). Tests in Semi-Closed-Loop (SCL) are made feedforward in order to give information to the control algorithm. We conclude the controller is able to drive the glucose to target in overnight periods and the feedforward is necessary to control the postprandial period.

Mejora postpradial de un controlador basado en reglas

La Diabetes mellitus es una enfermedad caracterizada por la insuficiente o nula producción de insulina por parte del páncreas o la reducida sensibilidad del organismo a esta hormona, que ayuda a que la glucosa llegue a los tejidos y al sistema nervioso para suministrar energía. La Diabetes tiene una mayor prevalencia en los países desarrollados debido a múltiples factores, entre ellos la obesidad, la vida sedentaria, y disfunciones en el sistema endocrino relacionadas con el páncreas. La Diabetes Tipo 1 es una enfermedad crónica e incurable, en la que son destruidas las células beta del páncreas, que producen la insulina, haciéndose necesaria la administración de insulina de forma exógena para controlar los niveles de glucosa en sangre. El paciente debe seguir una terapia con insulina administrada por vía subcutánea, que debe estar adaptada a sus necesidades metabólicas y a sus hábitos de vida. Esta terapia intenta imitar el perfil insulínico de un páncreas sano. La tecnología actual permite abordar el desarrollo del denominado “páncreas endocrino artificial” (PEA), que aportaría precisión, eficacia y seguridad en la aplicación de las terapias con insulina y permitiría una mayor independencia de los pacientes frente a su enfermedad, que en la actualidad están sujetos a una constante toma de decisiones. El PEA consta de un sensor continuo de glucosa, una bomba de infusión de insulina y un algoritmo de control, que calcula la insulina a infusionar utilizando los niveles de glucosa del paciente como información principal. Este trabajo presenta una modificación en el método de control en lazo cerrado propuesto en un proyecto previo. El controlador del que se parte está compuesto por un controlador basal booleano y un controlador borroso postprandial basado en reglas borrosas heredadas del controlador basal. El controlador postprandial administra el 50% del bolo manual (calculado a partir de la cantidad de carbohidratos que el paciente va a consumir) en el instante del aviso de la ingesta y reparte el resto en instantes posteriores. El objetivo es conseguir una regulación óptima del nivel de glucosa en el periodo postprandial. Con el objetivo de reducir las hiperglucemias que se producen en el periodo postprandial se realiza un transporte de insulina, que es un adelanto de la insulina basal del periodo postprandial que se suministrará junto con un porcentaje variable del bolo manual. Este porcentaje estará relacionado con el estado metabólico del paciente previo a la ingesta. Además se modificará la base de conocimiento para adecuar el comportamiento del controlador al periodo postprandial. Este proyecto está enfocado en la mejora del controlador borroso postprandial previo, modificando dos aspectos: la inferencia del controlador postprandial y añadiendo una toma de decisiones automática sobre el % del bolo manual y el transporte. Se ha propuesto un controlador borroso con una nueva inferencia, que no hereda las características del controlado basal, y ha sido adaptado al periodo postprandial. Se ha añadido una inferencia borrosa que modifica la cantidad de insulina a administrar en el momento del aviso de ingesta y la cantidad de insulina basal a transportar del periodo postprandial al bolo manual. La validación del algoritmo se ha realizado mediante experimentos en simulación utilizando una población de diez pacientes sintéticos pertenecientes al Simulador de Padua/Virginia, evaluando los resultados con estadísticos para después compararlos con los obtenidos con el método de control anterior. Tras la evaluación de los resultados se puede concluir que el nuevo controlador postprandial, acompañado de la toma de decisiones automática, realiza un mejor control glucémico en el periodo postprandial, disminuyendo los niveles de las hiperglucemias. ABSTRACT. Diabetes mellitus is a disease characterized by the insufficient or null production of insulin from the pancreas or by a reduced sensitivity to this hormone, which helps glucose get to the tissues and the nervous system to provide energy. Diabetes has more prevalence in developed countries due to multiple factors, including obesity, sedentary lifestyle and endocrine dysfunctions related to the pancreas. Type 1 Diabetes is a chronic, incurable disease in which beta cells in the pancreas that produce insulin are destroyed, and exogenous insulin delivery is required to control blood glucose levels. The patient must follow a therapy with insulin administered by the subcutaneous route that should be adjusted to the metabolic needs and lifestyle of the patient. This therapy tries to imitate the insulin profile of a non-pathological pancreas. Current technology can adress the development of the so-called “endocrine artificial pancreas” (EAP) that would provide accuracy, efficacy and safety in the application of insulin therapies and will allow patients a higher level of independence from their disease. Patients are currently tied to constant decision making. The EAP consists of a continuous glucose sensor, an insulin infusion pump and a control algorithm that computes the insulin amount that has to be infused using the glucose as the main source of information. This work shows modifications to the control method in closed loop proposed in a previous project. The reference controller is composed by a boolean basal controller and a postprandial rule-based fuzzy controller which inherits the rules from the basal controller. The postprandial controller administrates 50% of the bolus (calculated from the amount of carbohydrates that the patient is going to ingest) in the moment of the intake warning, and distributes the remaining in later instants. The goal is to achieve an optimum regulation of the glucose level in the postprandial period. In order to reduce hyperglycemia in the postprandial period an insulin transport is carried out. It consists on a feedforward of the basal insulin from the postprandial period, which will be administered with a variable percentage of the manual bolus. This percentage would be linked with the metabolic state of the patient in moments previous to the intake. Furthermore, the knowledge base is going to be modified in order to fit the controller performance to the postprandial period. This project is focused on the improvement of the previous controller, modifying two aspects: the postprandial controller inference, and the automatic decision making on the percentage of the manual bolus and the transport. A fuzzy controller with a new inference has been proposed and has been adapted to the postprandial period. A fuzzy inference has been added, which modifies both the amount of manual bolus to administrate at the intake warning and the amount of basal insulin to transport to the prandial bolus. The algorithm assessment has been done through simulation experiments using a synthetic population of 10 patients in the UVA/PADOVA simulator, evaluating the results with statistical parameters for further comparison with those obtained with the previous control method. After comparing results it can be concluded that the new postprandial controller, combined with the automatic decision making, carries out a better glycemic control in the postprandial period, decreasing levels of hyperglycemia.

