Inzulínová rezistence: Srdeční selhání

Přibývá důkazů o vzájemném vztahu mezi chronickým srdečním selháním (CHF) a inzulinovou rezistencí (IR). Studie ukázaly, že pacienti s CHF mají IR a že stupeň IR je spojen se sníženou zátěžovou kapacitou a maximální spotřebou kyslíku (VO2).

IR byla také spojena se snížením zátěžové kapacity u pacientů s diabetes mellitus a jinými chronickými chorobnými stavy, stejně jako u zdravých jedinců, což potvrzuje, že IR je nezávisle spojeno s intolerancí zátěže, studie ukázaly, že IR je patofyziologicky spojena s CHF a je zapojena do progrese onemocnění u CHF. Je to pravděpodobně proto, že IR je spojena s endoteliální dysfunkcí, zánětem, zvýšeným oxidačním stresem a remodelací myokardu; procesy, které urychlují progresi onemocnění u CHF. Proto se IR nyní objevila jako potenciální cíl pro intervenci při zlepšování symptomů a výsledku u pacientů s CHF.

Stále však existují některé klíčové nezodpovězené otázky. Za prvé, jaká je prevalence IR v kohortě pacientů s CHF v Tayside? Předchozí studie mimo Spojené království zkoumající prevalenci IR u CHF byly provedeny v době před B-blokátorem. B-blokátory, které mohou zhoršit metabolickou kontrolu, jsou však nyní široce používány v léčbě CHF. Je pravděpodobné, že prevalence může být vyšší v naší současné kohortě pacientů s CHF. Za druhé, jaké jsou potenciální faktory přispívající k IR u CHF? Přesné mechanismy IR u CHF nejsou známy. Nadměrná aktivita sympatiku u CHF může akutně snížit citlivost na inzulín a také snižuje uvolňování inzulínu z pankreatických beta buněk a zvyšuje produkci glukózy v játrech. Mezi další mediátory patří cytokiny a adiponektin a leptin. K IR u CHF může také přispívat ztráta objemu kosterního svalstva a zhoršená funkce endotelu se sníženým průtokem krve kosterním svalstvem. Určení relativní důležitosti těchto různých faktorů může pomoci identifikovat terapeutické strategie při překonání IR u CHF. Konečně, jaký je mechanismus pro zhoršenou cvičební kapacitu a snížený vrchol VO2 v CHF? Cvičení VO2 měří celkovou spotřebu kyslíku v těle, která odráží jak srdeční výdej, tak periferní využití kyslíku. Nevíme, zda je problém způsoben zhoršením sníženého srdečního výdeje u CHF a/nebo sníženým periferním využitím. Abychom to určili, plánujeme měřit srdeční výdej stejně jako měření VO2.

Cíle a cíle studie jsou:

Primární cíle

• Stanovit prevalenci inzulínové rezistence (IR) u pacientů s chronickým srdečním selháním (CHF) v Tayside
• Identifikovat faktory spojené s IR v CHF

Sekundární cíle IR může mít potenciální funkční důsledky

• Je to spojeno s poklesem pohybové kapacity?
• Je to spojeno se změněnou funkcí endotelu?

Vyšetřování:

Pacienti dorazí do výzkumné laboratoře s půstem přes noc. Po písemném informovaném souhlasu pacienti podstoupí kompletní lékařské vyšetření a bude jim odebrána krev (40 ml) pro měření neurohormonů. Poté budou provedeny následující testy:

(i). Měření inzulinové rezistence bude hodnoceno pomocí empirického indexu inzulinové rezistence nalačno (FIRI). Pro tento test bude měřena hladina glukózy v krvi nalačno a hladina inzulinu. Index inzulinové rezistence nalačno se skládá z produktu plazmatického inzulinu a glukózy, FIRI = glukóza nalačno X inzulin nalačno / 25.

(ii). Antropometrická měření (pro měření tukové hmoty a beztukové hmoty). Tělesný tuk lze měřit (výška, hmotnost, tloušťka kožní řasy, obvod pasu a boků). Odhad tělesného tuku v této studii bude proveden měřením tloušťky kožní řasy nebo Holtainovým posuvným měřítkem kožních řas18. K měření lze použít 3 až 9 různých standardních anatomických míst kolem těla. Pravá strana se obvykle měří pouze sevřením kůže na příslušném místě, aby se zvedla dvojitá vrstva kůže a pod ní ležící tuková tkáň, ale ne sval. Posuvná měřítka se poté přiloží 1 cm pod a v pravém úhlu k sevření a o 2 sekundy později se odečte. Měl by být vzat průměr ze dvou měření. Pokud se tato dvě měření výrazně liší, mělo by být provedeno třetí, pak by se měla vzít střední hodnota. V této studii se použije kaliper na kožní řasu Holtain pro měření kožní řasy tricepsu až do jejich dvou přesně podobných po sobě jdoucích hodnot od každého subjektu.

