Cyklování substrátu v energetickém metabolismu

Budeme studovat pacienty s těžkými popáleninami, definovanými jako popáleniny 2. nebo 3. stupně pokrývající > 40 % celkové plochy povrchu těla (TBSA). Navrhujeme studovat popálené děti z nemocnice Shriners Burns. Sčítání lidu Shriners je takové, že ročně je ošetřeno přibližně 50 dětí s těžkými popáleninami. Budeme studovat pacienty bezprostředně před jejich třetím chirurgickým zákrokem, přibližně 12-15 dní po úrazu. Polovině pacientů bude denně podáván fenofibrát (5 mg/kg/den) podávaný vyživovací sondou od souhlasu po přijetí do 12-14 dnů po popálení. Tato doba po poranění zajistí, že neléčení pacienti budou mít velkou akumulaci jaterního TG. Protože „kontrolní“ skupina pacientů bude mít zvýšené jaterní TG, „experimentální“ skupina bude mít jaterní TG snížené fenofibrátem. Studiem pacientů den před operací bude možné odstranit svorky používané při kožních štěpech bez rizika ztráty adheze grafu, a tím zajistit bezpečnost v MRS. Lze také použít femorální linii zavedenou pro operaci a všichni pacienti obecně dostanou plnou transfuzi během operací, čímž se minimalizuje jakákoli ztráta krve související se studií. U popálených pacientů budeme kromě jater studovat i sval. Pacienti budou studováni během krátkého stavu nalačno. Čtyři hodiny před studií a poté po celou dobu studie bude mít hladovku. Jejich TPN bude po studii okamžitě znovu připojen. Chirurgický tým ve Shrine zavádí 3Fr, 8 cm polyethylenové katetry (Cook, Inc., Bloomington, IN) do femorální žíly a stehenní tepny v lokální anestezii den před operací. Oba femorální katétry budou použity pro odběr krve, zatímco femorální arteriální katétr bude použit také pro infuzi indocyaninové zeleně pro stanovení průtoku krve nohou. Systémová koncentrace indocyaninové zeleně bude měřena z centrální žíly, protože standardní postup má u všech pacientů vícelumenovou podklíčkovou linii. Průchodnost všech katétrů je udržována infuzí fyziologického roztoku.

Pacienti budou dostávat infuzi stabilních (neradioaktivních) izotopových indikátorů glukózy, fenylalaninu a palmitátu po dobu až 8 hodin. Po 4 hodinách, bez přerušení infuze indikátoru, bude zahájena infuze inzulinu, která bude udržována rychlostí 1,5 mU/kg•min po dobu posledních 4 hodin. Koncentrace glukózy v krvi budou měřeny během infuze inzulínu a glukózy v infuzi podle potřeby k udržení bazální koncentrace glukózy v plazmě.

Biopsie kvadricepsu se provede Bergstromovou jehlou na začátku studie, 4 hodiny (bezprostředně před infuzí inzulinu) a na konci 4hodinové infuze inzulinu. Použijeme techniku ​​A-V balance k řešení vztahu mezi tkáňovým metabolismem mastných kyselin a TG a inzulinovou odezvou na vychytávání glukózy a myofibrilární a mitochondriální proteinovou syntézu a čistou proteinovou rovnováhu.

b. Subjekty Pacienti jsou přijímáni na popáleninovou jednotku do 48 hodin od poranění. Tekutinová resuscitace se provádí, jak bylo popsáno dříve (94). Do 48 hodin od přijetí je popálenina vyříznuta a následně transplantována autoštěpem nebo kadaverózním aloštěpem. Pacienti se obvykle vracejí na operační sál k odběru dárcovských míst každých pět až sedm dní. Zde navržené experimenty budou provedeny den před třetím chirurgickým zákrokem v den 12-15, protože femorální katétry se normálně zavádějí v době přístupu během operace. Enterální výživa přípravkem Vivonex TEN (Sandoz Nutrition Corp, Minneapolis, MN) je zahájena do 24 hodin po přijetí a pokračuje, dokud pacient není schopen přijímat potravu ústy. Všichni pacienti budou způsobilí ke studii, pokud neplatí jedno z níže uvedených vylučovacích kritérií.

C. Postupy Od 1. do 22. dne budou pacienti udržováni na enterálním podávání směsi s vysokým obsahem sacharidů/aminokyselin (Vivonex, Novartis, Minneapolis, MN). Vivonex obsahuje 300 kcal/porce v následujícím kalorickém rozdělení: 82,3 % sacharidů, 15 % bílkovin, 2,7 % tuku (kyselina linolová). Pacientům bude podáno 25 kcal/kg přípravku Vivonex plus dalších 45 kcal/kg za každý procentní bod celkové spálené plochy těla. Polovině pacientů bude podáván fenofibrát (5 mg/kg/den – maximální denní dávka) od doby první studie indikátoru do doby druhé studie indikátoru.

Subjekty se studiem indikátoru mohou začít poté, co chirurgický tým zavede katétry do stehenní tepny a žíly, pokud je to nutné, protože většina pacientů bude mít z klinických důvodů zavedeny již existující linky. Katétry budou použity pro odběr vzorků a v periferní žíle pro infuzi, jako v našich předchozích studiích (např. 4). Enterální podávání směsi sacharidů a aminokyselin (Vivonex) bude zastaveno čtyři hodiny před studií a bude zahájeno bezprostředně po studii.