Normal hepatic glucose production in the absence of GLUT2 reveals an alternative pathway for glucose release from hepatocytes

Glucose production by liver is a major physiological function, which is required to prevent development of hypoglycemia in the postprandial and fasted states. The mechanism of glucose release from hepatocytes has not been studied in detail but was assumed instead to depend on facilitated diffusion through the glucose transporter GLUT2. Here, we demonstrate that in the absence of GLUT2 no other transporter isoforms were overexpressed in liver and only marginally significant facilitated diffusion across the hepatocyte plasma membrane was detectable. However, the rate of hepatic glucose output was normal. This was evidenced by (i) the hyperglycemic response to i.p. glucagon injection; (ii) the in vivo measurement of glucose turnover rate; and (iii) the rate of release of neosynthesized glucose from isolated hepatocytes. These observations therefore indicated the existence of an alternative pathway for hepatic glucose output. Using a [14C]-pyruvate pulse-labeling protocol to quantitate neosynthesis and release of [14C]glucose, we demonstrated that this pathway was sensitive to low temperature (12°C). It was not inhibited by cytochalasin B nor by the intracellular traffic inhibitors brefeldin A and monensin but was blocked by progesterone, an inhibitor of cholesterol and caveolae traffic from the endoplasmic reticulum to the plasma membrane. Our observations thus demonstrate that hepatic glucose release does not require the presence of GLUT2 nor of any plasma membrane glucose facilitative diffusion mechanism. This implies the existence of an as yet unsuspected pathway for glucose release that may be based on a membrane traffic mechanism.

