Insulinfølsomhed, glukose- og fedtmetabolisme hos patienter med psoriasis

Baggrund Psoriasis er en kronisk immunmedieret inflammatorisk sygdom karakteriseret ved ukontrolleret proliferation af keratinocytter, aktiverede dendritiske celler, frigivelse af pro-inflammatoriske cytokiner og rekruttering af T-celler til huden. Forekomsten af ​​psoriasis er 2-3% på verdensplan, med samme hyppighed hos mænd og kvinder. Psoriasis er blevet forbundet med komponenter af det metaboliske syndrom, især fedme og type 2 diabetes, og patienter med psoriasis har øget risiko for at udvikle type 2 diabetes. Fedme er dobbelt så udbredt hos patienter med psoriasis, og patienter har øget risiko for at udvikle hjerte-kar-sygdomme sammenlignet med den generelle befolkning. Disse komorbiditeter er vigtige at genkende eller helst forebygge og behandle, da de kan føre til øget dødelighed.

Type 2-diabetes er en kompleks stofskiftesygdom, der udvikler sig som følge af genetiske og miljømæssige faktorer såsom utilstrækkelig fysisk aktivitet og fedme. Forekomsten af ​​type 2-diabetes er stigende på verdensplan, og der er en generel enighed om, at det hovedsageligt er forårsaget af adoptionen til vestlig, stillesiddende livsstil. Patienter med type 2-diabetes er karakteriseret ved nedsat perifer og hepatisk insulinfølsomhed, betacelledysfunktion og nedsat glukose- og fedtoxidation. Muskelinsulinresistens er blevet foreslået at tegne sig for så meget som 85-90 % af svækkelsen af ​​den perifere insulinfølsomhed (udtrykt som den samlede kropsglucosebortskaffelse) hos patienter med type 2-diabetes under insulinstimulering. Multiple intramyocellulære defekter er blevet påvist, herunder nedsat glukosetransport og fosforylering, reduceret glykogensyntese og nedsat glukoseoxidation samt proksimale defekter i insulinsignaltransduktionssystemet. I lighed med psoriasis forekommer systemisk inflammation hos patienter med type 2-diabetes.

De patofysiologiske mekanismer, der forklarer sammenhængen mellem psoriasis og type 2-diabetes, er stort set ukendte, men det er blevet antaget, at systemisk inflammation fundet i både psoriasis og type 2-diabetes kan spille en rolle. I en nylig undersøgelse blev der lavet hyperinsulinæmiske euglykæmiske klemmer, og det viste, at normale glukosetolerante patienter med moderat til svær psoriasis havde lavere insulinfølsomhed i hele kroppen under insulinstimulering sammenlignet med raske matchede kontroller. Den øgede risiko for type 2-diabetes hos patienter med psoriasis ser således ud til at omfatte defekter i glukosemetabolismen forbundet med selve psoriasis. De anvendte metoder tillod dog ikke en detaljeret karakterisering af stofskiftet hos patienter med psoriasis. Sporteknik kombineret med indirekte kalorimetri er aldrig blevet anvendt til at studere insulinfølsomhed i leveren og hele kroppen og glukose- og fedtoxidation, under basale tilstande eller under insulinstimulering hos patienter med psoriasis.

Metoder:

Forud for forsøgsdag 1 og 2 mødes deltagerne om morgenen efter en 10 timers faste (inklusive væsker, medicin og tobak). Ingen alkoholindtagelse eller kraftige fysiske aktiviteter er tilladt 48 timer før undersøgelsen, og alle deltagere vil blive bedt om at spise kulhydratrig kost de foregående to dage. Alle forsøg vil blive udført i Center for Diabetesforskning, Gentofte Hospital, Københavns Universitet, Hellerup, Danmark, hvor det nødvendige udstyr er tilgængeligt.

Eksperimentel dag 1: En intravenøs glukosetolerancetest (IVGTT) og en fibroscanning af leveren vil blive udført, og den anden forsøgsdag vil blive planlagt. Tid brugt under forsøgsdag 1 er cirka 4 timer.

Intravenøs glukosetolerancetest (IVGTT) vil blive udført for at bestemme beta-cellefunktionen. En glukosebolus på 0,3 g/kg kropsvægt vil blive infunderet i løbet af 1 minut ved t=0 min. Plasmaprøver for glucose, C-peptid, insulin og glucagon vil blive indsamlet ved t = -10, - 5, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 15, 20 og 30 min.

Kropssammensætning bestemmes før dag 2 ved DXA-scanning (Lunar Prodigy Advance GE Healthcare).

Fibroscanning vil blive udført ved hjælp af en Fibroscan 501® (EchoSensTM, Paris, Frankrig) for at vurdere fibrosestatus og leversteatosegrad (23). Leverelasticitet og dermed fibrosestatus (udtrykt som kPa) vil blive vurderet ved at måle transmissionshastigheden af ​​ultralyden ud fra princippet om, at transmissionshastigheden af ​​vibrationer, der passerer gennem levervæv, stiger, når leverfibrose er til stede. Hepatisk steatose vil blive vurderet ved en kontrolleret svækkelsesparameter (CAP) (udtrykt som decibel pr. meter (dB/m)) baseret på det faktum, at fedt påvirker ultralydsudbredelsen. En succesrate på ≥60 % og et forhold mellem det interkvartile område af leverstivhed og medianen ≤30 % vil blive betragtet som pålidelige og brugt til den endelige analyse.

