Træningsfysiologisk undersøgelse

Diabetes mellitus rammer tæt på 10 % af vores befolkning, og 5 % af dem med diabetes har type 1, som er defineret ved en absolut mangel på insulin. Behovet for at håndtere diabetes er kritisk i betragtning af den økonomiske byrde af denne sygdom, med over $175 milliarder dollars i direkte sundhedsudgifter og næsten yderligere $70 milliarder i indirekte omkostninger til handicap og arbejdstab. Den personlige påvirkning er lige så vigtig for mennesker med denne sygdom, da diabetes mellitus er den førende årsag til blindhed, behovet for nyredialyse og ikke-traumatiske amputationer i USA. Type 2-diabetes er forbundet med nedsat insulinfølsomhed og det metaboliske syndrom, og kostomlægning og motion er vigtige komponenter i håndteringen af ​​underliggende insulinresistens. Disse livsstilsstrategier er dog også vigtige i type 1-diabetes af mange årsager: 1) Type 1-diabetes-patienter lever nu i voksenalderen, hvor insulinresistens og fedme bliver faktorer for glykæmisk kontrol, 2) latent autoimmun diabetes i voksenalderen (LADA) repræsenterer en "blandet" form for autoimmun diabetes, hvor nogle type 2-diabetes karakteristika såsom insulinresistens kan eksistere, og 3) kostændringer og motion forbliver effektive midler til behandling af akut hyperglykæmi og på længere sigt HbA1c, hvilket potentielt reducerer risikoen for mikrovaskulær komplikationer. Derfor er behovet for motion stadig tydeligt hos personer med type 1-diabetes for at opretholde en god glykæmisk kontrol og for at forhindre komplikationer i at udvikle sig. Men motion er udfordrende for folk med T1D at styre. Motion forårsager øget insulinfølsomhed sammen med hurtig optagelse af glukose i muskler og andre væv i kroppen, hvilket fører til et kraftigt fald i glukoseniveauer og hypoglykæmi som vist af andre grupper såvel som vores.

Uden justeringer i insulin til træning er hypoglykæmi almindelig hos personer med type 1-diabetes. I en undersøgelse af 48 personer med T1D, uden justering af insulin, som træner i 60 minutter med moderat intensitet, faldt glukoseniveauet i gennemsnit med 40 %, hvor 52 % af forsøgspersonerne faldt til 70 mg/dL eller derunder. På trods af dette klare behov for insulinjusteringer til træning, er der ingen ensartede anbefalinger om, hvordan insulin skal doseres omkring træningstidspunktet. I 2006 offentliggjorde DirecNet Study Group en undersøgelse om virkningen af ​​suspendering af basal insulin ved træningsstart hos 40 børn med type 1-diabetes på insulinpumpebehandling. Denne intervention reducerede hypoglykæmi signifikant (fra 43 % til 16 %), men resulterede meget mere almindeligt i hyperglykæmi (øget fra 4 % til 23 %). Schiavon og Cobelli et al behandlede dette spørgsmål om, hvordan man bedst justerer insulin til træning ved hjælp af in silico-simuleringer. Justering af insulindoser i silico-miljøet reducerede hypoglykæmi fra 88 % til 16 % af patienterne, når en universel justering blev anvendt, og til 4 %, når en individuel justering blev anvendt.

Undersøgelsen, der er beskrevet i denne protokol, er designet til at tvetydige virkningen af ​​træning på insulin og ikke-insulinmedierede virkninger på glykæmisk kontrol. For at opnå dette vil efterforskerne udføre en række stabile glukosesporingsundersøgelser, hvor forsøgspersoner vil faste i omkring 8 timer og vil gennemgå aerob træning på et moderat og intenst niveau i 45 minutter, mens insulinhastigheden er fastholdt på et lavt niveau (subjektets basalværdi). hastighed), medium (basal x 1,5) og høj (basal x 3) insulininfusionshastighed. Forsøgspersonens basalhastigheder vil blive opnået fra injicerede basale insulinmængder, såsom NPH/glargin/detemir, eller basalhastigheder hos dem, der bruger insulinpumper, og vil blive justeret for HbA1c, som beskrevet i OHSU AP-systemet. Di-deutereret glukose (6,6-2H2-glukose), som ikke er radioaktiv, og som kan metaboliseres via sædvanlige veje i menneskekroppen, vil være det stabile sporstof. Hvert forsøgsperson pr. arm vil gennemgå 3 10-timers undersøgelser, mens blodsukker-, insulin- og glukagonniveauer registreres gennem hele undersøgelsen, og katekolamin- og fedtsyreniveauer registreres under og lige efter træningsperioden, som beskrevet nedenfor. Niveauer af glukosesporstoffer vil blive målt ved OHSU gennem Bioanalytical Shared Resource/PK kernelaboratoriet, og beregning af fremkomsthastighed (Ra) og forsvindingshastighed (Rd) af glukose vil blive udført af vores kolleger på McGill University ved hjælp af en ikke-stabil tilstandsmodel for glukose dynamik.

Dataene opnået fra denne undersøgelse vil informere en opdateret model for glukoseregulering i type 1-diabetes, som giver motion som input til modellen, som vil blive brugt i et modelprædiktiv kontrolsystem (MPC) til håndtering af type 1-diabetes. Et sådant system kan bruges til at levere insulin og/eller glukagon til at håndtere glykæmiske ændringer under og uden for træning.