Fedt- og glukosemetabolisme i føde- og fastende tilstand hos patienter med lav skeletmuskelmasse

Design. Dette er et prospektivt case-kontrolstudie, der undersøger fedt- og glukosemetabolisme hos patienter med lav muskelmasse under langvarig faste, hvor resultaterne sammenlignes med resultaterne fra raske kontroller.

Indstilling. Alle børn blev indlagt på Pædiatrisk og Ungdomsmedicinsk Afdeling, Rigshospitalet, og alle voksne blev indlagt på Neurologisk Afdeling, Rigshospitalet kl. 16.00 i en 24-timers fasteperiode.

Protokol. Protokollen bestod af to besøg. Et præ-eksperimentelt besøg og et studiebesøg.

Præ-eksperimentelt besøg. Total muskelmasse præsenteret som lean body mass (LBM) blev målt ved DEXA-scanning. Ydermere omfattede præ-eksperimentelle forberedelser, at alle forsøgspersoner blev instrueret i at følge nationale ernæringsanbefalinger med en sund kost bestående af mindre end 30 % fedt, fedtfattigt protein, langkædede kulhydrater og minimere sukkerindtaget tre dage før undersøgelsen.

Studiebesøg. Patienterne blev indlagt på hospitalet kl. 16.00 til IV-kateterplacering og et standardiseret aftensmåltid kl. 17.00. To venekatetre blev indsat, et i den cubitale vene (til stabil-isotop-infusion) og et i den distale cephalic-vene (til blodprøvetagning). En varmepude, der dækkede hånden og den distale underarm, sikrede shunting af arterielt blod til venerne for at opnå arterialiseret blod. En primet infusion med konstant hastighed af [U-13C]-palmitat (0,0026 mg kg-1 min-1, primet med en 0,085 mg kg-1 NaH13CO3 bolus) og [D2]-glucose (0,0728 mg kg-1 min-1) 3,203 mg kg-1 D2-glucosebolus) blev leveret af en Gemini PC2-pumpe (IMED, San Diego, CA). Forberedelse af sporstoffer og sporstofberegninger blev udført som beskrevet.

Blod- og luftprøver blev udtaget lige før start af infusion af de stabile isotoper, og igen efter 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 og 24 timers faste (figur 1). Gasudvekslingsmålinger (indirekte kalorimetri) blev udført med en metabolisk vogn (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Milano, Italien). På samme tidspunkter blev udåndet luft opsamlet i en 15 L Douglas-pose (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA), og 10 ml prøver blev overført til vakuumrør (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) for 13CO2-analyse.

Blodsukkerniveauerne blev overvåget kontinuerligt ved alle blodprøvetagningstider og hver tredje time i løbet af natten hos patienterne. Hvis forsøgspersonerne udviklede symptomer på hypoglykæmi (træthed, svimmelhed, kvalme), blev blodsukkeret målt med det samme. Fasteperioden varede 24 timer eller indtil tegn på hypoglykæmi som nævnt ovenfor eller blodsukker under 3,0 mmol/L. Patienterne fik en IV-bolus på 10 % glukose efter vægt, hvis der opstod tegn på hypoglykæmi.

Analyser af blodprøver og udløbet 13CO2. Venøst ​​blod blev overført til afkølede rør med EDTA (ethylendiamintetraeddikesyre) (0,33 M, 10 μL mL-1) og centrifugeret ved 4.000 rpm i 10 minutter. Plasma blev fordelt til Eppendorf-rør og straks frosset på tøris og opbevaret ved -80°C indtil analyse. Plasmainsulin- og glukagonanalyser blev udført på Klinisk Biokemisk Afdeling på Rigshospitalet, København, Danmark (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz Schweiz). Plasmafrie fedtsyrer og katekolaminer blev analyseret ved spektrofotometri (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Plasmapalmitat, β-hydroxybuturat, acetoacetat, pyruvat, glycerol og aminosyrer samt 13CO2-åndeberigelse blev analyseret ved gaskromatografi isotopforhold-massespektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland). Isotopsporstofberigelser blev bestemt ved anvendelse af gaskromatografi-massespektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland).

Glucose og laktat blev analyseret på (ABL 700) umiddelbart efter at blodet blev udtaget.

Shofield-ligningen blev brugt til at beregne forventet basal stofskiftehastighed for børnene: Mænd 10-17 år: (17,7 x vægt+657+105) og kvinder 10-17 år: (13,4 x vægt+692+112) og resultaterne blev sammenlignet med hvilestofskiftet (RMR) målt ved indirekte kalorimetri, som beskrevet ovenfor, ved afslutningen af ​​undersøgelsen, hvor patienterne havde hvilet og fastet i mere end 8 timer.