Glukagonová regulace metabolismu glukózy

Subjekty absolvují screeningovou návštěvu pro zjištění anamnézy, užívání léků a krevního obrazu; těm, kteří se kvalifikují, bude nabídnuta účast. Subjekty budou instruovány, aby konzumovaly svou obvyklou stravu, včetně alespoň 200 g sacharidů, a nezapojovaly se do namáhavé fyzické aktivity po dobu 3 dnů před studií. Po celonočním půstu se dostaví na CRU ve Stedmanově budově v kampusu Center for Living a do obou předloktí jim zavedou intravenózní katétry, jeden pro infuzi testovaných látek a druhý pro odběr krve; odběrové rameno bude zahřáté pomocí vyhřívací podložky pro zlepšení žilního průtoku krve. Všechny studie začnou po odebrání několika bazálních vzorků po delší dobu:

1. Infuze glukagonu u pacientů nalačno a hyperglykemických subjektů: zjištění dávky. Subjekty dostávají odstupňované dávky intravenózního glukagonu po 12-14 hodinách hladovění. Dávky začnou na 10 ng/kg/min a budou se zvyšovat na 50 a 100 ng/kg/min ve 30minutových intervalech. Koncentrace glukózy budou měřeny u lůžka pomocí analyzátoru glukózy YSI. Vzorky plazmy budou odebírány v 10 minutových intervalech pro stanovení inzulínu, C-peptidu a glukagonu. Tyto pilotní studie poskytnou náhled na relativní citlivost produkce glukózy v játrech (studie nalačno) a sekrece inzulínu (studie s infuzí glukózy) na glukagon. Každá z těchto studií bude zahrnovat až 10 dobrovolníků.
2. Účinky glykémie na zprostředkování glukagonem stimulované produkce glukózy v játrech (HGP) a sekrece inzulínu. Po umístění intravenózních katétrů budou subjekty dostávat infuzi fyziologického roztoku se stopovací dávkou deuterované glukózy po zbytek 300minutového protokolu. [6, 6]2H2 glukóza bude zahájena jako bolus 4 mg/kg po dobu 5 minut, po kterém bude následovat kontinuální infuze 0,020-0,4 mg/kg/min. Po 2 hodinách ekvilibrační periody pro označení zásoby glukózy budou subjekty mít A) infuzi fyziologického roztoku, B) zahájení hyperglykemické svorky, C) infuzi exendinu-(9-39) 750 pmol/kg/min a hyperglykemickou svorku. Svorka se vytvoří infuzí 20% roztoku dextrózy obohaceného na 2% deuterovanou glukózou. Rychlost infuze bude zahájena na 30 mg/kg/h a bude upravována každých 5 minut, dokud glykémie nedosáhne ~150 mg/dl; infuze bude poté upravena tak, aby se tato hladina glykémie udržela. Vzorky krve budou odebírány v 10minutových intervalech během studie pro měření: obohacení [6,6]2H2 glukózou, inzulínem, glukagonem a C-peptidem. Po 120 minutách A) samotného indikátoru, B) hyperglykémie nebo C) exendinu-9 plus hyperglykémie, subjekty dostanou glukagon jako infuzi 10-100 ng/kg/min po dobu 30 nebo 60 minut.

Primárními výstupními proměnnými z těchto experimentů budou HGP a sekrece inzulínu. Testovaná hypotéza je, že glukagon podávaný při hladinách glukózy nalačno způsobí rychlý vzestup HGP a glukózy v krvi (50-150 mg/dl nad bazální hodnotu) se sekundárním zvýšením sekrece inzulínu, které následuje po změně glykémie; a že glukagon podávaný při mírné hyperglykémii rychle stimuluje sekreci inzulínu a omezuje odpověď HGP. Protokol a předpovědi výsledků jsou znázorněny níže.