Citlivost na inzulín, metabolismus glukózy a tuků u pacientů s psoriázou

Pozadí Psoriáza je chronické imunitně zprostředkované zánětlivé onemocnění charakterizované nekontrolovanou proliferací keratinocytů, aktivovaných dendritických buněk, uvolňováním prozánětlivých cytokinů a náborem T-buněk do kůže. Prevalence psoriázy je celosvětově 2–3 %, s podobnou frekvencí u mužů a žen. Psoriáza je spojována se složkami metabolického syndromu, zejména s obezitou a diabetem 2. typu, a u pacientů s psoriázou je zvýšené riziko rozvoje diabetu 2. typu. Obezita je dvakrát častější u pacientů s psoriázou a pacienti jsou vystaveni zvýšenému riziku rozvoje kardiovaskulárních onemocnění ve srovnání s běžnou populací. Tyto komorbidity je důležité rozpoznat nebo jim přednostně předcházet a léčit, protože mohou vést ke zvýšené úmrtnosti.

Diabetes 2. typu je komplexní metabolická porucha, která se vyvíjí jako důsledek genetických a environmentálních faktorů, jako je nedostatečná fyzická aktivita a obezita. Výskyt diabetu 2. typu celosvětově narůstá a panuje všeobecná shoda, že je způsoben především přechodem k westernizovanému, sedavému způsobu života. Pacienti s diabetem 2. typu se vyznačují sníženou periferní a jaterní citlivostí na inzulín, dysfunkcí beta buněk a poruchou oxidace glukózy a tuků. Bylo navrženo, že svalová inzulínová rezistence odpovídá za až 85-90 % poškození periferní inzulínové senzitivity (vyjádřené jako celková tělesná likvidace glukózy) u pacientů s diabetem 2. typu během inzulínové stimulace. Byly prokázány četné intramyocelulární defekty, včetně narušeného transportu glukózy a fosforylace, snížené syntézy glykogenu a snížené oxidace glukózy, jakož i proximálních defektů v systému přenosu signálu inzulínu. Podobně jako u psoriázy se u pacientů s diabetem 2. typu vyskytuje systémový zánět.

Patofyziologické mechanismy vysvětlující souvislost mezi psoriázou a diabetem 2. typu jsou z velké části neznámé, ale byla vyslovena hypotéza, že roli může hrát systémový zánět nalezený jak u psoriázy, tak u diabetu 2. typu. V nedávné studii byly provedeny hyperinzulinemické euglykemické svorky a ukázalo se, že normální glukózo-tolerantní pacienti se středně těžkou až těžkou psoriázou měli během stimulace inzulínem nižší celotělovou citlivost na inzulín ve srovnání se zdravými odpovídajícími kontrolami. Zdá se tedy, že zvýšené riziko diabetu 2. typu u pacientů s psoriázou zahrnuje defekty v metabolismu glukózy spojené s psoriázou samotnou. Použité metody však neumožňovaly podrobnou charakterizaci metabolismu u pacientů s psoriázou. Technika stopování kombinovaná s nepřímou kalorimetrií nebyla nikdy použita ke studiu jaterní a celotělové citlivosti na inzulín a oxidace glukózy a tuků během bazálních stavů nebo během stimulace inzulínem u pacientů s psoriázou.

Metody:

Před experimentálním dnem 1 a 2 se účastníci setkají ráno po 10hodinovém půstu (včetně tekutin, léků a tabáku). 48 hodin před vyšetřením nebude povolena konzumace alkoholu ani intenzivní fyzické aktivity a všichni účastníci budou požádáni, aby v předchozích dvou dnech jedli stravu bohatou na sacharidy. Všechny experimenty budou prováděny v Centru pro výzkum diabetu, Gentofte Hospital, University of Copenhagen, Hellerup, Dánsko, kde je k dispozici potřebné vybavení.

Experimentální den 1: Bude proveden intravenózní glukózový toleranční test (IVGTT) a fibro scan jater a bude naplánován druhý experimentální den. Čas strávený během experimentálního dne 1 je přibližně 4 hodiny.

K určení funkce beta buněk bude proveden intravenózní glukózový toleranční test (IVGTT). Bolus glukózy 0,3 g/kg tělesné hmotnosti bude podáván infuzí po dobu 1 minuty v t=0 min. Vzorky plazmy pro glukózu, C-peptid, inzulín a glukagon budou odebírány v čase t = -10, -5, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20 a 30 min.

Složení těla se určí před 2. dnem skenem DXA (Lunar Prodigy Advance GE Healthcare).

Fibro scan bude proveden pomocí Fibroscan 501® (EchoSensTM, Paříž, Francie) k posouzení stavu fibrózy a stupně steatózy jater (23). Jaterní elasticita a tím i stav fibrózy (vyjádřený v kPa) bude posuzován měřením přenosové rychlosti ultrazvuku na základě principu, že přenosová rychlost vibrací procházejících jaterní tkání se zvyšuje při jaterní fibróze. Jaterní steatóza bude hodnocena pomocí parametru řízeného útlumu (CAP) (vyjádřeného v decibelech na metr (dB/m)) na základě skutečnosti, že tuk ovlivňuje šíření ultrazvuku. Úspěšnost ≥60 % a poměr mezikvartilního rozsahu tuhosti jater k mediánu ≤30 % budou považovány za spolehlivé a použity pro konečnou analýzu.