Cocaine- and amphetamine-regulated transcript in the rat vagus nerve: A putative mediator of cholecystokinin-induced satiety

Cocaine- and amphetamine-regulated transcript (CART) is widely expressed in the central nervous system. Recent studies have pointed to a role for CART-derived peptides in inhibiting feeding behavior. Although these actions have generally been attributed to hypothalamic CART, it remains to be determined whether additional CART pathways exist that link signals from the gastrointestinal tract to the central control of food intake. In the present study, we have investigated the presence of CART in the rat vagus nerve and nodose ganglion. In the viscerosensory nodose ganglion, half of the neuron profiles expressed CART and its predicted peptide, as determined by in situ hybridization and immunohistochemistry. CART expression was markedly attenuated after vagotomy, but no modulation was observed after food restriction or high-fat regimes. A large proportion of CART-labeled neuron profiles also expressed cholecystokinin A receptor mRNA. CART-peptide-like immunoreactivity was transported in the vagus nerve and found in a dense fiber plexus in the nucleus tractus solitarii. Studies on CART in the spinal somatosensory system revealed strong immunostaining of the dorsal horn but only a small number of stained cell bodies in dorsal root ganglia. The present results suggest that CART-derived peptides are present in vagal afferent neurons sensitive to cholecystokinin, suggesting that the role of these peptides in feeding may be explained partly by mediating postprandial satiety effects of cholecystokinin.

Contribuição da consulta de enfermagem na adesão ao tratamento do diabetes mellitus na estratégia saúde da família do município de Ribeirão Preto, SP

Trata-se de estudo de intervenção tipo antes e depois, no qual o sujeito é seu próprio controle, fator que permite identificar os efeitos na adesão ao tratamento e controle dos níveis glicêmicos. Teve como objetivo avaliar a contribuição da consulta de enfermagem na adesão ao tratamento do diabetes mellitus tipo 2, em uma Unidade Saúde da Família, de acordo com o \"Protocolo de atendimento as pessoas com diabetes mellitus,\" em Ribeirão Preto, SP. A coleta de dados foi realizada no período de setembro de 2014 a janeiro de 2015. O trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto, SP, sob Parecer nº 648.970. Participaram 31 pessoas com diabetes mellitus, por meio de três consultas de enfermagem, na unidade de saúde e no domicílio, com intervalo de um mês entre as três consultas de todos os participantes. Foi utilizado um roteiro contendo variáveis sociodemográficos e clínicas e o teste de Medida de Adesão ao Tratamento. Para a análise da adesão, durante e após a intervenção, utilizou-se a estatística descritiva e o teste de Mann- Whitney; para a comparação do antes e após a intervenção, utilizou-se o teste de Wilcoxon; para análise de correlação com as variáveis numéricas, o coeficiente de correlação de Spearman e o teste Q de Cochran, para a comparação dos exames nos momentos anterior, durante e posterior à intervenção. Os resultados mostraram que os participantes tinham entre 33 e 79 anos, sendo 58,1% do sexo feminino; 71% tinham companheiro; renda familiar de 1 a 3 salários-mínimos (83,9%); 80,6% referiram ser profissionalmente inativos (aposentados, pensionistas ou do lar); média de 5,68 anos de estudo e predomínio de menos de 8 anos de estudo (67,7%). Em relação aos valores da pressão arterial sistêmica constatou hipertensão arterial sistêmica grau I em 25,8% das pessoas com diabetes mellitus, 90,3% com índice de massa corporal apresentando excesso de peso, quanto à circunferência abdominal, 32,2% dos homens estavam com valores maiores que 102 cm e 45,2% das mulheres com valores acima de 88 cm. A avaliação dos pés, com uso do monofilamento Semmes-Weinstein de 10g, apresentou 9,7% das pessoas com diabetes mellitus com pé em risco para ulceração e diminuição ou ausência de sensibilidade tátil pressórica protetora dos pés. O tempo de diagnóstico do diabetes mellitus tipo 2 variou entre 1 a 39 anos, predominando as comorbidades hipertensão arterial (83,9%), dislipidemia (58,1%) e obesidade (41,8%). Quanto aos exames laboratoriais, observa-se que, em 64,5% da população estudada, os níveis da glicemia de jejum estavam acima de 100 mg/dL , ocorrendo pequena redução para 61,3% nos casos de pessoas com diabetes mellitus durante a intervenção e se manteve após. No que se refere à glicemia pós-prandial, os casos das pessoas com diabetes mellitus com valores iguais ou acima de 160 mg/dL, antes da intervenção era de 45,2% e durante e após a intervenção caiu para 38,7%. Em contrapartida, aumentou o número de pessoas com diabetes mellitus durante e após a intervenção, com valores da glicemia pós-prandial abaixo de 160 mg/dL, de 54,8% para 61,3%. E, em relação à hemoglobina glicada, foi observado que em 61,3% das pessoas com diabetes mellitus os valores antes da intervenção eram iguais ou acima de 7%. Durante a intervenção, caiu para 19,3% e após a intervenção o número de pessoas com diabetes mellitus, com a hemoglobina glicada igual ou superior a 7%, chegou a 38,7%. Quanto aos valores abaixo de 7%, observou-se aumento de 38,7% antes da intervenção para 80,6 e 61,3% respectivamente, durante e após a intervenção, com diferença estatisticamente significante (p< 0,001). As pessoas com diabetes mellitus desse estudo, apresentaram 83,87% de adesão ao tratamento antes da intervenção, e esses escores subiram para 96,78% após a intervenção, fato corroborado pelo teste de Wilcoxon que mostrou escores estatisticamente significantes (p<0,001), entre antes e após a intervenção. Esse estudo contribui para ressaltar a importância do enfermeiro, enquanto integrante da equipe multiprofissional, seguindo as orientações do \"Protocolo de atendimento ao indivíduo com diabetes\", tanto no atendimento individual quanto em grupo, reorganizando o processo de trabalho, contribuindo para maior adesão ao tratamento e controle dos níveis glicêmicos, ao minimizar a fragmentação e assegurar a continuidade na assistência, por meio de abordagem integral ao diabético