(iv). Endoteliální funkce bude stanovena pomocí reaktivní hyperemie-periferní arteriální tonometrie [RH-PAT] RH-PAT je neinvazivní technika pro hodnocení periferní mikrovaskulární endoteliální funkce měřením změn digitálního pulzního objemu během reaktivní hyperémie 21-24. Bonetti a kolegové21 nedávno uvedli, že je to spolehlivý neinvazivní nástroj k identifikaci jedinců s digitální koronární mikrovaskulární endoteliální dysfunkcí. Zařízení (Itamar Medical Ltd., Caesarea, Izrael) se skládá ze dvou prstových sond, které zahrnují systém nafukovacích latexových vzduchových polštářů v pevném vnějším pouzdru. Konstrukce sondy umožňuje aplikaci konstantního a rovnoměrně rozloženého téměř diastolického protitlaku v celé sondě, což zvyšuje citlivost uvolněním napětí arteriální stěny a zabraňuje hromadění žilní krve, aby se zabránilo venoarteriolární reflexní vazokonstrikci. Pulzující změny hlasitosti na konečku prstu jsou snímány tlakovým snímačem a přenášeny do osobního počítače, kde je signál pásmově filtrován (0,3 až 30 Hz), zesílen, zobrazen a uložen.

Studie PAT budou prováděny s pacientem v poloze na zádech a oběma rukama na stejné úrovni v pohodlném, termoneutrálním prostředí. Manžeta krevního tlaku bude umístěna na jednu horní část paže (studijní paže), zatímco kontralaterální paže slouží jako kontrolní (kontrolní paže); Sondy RH-PAT budou umístěny na jeden prst (prst II, III nebo IV) každé ruky (stejný prst na obou rukou). Prsty na obou stranách prstů se sondou budou odděleny pomocí měkkých houbikových kroužků a bude zahájeno nepřetržité zaznamenávání pulzujících odezev objemu krve z obou rukou. Po 10minutovém vyrovnání bude manžeta krevního tlaku na paži studie nafouknuta na 60 mm Hg nad systolický tlak po dobu 5 minut. Manžeta se poté vyfoukne, aby se vyvolala reaktivní hyperémie, zatímco záznam PAT bude pokračovat. O deset minut později bude pacientům podána jedna dávka nitroglycerinu (NTG) (0,4 mg, sublingválně) k posouzení endotelově nezávislé PAT odpovědi.

Data reaktivní hyperémie-PAT budou analyzována počítačem způsobem nezávislým na operátorovi. Jako míra rozsahu reaktivní hyperémie bude index reaktivní hyperémie-PAT vypočítán jako poměr průměrné amplitudy signálu PAT během 1minutového časového intervalu začínajícího 1 minutu po vyfouknutí manžety dělený průměrnou amplitudou signálu PAT. signál PAT 3,5 minuty před nafouknutím manžety (základní hodnota); Hodnoty reaktivního -PAT indexu z ramene studie se pak normalizují na kontrolní rameno, aby se kompenzovaly potenciální systémové změny. Hyperemická odpověď na NTG bude hodnocena podobným způsobem. Nejprve průměrná amplituda signálu PAT ze čtyř po sobě jdoucích 1minutových period začínajících 5 minut po podání sublingválního NTG (5–6 minut, 6–7 minut, 7–8 minut a 8–9 minut -min interval) bude vypočítán; Odezva PAT na NTG bude poté vypočítána jako poměr amplitudy PAT 1-minutového intervalu, během kterého byl zaznamenán špičkový průměrný signál PAT, dělený amplitudou signálu PAT na základní linii (NTG-PAT index).

(proti). Kardiopulmonální zátěžové testy budou stanoveny pomocí ergometrie inkrementálního cyklu. Analýza prošlých plynů bude během testu prováděna nepřetržitě pomocí systému Innocor (Innocor, Dánsko), který umožňuje stanovení VO2 a srdečního výdeje.