Experimentální den 2: Hyperinzulinemická euglykemická svorka (HEC) kombinovaná s infuzí stabilních izotopů, svalovou a tukovou biopsií a nepřímou kalorimetrií. Čas strávený během experimentálního dne 1 je přibližně 7 hodin.

Po vyprázdnění močového měchýře budou účastníci uloženi na lůžku. Do kubitálních žil budou zavedeny dvě kanyly: jedna pro odběr vzorků arterializované krve a jedna do kontralaterální žíly pro infuze. Předloktí, ze kterého se odebírají vzorky krve, bude po celou dobu experimentu zabaleno do vyhřívací přikrývky (50 °C). Okamžitě po odebrání vzorků pozadí byla zahájena primární infuze [6,6-D2]glukózy (D2-glukózy) (priming bolus 40 µmol/kg; rychlost kontinuální infuze 0,4 µmol· min·kg-1) a [1, 1,2,3,3,-D5] glycerol (D5-glycerol) (priming bolus 1,5 µmol/kg; rychlost kontinuální infuze 0,1 µmol· min·kg-1) bude zahájen (t=0 min) a udržován po dobu 360 minut ke stanovení kinetiky glukózy a glycerolu v bazálním a inzulínem stimulovaném stavu, nicméně rychlost kontinuální infuze se bude během infuze inzulínu měnit. První perioda ustáleného stavu bude definována jako posledních 30 minut ze 120minutové bazální periody, kdy se očekávají indikační rovnováhy [D2]glukózy a [D5]glycerolu; perioda ustáleného stavu infuze inzulinu nízkého stupně (10 mU/m2 za minutu) bude definována jako posledních 30 minut první inzulinové svorky (210–240 minut), během kterých bude rychlost infuze D2-glukózy zvýšena na 0,56 µmol· min·kg-1 a rychlost infuze D5-glycerolu se sníží na 0,05 µmol· min·kg-1. Období ustáleného stavu infuze vysoce kvalitního inzulinu (40 mU/m2 za minutu) bude definováno jako posledních 30 minut druhé inzulinové svorky (330–360 minut), během kterých se zvýší rychlost infuze D2-glukózy na 1,0 µmol· min·kg-1 a rychlost infuze D5-glycerolu se sníží na 0,025 µmol· min·kg-1. Po období bazálního ustáleného stavu v časovém bodě 120 minut bude zahájena kontinuální infuze inzulínu a rychlost infuze bude fixována na 10 mU/m2 za minutu. V časovém bodě 240 min bude kontinuální infuze inzulinu připravena a zvýšena na 40 mU/m2 za min až do časového bodu 360 min. K udržení euglykémie během infuze inzulínu bude použita variabilní infuze neznačené glukózy (180 g/l). Koncentrace glukózy v plazmě budou monitorovány u lůžka každých 5 minut během svorky za použití glukózooxidázové metody (Yellow Springs Instrument Model 2300 STAT plus analyzátor, Yellow Springs, Ohio, USA). Cílová koncentrace glukózy v plazmě bude 5 mM. Vzorky krve pro měření obohacení glukózy a glycerolu v plazmě budou odebrány na začátku (0 min) a v první periodě ustáleného stavu (90, 100, 110 a 120 minut) a během periody ustáleného stavu stimulovaného inzulínem (330, 340, 350 a 360 minut). Všechny izotopy budou zakoupeny od Cambridge Isotopes Laboratories (Andover, MA). Vzorky krve pro měření plazmatického glycerolu a laktátu budou odebrány na začátku a v prvním (90 až 120 minut), druhém (210 až 240 minut) a třetím (330 až 360 minut) periodě ustáleného stavu. Vzorky pro stanovení plazmatického inzulínu, C-peptidu a glukagonu budou odebírány na (0, 60, 90, 100, 110, 120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 220, 230, 240, 2705, 285, 300, 315, 330, 340, 350, 360 min). Vzorky krve pro stanovení FFA, HbA1c, celkového-, lipoproteinu s vysokou hustotou (HDL)-, lipoproteinu s nízkou hustotou (LDL)- a lipoproteinu s velmi nízkou hustotou (VLDL)-cholesterolu a triglyceridů budou odebrány na začátku studie a vzorky krve pro měření FFA ve stavu stimulovaném inzulínem bude nakresleno po 240 a 360 minutách. Vzorky moči budou odebírány po 0, 120, 240 a 360 minutách.

Nepřímá kalorimetrie bude prováděna během bazálního (90-120 min), nízkého (210-240 min) a vysokého stupně (330-360 min) inzulinem stimulovaného ustáleného stavu za účelem stanovení spotřeby kyslíku (V02) a produkce oxidu uhličitého (VC02). . Bude použit průtokový analyzátor plynu v kabině, jak je popsáno v (25). Průměrná výměna plynů za tři 30minutové periody ustáleného stavu (bazální a stimulovaná inzulínem) se použije k výpočtu rychlostí oxidace glukózy a tuků.

Svalové a tukové biopsie budou provedeny na konci bazálního (t=120 min) a inzulinem stimulovaného vysokého stupně (t=360 min) ustáleného stavu. Svalové a tukové biopsie budou získány v lokální anestezii z musculi vastus lateralis a podkožního břišního tuku za použití upravené Bergströmovy jehly (včetně odsávání) při 120 (bazální) a 360 minutách (vysokostupňová stimulace inzulínem). Biopsie budou zmrazeny v kapalném dusíku a uloženy při -80 °C pro pozdější analýzu. Celkové množství extrahované tkáně bude činit 400-600 mg.