Short-term peaks in glucose promote renal fibrogenesis independently of total glucose exposure

Postprandial hyperglycemia is implicated as a risk factor predisposing to vascular complications. This study was designed to assess recurrent short-term increases in glucose on markers of renal fibrogenesis. Human renal cortical fibroblasts were exposed to fluctuating short-term (2 h) increases to 15 mM D-glucose, three times a day over 72 h, on a background of 5 mM D-glucose. To determine whether observed changes were due to fluctuating osmolality, identical experiments were undertaken with cells exposed to L-glucose. Parallel experiments were performed in cells exposed to 5 mM D-glucose and constant exposure to either 15 or 7.5 mM D-glucose. Fluctuating D-glucose increased extracellular matrix, as measured by proline incorporation ( P < 0.05), collagen IV ( P < 0.005), and fibronectin production ( P < 0.001), in association with increased tissue inhibitor of matrix metalloproteinase (MMP) ( P < 0.05). Sustained exposure to 15 mM D-glucose increased fibronectin ( P < 0.001), in association with increased MMP-2 ( P = 0.01) and MMP-9 activity ( P < 0.05), suggestive of a protective effect on collagen matrix accumulation. Transforming growth factor-beta(1) (TGF-beta(1)) mRNA was increased after short-term (90 min) exposure to 15 mM glucose (P < 0.05) and after 24-h exposure to 7.5 mM ? ( P < 0.05). Normalization of TGF-beta(1) secretion occurred within 48 h of constant exposure to an elevated glucose. Fluctuating L-glucose also induced TGF-beta(1) mRNA and a profibrotic profile, however, to a lesser extent than observed with exposure to fluctuating D-glucose. The results suggest that exposure to fluctuating glucose concentrations increases renal interstitial fibrosis compared with stable elevations in D-glucose. The effects are, in part, due to the inherent osmotic changes.