Eksperimentel dag 2: Hyperinsulinaemisk euglykæmisk klemme (HEC) kombineret med stabil isotopinfusion, muskel- og fedtbiopsier og indirekte kalorimetri. Tid brugt på forsøgsdag 1 er cirka 7 timer.

Efter tømning af urinblæren vil deltagerne blive lagt liggende i en seng. To kanyler vil blive indsat i cubitalvenerne: en til indsamling af arterialiserede blodprøver og en i den kontralaterale vene til infusioner. Underarmen, hvorfra der tages blodprøver, vil blive pakket ind i et varmetæppe (50°C) under hele forsøget. Umiddelbart efter at have taget baggrundsprøver, en primet konstant infusion af [6,6-D2]glucose (D2-glucose) (priming bolus på 40 µmol/kg; kontinuerlig infusionshastighed på 0,4 µmol· min·kg-1) og [1, 1,2,3,3,-D5] glycerol (D5-glycerol) (priming bolus på 1,5 µmol/kg; kontinuerlig infusionshastighed 0,1 µmol· min·kg-1) vil blive startet (t=0 min) og opretholdes i 360 minutter for at bestemme glukose- og glycerolkinetikken i basal og insulinstimuleret tilstand, men de kontinuerlige infusionshastigheder vil blive ændret under insulininfusion. Den første steady-state periode vil blive defineret som de sidste 30 minutter af den 120-minutters basale periode, hvor sporstofligevægtene for [D2]glucose og [D5]glycerol forventes; den lavgradige insulininfusion (10 mU/m2 pr. min) steady-state periode vil blive defineret som de sidste 30 minutter af den første insulinklemmeperiode (210-240 min), hvor infusionshastigheden af ​​D2-glucose vil blive øget til 0,56 µmol· min·kg-1, og infusionshastigheden af ​​D5-glycerol vil blive reduceret til 0,05 µmol· min·kg-1. Den højkvalitets insulininfusion (40 mU/m2 pr. min) steady-state periode vil blive defineret som de sidste 30 minutter af den anden insulinklemmeperiode (330-360 min), hvor infusionshastigheden af ​​D2-glucose vil blive øget til 1,0 µmol· min·kg-1, og infusionshastigheden af ​​D5-glycerol vil blive reduceret til 0,025 µmol· min·kg-1. Efter den basale steady-state-periode på tidspunktet 120 minutter, vil en kontinuerlig insulininfusion blive påbegyndt og fastsat til 10 mU/m2 pr. minut, infusionshastigheden. På tidspunktet 240 min. vil den kontinuerlige insulininfusion blive primet og hævet til 40 mU/m2 pr. min. indtil tidspunktet 360 min. En variabel infusion af umærket glucose (180 g/l) vil blive brugt til at opretholde euglykæmi under insulininfusion. Plasmaglukosekoncentrationer vil blive overvåget ved sengen hvert 5. minut under klemme ved hjælp af glucoseoxidasemetoden (Yellow Springs Instrument Model 2300 STAT plus analysator, Yellow Springs, Ohio, USA). Målplasmaglukosekoncentrationen vil være 5 mM. Blodprøver til måling af plasmaglucose- og glycerolberigelser vil blive udtaget ved baseline (0 min) og i den første steady state-periode (90, 100, 110 og 120 min) og under den insulinstimulerede steady state-periode (330, 340, 350) og 360 min). Alle isotoper vil blive købt fra Cambridge Isotopes Laboratories (Andover, MA). Blodprøver til måling af plasmaglycerol og lactat vil blive udtaget ved baseline og i den første (90 til 120 min), anden (210 til 240 min) og tredje (330-360 min) steady-state periode. Prøver til bestemmelse af plasmainsulin, C-peptid og glukagon vil blive udtaget ved (0, 60, 90, 100, 110, 120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 220, 230, 250, 270, 270, 285, 300, 315, 330, 340, 350, 360 min). Blodprøver til bestemmelse af FFA'er, HbA1c, total-, High Density Lipoprotein (HDL)- -, Low Density Lipoprotein (LDL)- og Very Low Density Lipoprotein (VLDL)-kolesterol og triglycerider vil blive udtaget ved baseline, og blodprøver for måling af FFA'er i insulinstimuleret tilstand vil blive tegnet ved 240 og 360 min. Urinprøver vil blive opsamlet efter 0, 120, 240 og 360 min.

Indirekte kalorimetri vil blive udført under basal (90-120 min), lav (210-240 min) og højkvalitets (330-360 min) insulinstimuleret steady-state for at bestemme iltforbrug (V02) og kuldioxidproduktion (VC02) . Der vil blive brugt en flow-through canopy gasanalysator, som beskrevet af (25). Den gennemsnitlige gasudveksling over de tre 30-minutters steady-state perioder (basal og insulinstimuleret) vil blive brugt til at beregne hastigheder for glukose og fedtoxidation.

Muskel- og fedtbiopsier vil blive udført i slutningen af ​​den basale (t=120 min) og højkvalitets insulinstimulerede (t=360 min) steady-state perioder. Muskel- og fedtbiopsier vil blive taget under lokalbedøvelse, fra musculi vastus lateralis og subkutant abdominalfedt ved hjælp af en modificeret Bergströms nål (inklusive sug) ved 120 (basal) og 360 min (højkvalitets insulinstimuleret). Biopsier vil blive frosset i flydende nitrogen og opbevaret ved -80ºC til senere analyse. Den samlede mængde ekstraheret væv vil beløbe sig til 400-600 mg.