Pacienti provedou odstupňovaný test maximální zátěže na kole. Po 3 minutách odpočinku začne cvičení s pracovní zátěží 0 wattů a každé 3 minuty se bude zvyšovat o 25 wattů, dokud symptomy limitují maximum. Analýza prošlého plynu bude během testu prováděna nepřetržitě pomocí systému Innocor (Innocor, Innovision A/S, Odense, Dánsko), který umožňuje stanovení VO2 a srdečního výdeje. Maximální příjem kyslíku bude definován jako nejvyšší hodnota příjmu kyslíku dosažená v posledních 20 sekundách cvičení. Kromě absorpce kyslíku [V02] bude stanovena produkce oxidu uhličitého [VC0 2], dechová frekvence [RR], tlakový součin maximální rychlosti [RPP] a celkový výdechový objem [VE]. Anaerobní práh bude stanoven z nadiru ventilačního ekvivalentu pro VO2. Srdeční výdej bude stanoven metodou opětovného vdechování inertním plynem (R) s použitím N2o (plyn rozpustný v krvi) a SF6 (plyn nerozpustný v krvi) s koncentracemi obohacenými o2 0,5 % a 0,1 %, v tomto pořadí. Dechový objem se bude v uzavřeném okruhu postupně zvyšovat, aby odpovídal fyziologickému nárůstu. Použití SF6 nám umožňuje měřit objem plic, ventilu a dýchacího vaku. Koncentrace N2o se snižuje během manévru opětovného vdechování. K dosažení vymytí N2o budou zapotřebí tři až čtyři dýchací cykly.

(vi). Neurohormony: Bude odebrána krev na plazmatický noradrenalin, sérový leptin a adiponektin a plazmatické cytokiny. (a) Kvantitativní měření leptinu 25-28 v séru prováděné pomocí leptinového enzymového imunotestu nebo soupravy ELISA29 (DRG Diagnostics, Marburg, Německo), podle pokynů výrobce: Stručně, 100 µl zředěného leptinového konjugátu se nadávkuje do každé jamky mikrotitrační destičku a inkubujte při teplotě místnosti po dobu 1 hodiny. Obsah jamek se vytřepe a jamky se třikrát opláchnou zředěným promývacím roztokem. Do každé vhodné jamky bylo rozděleno 50 ul vzorků (zředěných 1:5) a standardy v koncentracích 0, 0,8, 1,6, 3,1, 6,2, 12,5 a 25 ng/ml. Padesát mikrolitrů leptinové protilátky bylo poté rozděleno do středu každé jamky, aby se dosáhlo úplného promíchání, a destička bude inkubována přes noc při 4 °C ve vlhké komoře. Obsah jamek se vytřepe, jamky se třikrát propláchnou a zbylé kapičky se odstraní. Do každé jamky se nadávkuje 100 mikrolitrů zředěné druhé protilátky a inkubuje se při pokojové teplotě po dobu 1,5 hodiny. Obsah jamek se vytřepe a jamky se třikrát promyjí. Do každé jamky se nadávkuje 100 mikrolitrů komplexu enzymu křenové peroxidázy a inkubuje se při pokojové teplotě po dobu 45 minut. Odstranění a promytí jamek se zopakuje před přidáním 100 ul roztoku substrátu tetramethylbenzidinu a poté se inkubuje při teplotě místnosti po dobu 20 minut. Enzymatická reakce bude ukončena přidáním 50 ul zastavovacího roztoku kyseliny sírové do středu každé jamky a absorbance při 450 nm bude stanovena pomocí čtečky mikrotitračních destiček ELISA (Tecan, Salzburg, Rakousko). Standardní křivka se vytvoří vynesením grafu absorbance každého referenčního standardu proti jeho odpovídající koncentraci v nanogramech na mililitr. Použitím odpovídající absorbance k extrapolaci hodnoty ze standardní křivky a jejím vynásobením faktorem ředění 5 se určí koncentrace leptinu v každém vzorku séra. (b) Hladiny adponetinu 30-33 budou měřeny radioimunoanalýzou v laboratoři profesorky Jill Belch. (c) Noradrenalin v plazmě Vzorky krve od pacientů byly centrifugovány při 4 °C po dobu 20 minut a oddělená plazma se okamžitě zmrazila a skladovala při -80 °C až do testování. Plazmatický noradrenalin (NA) bude měřen vysokoúčinnou kapalinovou chromatografií s použitím elektrochemického detektoru. Je to zjednodušená, citlivá a spolehlivá metoda pro stanovení NA v plazmě.(d) Cytokiny: Tumor Necrosis Factor a (TNF-a) ELISA kit bude použit pro měření TNF-a v séru radioimunoanalýzou 34-36.

(vii). Dotazník o fyzické aktivitě; v této studii použije Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ).

(viii). Odběr endoteliálních buněk a krve S použitím drátu ve tvaru J o průměru 0,021 palce (Daig) zavedeného přes Angiocath 18gauge (Becton Dickinson) budou endoteliální buňky odebrány z povrchové žíly na předloktí. Drát se přenese do disociačního pufru (0,5% hovězí sérový albumin, 2 mmol/l EDTA a 100 ug/ml heparinu ve fyziologickém roztoku pufrovaném fosfátem) při 4 °C. Buňky budou opláchnuty, fixovány v 3,7% formaldehydu, přeneseny na sklíčka, vysušeny na vzduchu a skladovány při _80 °C. Plazma a sérum budou odděleny centrifugací a skladovány při teplotě -80 °C.