Degradation, receptor binding, insulin secreting and antihyperglycaemic actions of palmitate-derivatised native and Ala8-substituted GLP-1 analogues

The hormone glucagon-like peptide-1(7-36)amide (GLP-1) is released in response to ingested nutrients and acts to promote glucose-dependent insulin secretion ensuring efficient postprandial glucose homeostasis. Unfortunately, the beneficial actions of GLP-1 which give this hormone many of the desirable properties of an antidiabetic drug are short lived due to degradation by dipeptidylpeptidase IV (DPP IV) and rapid clearance by renal filtration. In this study we have attempted to extend GLP-1 action through the attachment of palmitoyl moieties to the E-amino group in the side chain of the LyS26 residue and to combine this modification with substitutions of the Ala 8 residue, namely Val or amino-butyric acid (Abu). In contrast to native GLP-1, which was rapidly degraded, [Lys(pal) 26]GLP-1, [Abu8,Lys(pal)26]GLP-1 and [Val8,Lys-(pal)26]GLP-1 all exhibited profound stability during 12 h incubations with DPP IV and human plasma. Receptor binding affinity and the ability to increase cyclic AMP in the clonal β-cell line BRIN-BD11 were decreased by 86- to 167-fold and 15- to 62-fold, respectively compared with native GLP-1. However, insulin secretory potency tested using BRIN-BD11 cells was similar, or in the case of [Val8,Lys(pal)26]GLP-1 enhanced. Furthermore, when administered in vivo together with glucose to diabetic (ob/ob) mice, [Lys(pal)26]GLP-1, [Abu8,Lys(pal) 26]GLP-1 and [Val8,Lys(pal) 26]GLP-1 did not demonstrate acute glucose-lowering or insulinotropic activity as observed with native GLP-1. These studies support the potential usefulness of fatty acid linked analogues of GLP-1 but indicate the importance of chain length for peptide kinetics and bioavailability. Copyright © by Walter de Gruyter.

Nutritional management of blood glucose levels

Background and Objectives: Nutritional management of blood glucose levels is a strategic target in the prevention and management of type 2 diabetes mellitus (T2DM), applicable across the population. To implement a successful strategy it is essential to understand the impact of dietary modulation on the postprandial rise in blood glucose concentrations. Methods: Using the highest quality data, a systematic and comprehensive literature review was undertaken. Included in this review were the major macronutrients (carbohydrate, pro-tein, fat), micronutrient vitamins and minerals, non-nutrient phytochemicals and additional foods such as low-calorie sweeteners, vinegar and alcohol. Results: The strongest corroboration of efficacy for improving glucose homeostasis was for insoluble and moderately fermentable cereal-based fiber and mono-unsaturated fatty acids as replacement of saturated fat. Postprandial glycaemia was decreased by intake of viscous soluble fiber and the predominant mechanism of action was considered to be by delaying absorption of co-ingested carbohydrates. There was weaker but substantial evidence that certain phytochemical-rich foods were likely to be effective. This may be associated with the su-ggestion that the gut microbiota plays an important role in me-tabolic regulation, which includes provision of phytochemical and other metabolites. Conclusions: Based on the evidence, it is clear that dietary components have significant and clinically relevant effects on blood glucose modulation. This suggests that employing a dietary regimen to attenuate the postprandial rise in blood glucose levels along with previously identified targets (reducing excess body weight and an increase in physical activity) will benefit the health of the population and limit the increasing worldwide incidence of T2D.