V den po infuzi indikátoru bude pomocí MRS stanoveno množství jaterního a svalového TG a jaterního glykogenu. Po odstranění kovových svorek budou pacienti transportováni do klinických zařízení MRS na Radiologickém oddělení UTMB, kde budou provedena měření (podrobnosti viz níže), Po získání základních vzorků budou zahájeny infuze indikátoru, jak je popsáno na obrázku 2. Polovině pacientů s vysokým tkáňovým TG bude podávána kyselina nikotinová (500 mg perorálně) na začátku období 2, aby se akutně snížily hladiny FFA. Ve skupině, která dostávala fenofibrát (200 mg/den) nebo propranolol 0,5 mg/kg každých 6 hodin ke snížení FFA, bude polovině podán heparin (0,5 U/kg•min, 2,8 U/kg prime IV) v dávce dostatečné k aktivují lipoproteinovou lipázu, a tím zvyšují hladinu FFA v plazmě, přičemž neovlivňují koagulaci krve. Po odebrání základních krevních vzorků z femorální arterie, femorální žíly a periferní žíly byla zahájena 8hodinová kontinuální infuze primárně připravených-konstantních infuzí 6,6-d2-glukózy (0,08 mg/kg•min, primární dávka = 6,8 mg/kg ) a d5-fenylalanin (0,20 umol/kg•min, primární = 8,0 umol/kg) budou uvedeny za účelem kvantifikace produkce glukózy v játrech a rychlosti syntézy proteinů, v daném pořadí. Navíc po 2 hodinách protokolu bude U-13C16-palmitát (0,16 µmol/kg za minutu) zahájen s NaH13CO3 primárním roztokem (150 µmol/kg), aby se kvantifikovalo vychytávání a oxidace jaterních mastných kyselin. Tyto infuze indikátoru budou také udržovány během 8hodinové studie indikátoru. Vzorky krve (2-12 ml) budou odebrány z tepny, femorální žíly a periferní žíly současně po 120, 180, 210, 225 a 240 minutách (viz Příloha 2 pro úplnou časovou osu). Biopsie svalové tkáně budou získány na začátku období 1 a po 4 hodinách období 1 pro měření kinetiky proteinů a také pro stanovení biochemických parametrů. Poté začne období 2. Na začátku období 2 bude zahájena primární, konstantní infuze 15N-fenylalaninu, která bude udržována během období 2. Ke kvantifikaci rychlosti syntézy plazmatických proteinů se použije jiný indikátor fenylalaninu za použití stejného protokolu indikátoru jako v období 1. Již dříve jsme ukázali, že dva indikátory fenylalaninu poskytují stejné výsledky (70). Technika stopování nám umožní měřit primární koncové body citlivosti jater na inzulín, tj. endogenní produkci glukózy a rychlost syntézy albuminu a fibrinogenu. Po 4 hodinách bude hyperinzulinémie zahájena infuzí inzulinu rychlostí 1,5 mu/kg•min, což povede k cirkulujícím hladinám přibližně 200 uU/ml (5). Tato rychlost infuze byla založena na naší předchozí zkušenosti s infuzí inzulinu u popálených pacientů (např. 1-5). Předpokládáme značné kolísání výchozích koncentrací inzulínu, takže pokud by byla použita nízká rychlost infuze, výsledná „hyperinzulinémie“ by u některých pacientů byla pravděpodobně pod výchozí koncentrací u jiných. V důsledku toho jsme zvolili rychlost infuze, která povede k jasnému rozdílu mezi základními a „hyperinzulinemickými“ hodnotami. Dále, ačkoli během infuze inzulínu očekáváme, že koncentrace inzulínu budou také proměnlivé, naše koncové body budou hodnoceny z hlediska velikosti změny od výchozí hodnoty u každého subjektu. Tento statistický přístup by měl minimalizovat obavy týkající se variability subjektu. Dávkování bylo zvoleno, protože jsme již dříve ukázali, že metabolismus proteinů reaguje na tuto rychlost infuze (5), ale že je pod maximálně účinnou dávkou (4). Koncentrace glukózy v krvi bude monitorována během druhého období a glukóza bude podávána infuzí (pokud je to nutné), aby se koncentrace glukózy udržely na základní úrovni. Vzhledem k tomu, že základní koncentrace glukózy se budou lišit, znamená to, že během hyperinzulinémie se koncentrace glukózy budou pravděpodobně lišit mezi subjekty, ale zvolili jsme tento přístup, protože tímto způsobem se bude lišit pouze koncentrace inzulínu mezi obdobími 1 a 2, čímž se zjednoduší interpretace hodnot. změny v kinetice substrátu a proteinu od období 1 do 2. Schéma odběru vzorků bude stejné jako v období 1, včetně načasování biopsie (tj. ve 4 h období 2).

Prokrvení nohou bude měřeno infuzí indocyaninové zelené, jak bylo popsáno dříve (14). Pro kvantifikaci celotělové oxidace sacharidů a tuků bude provedena celotělová nepřímá kalorimetrie.