Vliv zátěže tělesné hmotnosti na vylučování elektrolytů v moči (EBU)

1. ÚVOD

   1.1. Pozadí

   Snížení hmotnosti lze dosáhnout snížením chuti k jídlu nebo zvýšením metabolismu. Akutní úbytek hmotnosti však lze dosáhnout i ztrátou tekutin – například ztrátou moči. Poslední z těchto vlivů byl zkoumán během roku 2016.

   Lékařské vzdělání na Sahlgrenska Academy v Göteborgu nabízí ve svém třetím semestru studentskou laboratoř s názvem "Vattenbalans" [=Vodní bilance]. Účelem této laboratoře je studovat ztrátu tekutin ledvinami. Celkem se účastní více než 120 studentů, i když rychlost průtoku moči se každý semestr měří pouze u přibližně 50 studentů. Zbytek studentů funguje jako sekretářky. Laboratorní protokol lze nalézt v „Komplett-laborationskompendium-T2-T3-uppdaterat-150318“ str. 123-134.

   V souhrnu celkem 50 studentů nosilo závaží na západ. Polovina studentů měla na sobě 10 kg zátěžovou vestu a polovina studentů nosila 1 kg zátěžovou vestu. Studie trvala čtyři hodiny. Studenti směli během každé hodiny sedět maximálně 10 minut. Nebyl pozorován žádný významný rozdíl v rychlosti průtoku moči. Překvapivě však vyšetřovatelé zjistili, že studenti, kteří nosili 10kg zátěžovou vestu, vylučovali více elektrolytů než ti, kteří nosili 1kg zátěžovou vestu. Ve skupině bez léčby (viz níže) tvořilo pouze 13 subjektů a výzkumníci proto nebyli schopni získat významné výsledky (p=0,088). Vyšetřovatelé věří, že s větší studijní populací a lépe přizpůsobenými kontrolami dosáhnou výzkumníci významných výsledků.

   Je třeba poznamenat, že tyto výsledky byly získány během studentské laboratoře s pevným protokolem. Kromě nošení zátěžové vesty studenti také dostali jednu z následujících léčeb: jeden litr vody perorálně, jeden litr vody perorálně a perorální podání analogu vasopresinu zvaného Minirin© (desmopresin, 60 µg), kličkového diuretika zvaného Furix © (furosemid, 40 mg) nebo jeden litr vody perorálně a osm tablet Resorb©, což je rehydratační terapie. Vícenásobná ošetření a pevný protokol jsou matoucí a podporují opakování těchto experimentů s vhodnějším designem.

   1.2. Odůvodnění pro provedení této studie

   Lékařský význam těchto experimentálních výsledků je stále nejasný kvůli krátkému trvání čtyř hodin. S větší experimentální podporou je možné, že by tato strategie mohla být použita k vytvoření silných diuretik. Je také možné, že dlouhodobé zatížení tělesnou hmotností může snížit tělesnou hmotnost jiným způsobem, zejména snížením tukové hmoty. Tento mechanismus by tedy mohl být použit k vytvoření účinných léků na obezitu.

   1.3. Hodnocení rizika/přínosu

   Obecně se jedná o studii s malým počtem rizik. Zátěžové vesty používané v tomto experimentu denně používají tisíce lidí během cvičení. Během experimentu se studenty medicíny pouze jeden ze studentů zaznamenal nežádoucí příhodu. Tento student pociťoval mírné závratě, které ustoupily během několika minut po sundání zátěžové vesty a posazení se. Pro další minimalizaci rizik v naší budoucí studii se výzkumníci rozhodli zahrnout pouze zdravé výzkumné subjekty, které nekonzumují žádné léky. Vyšetřovatelé budou mít během studie k dispozici také lékařsky vyškolený personál a provedou ji v těsné blízkosti Fakultní nemocnice Sahlgrenska.

   Odběr krve může být u několika jedinců vnímán jako poněkud nepříjemný. Obecně je však bez komplikací. U některých subjektů se mohou vyskytnout malé lokální modřiny nebo zánět.

   V souhrnu se výzkumníci domnívají, že rizika jsou velmi nízká ve srovnání s potenciálem prozkoumat nový fyziologický mechanismus s potenciálně důležitými aplikacemi, jako jsou nová diuretika nebo léky proti obezitě.

2. NÁVRH A POSTUPY STUDIE

Studie se provádí se všemi 15 studovanými subjekty během tří studijních dnů s jedním týdnem mezi každým studijním dnem. Za účelem snížení kolísání naměřených hodnot a zvýšení výkonu studie bude použit design křížové studie. Subjekty studie budou mít jeden den na sobě zátěžovou vestu s 10 % tělesné hmotnosti ve stoje, jeden ze dnů bude mít stejný subjekt zátěžovou vestu s 1 % tělesné hmotnosti ve stoje a na jeden ze dnů bude stejný subjekt studie nosit zátěžovou vestu s 1 % tělesné hmotnosti v sedě.

Do studie jsou tedy zahrnuty tři postupy. Každá z procedur odpovídá samostatnému dni.

