Glukagonrespons på prandial insulinadministration hos personer med type 1-diabetes

Glukagonregulering og respons hos personer med T1D i basal tilstand og som reaktion på forskellige stimuli forbliver uklar. Dr. Philip Cryer har tidligere rapporteret, at hos T1D unge voksne med et sygdomsforløb på 16+9 år, resulterer fraværet af endogen insulinsekretion i øget glukagonsekretion efter et blandet måltid, og konkluderer, at endogen insulin gensidigt regulerer alfa- celleglukagon-sekretion og tyder også på, at glukagon-dysregulering kan spille en vigtig rolle i post-prandial hyperglykæmi i T1D. Interessant nok har nyere forskning på menneskelige øer vist, at insulin hæmmer modregulerende glukagonudskillelse ved en parakrin effekt medieret af SGLT2-afhængig stimulering af frigivelse af somatostatin. Et vigtigt hul i vores viden er, om timingen af ​​prandiale insulindoser påvirker glukagonresponset på en hyperglykæmisk stimulus hos patienter med T1D, som har uopdageligt C-peptid.

T1D kursus. Generelt er tab af 80 % af beta-cellefunktionen nødvendig for at udvikle alvorlig hyperglykæmi. Endogen insulinsekretion er næsten fuldstændig tabt inden for 3 til 5 år efter diagnosen. Hos børn med ny diagnose af T1D var glukagonniveauer i høj grad forbundet med postprandial blodsukker, men ikke med HbA1c-niveau. Det er også blevet rapporteret, at postprandial hyperglukagonæmi forværres betydeligt, mens C-peptidsekretionen falder i løbet af det første år af sygdommen. Også hos børn med mere end fem år med T1D steg postprandiale glukagonniveauer 160 % fra en til tres måneder efter diagnosen (8), og hos dem med sygdomsvarighed på 6,9 + 4 år var glucagonniveauer stærkt korreleret med postprandial glucose og mildt korreleret med HbA1C-niveauer. En undersøgelse af T1D-voksne udført i Kina viste, at post-prandiale glukagonniveauer var højere hos T1D-patienter i det første år af sygdommen sammenlignet med dem med længere sygdomsforløb, og at hypoglykæmiske hændelser var lavere hos nydiagnosticerede patienter, hvilket tyder på, at glukagon sekretorisk funktion kan blive svækket med længere varighed af sygdommen. Disse undersøgelser tyder på, at glukagon dysregulering kan påvirke glukosekontrol med eksogen insulin, og at denne dysregulering kan ændre sig med sygdommens varighed.

Post-prandial hyperglykæmi bidrager til glukosevariabilitet, vanskeligheder med insulindosering og generel ustabilitet af glukosekontrol. En nylig analyse fra T1D Exchange-studiet, der omfattede 4768 deltagere yngre end 26 år med en klinisk diagnose af T1D i mindst 1 år, viste, at 21 % af deltagerne rapporterede at have administreret insulin flere minutter før, 44 % umiddelbart før, 10 % i løbet af og 24 % efter måltid. Interessant nok var deltagere, der rapporterede at have administreret insulin under eller efter et måltid, mere tilbøjelige til at rapportere manglende ≥1 måltidsinsulindosis om ugen sammenlignet med dem, der administrerede insulin før måltider. Derudover viste en delanalyse, at deltagere, der doserer måltidsinsulin i den postprandiale periode, har dårligere glykæmisk kontrol og større hyppighed af alvorlig hypoglykæmi. Men på trods af disse nylige resultater rådes patienter ofte til at give insulin efter at have spist, fordi kalorieindtaget er usikkert. Forståelse af mekanismerne bag den højere post-prandiale top i glukose med forsinket insulinadministration kan hjælpe klinikere med at guide passende timing af insulinadministration til T1D-patienter med langvarigt sygdomsforløb.