Link between increased gut hormones signaling satiety and reduced food reward following gastric bypass surgery for obesity

CONTEXT: Roux-en-Y gastric bypass (RYGB) surgery is an effective long-term intervention for weight loss maintenance, reducing appetite, and also food reward, via unclear mechanisms. OBJECTIVE: To investigate the role of elevated satiety gut hormones after RYGB, we examined food hedonic-reward responses after their acute post-prandial suppression. DESIGN: These were randomized, placebo-controlled, double-blind, crossover experimental medicine studies. PATIENTS: Two groups, more than 5 months after RYGB for obesity (n = 7-11), compared with nonobese controls (n = 10), or patients after gastric banding (BAND) surgery (n = 9) participated in the studies. INTERVENTION: Studies were performed after acute administration of the somatostatin analog octreotide or saline. In one study, patients after RYGB, and nonobese controls, performed a behavioral progressive ratio task for chocolate sweets. In another study, patients after RYGB, and controls after BAND surgery, performed a functional magnetic resonance imaging food picture evaluation task. MAIN OUTCOME MEASURES: Octreotide increased both appetitive food reward (breakpoint) in the progressive ratio task (n = 9), and food appeal (n = 9) and reward system blood oxygen level-dependent signal (n = 7) in the functional magnetic resonance imaging task, in the RYGB group, but not in the control groups. RESULTS: Octreotide suppressed postprandial plasma peptide YY, glucagon-like peptide-1, and fibroblast growth factor-19 after RYGB. The reduction in plasma peptide YY with octreotide positively correlated with the increase in brain reward system blood oxygen level-dependent signal in RYGB/BAND subjects, with a similar trend for glucagon-like peptide-1. CONCLUSIONS: Enhanced satiety gut hormone responses after RYGB may be a causative mechanism by which anatomical alterations of the gut in obesity surgery modify behavioral and brain reward responses to food.

Glycemic index role on visceral obesity, subclinical inflammation and associated chronic diseases

Background: It is believed that the glycemic index (GI) may be used as a strategy to prevent and control noncommunicable diseases (NCD). Obesity is a multifactorial condition, a risk factor for development of other NCDs. Among the different types, abdominal obesity is highlighted, which is essential for the diagnosis of metabolic syndrome, and it is related to insulin resistance, dyslipi-demia, hypertension and changes in levels of inflammatory markers. Such indicators are closely related to the development of Type 2 Diabetes and cardiovascular disease. Objectives: Discuss the role of GI as a strategy for the prevention and/or treatment of visceral obesity, subclinical inflammation and chronic diseases. Results and discussion: The intake of low GI diets is associated with glycemic decreases, and lower and more consistent postprandial insulin release, avoiding the occurrence of hypoglycemia. Moreover, consumption of a low GI diet has been indicated as beneficial for reducing body weight, total body fat and visceral fat, levels of proinflammatory markers and the occurrence of dyslipidemia and hypertension. The intake of low GI foods should be encouraged in order to prevent and control non-communicable diseases.

Hyperinsulinism, Insulin Resistance and Impaired Fasting Glucose Revealing an Insulin Autoimmune Syndrome

We report a case of a 55-year-old woman who was evaluated for multiple episodes of late postprandial hypoglycaemia. We diagnosed her condition as insulin autoimmune syndrome (Hirata disease) because of a high insulin autoantibody (IAA) titre in association with high levels of plasmatic insulin and hypoglycaemia in a patient with no history of exogenous insulin administration and the exclusion of other causes of late postprandial hypoglycaemia.

An Unexpected Cause of Marked Weight Loss Associated with Vomiting in an Adult Man: Gastric Phytobeozar

Objectives: We present the case of an edentulous 47-year-old farmer referred to our Department of Internal Medicine because of postprandial vomiting, hyporexia, asthenia and weight loss. He ate a mostly vegetarian diet. Materials and methods: An oesophagogastroduodenoscopy revealed the presence of a phytobezoar at the level of the fundus and body of the stomach. Endoscopic fragmentation and removal of the phytobezoar were unsuccessful and the patient had to undergo open surgery. Results: Recovery was uneventful and free of complications. Conclusion: Phytobezoars should be taken into account in the differential diagnosis of unexplained vomiting and weight loss.