Postup 1: Nošení zátěžové vesty s 10 % tělesné hmotnosti ve stoje po dobu sedmi hodin. Předmět studie se nechá sedět 10 minut každou hodinu. Důvodem je to, že se mělo za to, že účinek může být přenášen zátěží dolních končetin.

Postup 2: Nošení zátěžové vesty s 1 % tělesné hmotnosti ve stání po dobu sedmi hodin. Předmět studie se nechá sedět 10 minut každou hodinu.

Postup 3: Nošení zátěžové vesty s 1 % tělesné hmotnosti vsedě po dobu sedmi hodin. Jedná se o kontrolní skupinu bez zatížení dolních končetin. Toto je také normální pracovní poloha pro mnoho sedavých zaměstnání (např. kancelářští pracovníci) a proč je to zvláštní zájem pro další zkoumání. Existuje velké množství investigativní literatury ukazující negativní zdravotní důsledky pracovní polohy vsedě.

Odběr krve bude proveden periferním žilním katétrem nejmenší velikosti. Kromě toho bude každý den probíhat několik kroků, které budou jednotné pro každý z postupů.

Časový bod 1 (0 h): "Ústní zátěž vodou"

Katétr bude zaveden zkušenou sestrou z Gothia Forum a je odstraněn o sedm hodin později, když skončí den procedury. O průběhu studie a vedení záznamů bude výzkumný subjekt informován před oficiálním zahájením experimentu.

Těsně před zahájením experimentu vypije studovaný subjekt 5 ml vody na kg tělesné hmotnosti. Pokud například subjekt studie váží 70 kg (bez zátěžové vesty), vypije 350 ml vody.

Pro udržení normální úrovně hydratace a produkce moči bude studovaný subjekt během experimentu nadále nahrazovat tekutiny. Objem tekutin, které budou nahrazeny, se bude rovnat množství ztraceného objemu moči. Pokud například studovaný subjekt ztratí 100 ml moči, vypije před pokračováním v experimentu 100 ml vody. Touto metodou je udržována produkce moči přibližně 200 ml za hodinu, což je více než dostačující k provedení všech požadovaných měření moči.

Tento přístup napodobuje fyziologické stavy, kdy ztráty močí odpovídají příjmu vody. Zabrání příjmu vody v přebytku náhradních množství, což je za určitých okolností považováno za léčbu.

Hodem kostkou se pak rozhodne, zda studijní subjekt začne s postupem 1, 2 nebo 3. Když jsou dvě postupové skupiny plné, přičemž v každé je pět jedinců, zbytek se přesune do poslední postupové skupiny. Střídání mezi procedurami probíhá náhodně. Každý subjekt studie bude mít jeden týden mezi provedením každého postupu.

Subjekty studie vyprázdní močový měchýř těsně před zahájením studie. Subjekty studie začínají pětiminutovým oddělením, aby se zabránilo přetížení toalet. Studie začíná, když si studovaný subjekt oblékne zátěžovou vestu.

Časový bod 2 (0-7 h): Měření a odběr krve

Tento časový úsek se skládá z části od doby, kdy si studovaný subjekt nasadí zátěžovou vestu, do doby, kdy si ji svlékne.

Subjekt studie musí každou hodinu shromáždit svůj objem moči do speciálně určené odměrky. Zaznamená se objem moči. 10 ml moči se pak použije k měření koncentrace elektrolytu. Dalších 10 ml moči je uloženo pro další analýzy v centrální laboratoři Univerzity Sahlgrenska. Tyto analýzy jsou rutinní, ale vzorky mohou být před měřením několik dní skladovány. To závisí na tom, kdy může centrální laboratoř přijmout naše vzorky, a na jejich specifickém pracovním zatížení. Skladování vzorků a manipulace se vzorky bude probíhat podle doporučení centrální laboratoře. Vzorky budou maximálně jednou zmraženy při teplotě -80°C.

Když jsou měření moči dokončena, studovaný subjekt bude mít pět minut na relaxaci před měřením srdeční frekvence a krevního tlaku. Srdeční frekvence a krevní tlak se měří ve stoje i vsedě pomocí digitálních monitorů krevního tlaku pro rychlé a spolehlivé hodnoty.

Krev bude odebírána čtyřikrát. Vzorky budou analyzovány co nejdříve po každém dni procedury. Některé analýzy budou přímo v Sahlgrenska Academy, jiné budou doručeny do centrální laboratoře Sahlgrenska University (podrobnosti viz sekce 6.1). Tyto analýzy jsou rutinní, ale vzorky mohou být před měřením několik dní skladovány. To závisí na tom, kdy může centrální laboratoř přijmout naše vzorky, a na jejich specifickém pracovním zatížení. Skladování vzorků a manipulace se vzorky bude probíhat podle doporučení centrálních laboratoří.

Časový bod 3 (7 h -): Experiment je ukončen

Zátěžová vesta a periferní žilní katétr jsou odstraněny. Protokol o postupu předá subjekt studie zkoušejícímu, který potvrdí jeho úplnost. . Protokol postupu je buď předán digitálně nahráním excelového souboru, nebo předán vytištěný.