Glukagon regulering:

Forskellige modeller er blevet brugt til at studere glukagonregulering. Da både hyperglykæmi og hypoglykæmi stimulerer alfa-celler til at producere glukagon, bidrager både manglen på intra-ø-insulin og denne U-formede glukagon-respons til glucose dysregulering i T1D. Det er blevet rapporteret, at hos T1D-patienter med en varighed af sygdommen på 26,4+7,5 år steg glukagonniveauerne som reaktion på OGTT under euglykæmiske og hyperglykæmiske tilstande, men det relative bidrag fra hyperglukagonæmi til post-prandial glucose stiger i nærvær af eller fravær af præprandial insulin er ikke klart klarlagt. Hvorvidt korrekt timet eksogent insulin kan modificere glukagonresponset på glukosesvingninger er ikke blevet undersøgt. Som sådan sigter denne pilotundersøgelse på at karakterisere glukagonresponset på måltidshyperglykæmi og at sammenligne forskellen i glukagonsekretion, når måltidsbolusinsulin gives før måltidet versus efter måltidet med det formål at forstå faktorer, der bidrager til topposten. -prandial blodsukker og AUC for blodsukker efter et blandet måltid i denne målpopulation.

Hypotese

1. Patienter med højere glucagon-respons på en blandet måltidsstimulus vil have højere peak-post-prandial glucose og større AUC for post-prandial glucose.
2. Bolusdosis insulin givet før måltid (20 minutter før måltid) vil resultere i lavere peak post-prandial glucose, lavere AUC og lavere post-prandial glucagon niveau
3. Bolusdosis insulin givet efter måltid (20 minutter efter måltid) vil resultere i højere peak-post-prandiale glukose, højere AUC for post-måltid glukose og højere glukagonniveauer
4. Der vil være en sammenhæng mellem peak post-prandial glucagon respons og post-måltid glucose AUC, 0 til 180 minutter.

Forskningsplaner Undersøgelsen vil blive udført i (Intensive Research Unit, en del af CTSA) Diabetes Center på Barnes Jewish Hospital/Washington University i St. Louis.

Studiebesøg

• Screening vil blive foretaget over telefonen og med gennemgang af lægejournaler, hvis de nødvendige laboratorier er blevet udført inden for de seneste 6 måneder
• Besøg A og B vil blive udført i tilfældig rækkefølge
• Demografi, gennemgang af diabeteshistorie, medicin og allergi vil blive registreret ved det første studiebesøg. Insulindoser og effektiviteten af ​​det nuværende kulhydratforhold vil blive evalueret og registreret. Måltidsinsulindoser vil blive fastsat ved det første studiebesøg.
• Måltidsinsulin vil blive givet via injektion af en undersøgelsessygeplejerske for at standardisere administrationsproceduren.
• Vitale tegn, højde og vægt vil blive udført ved hvert besøg
• C-peptid vil blive tjekket med fastende laboratorier ved det første studiebesøg
• Baseline glukose bør være 80 til 140 mg/dl. Hvis baseline-glukose ikke er inden for målområdet, vil studiebesøget blive omlagt.
• Fuldblod vil blive opsamlet i vacutainere via et indlagt perifert venekateter med sygeplejefaglig tilsyn.
• Prøver vil blive afidentificeret, før de sendes til laboratoriet.
• Der vil ikke blive udført genetisk testning.

Besøg A

• Glukoseniveauer efter faste, 30, 60, 120 og 180 minutter
• Glukagonniveauer efter faste, 30, 60, 120 og 180 minutter
• Sædvanlig insulindosis vil blive indgivet 20 minutter før et blandet måltid udfordring med Ensure Plus*

Besøg B

• Glukose færdigt fastende, 30, 60, 120 og 180 minutter
• Glukagonniveauer efter faste, 30, 60, 120 og 180 minutter
• Sædvanlig insulindosis vil blive administreret 20 minutter efter det blandede måltid udfordring med

Sikre Plus*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) ved 6cc/kg (max 360 cc), indhold pr. 100 ml: kulhydrat 21,5 gram, protein 5,5 gram, med sygeplejersketilsyn.

Laboratorieforanstaltninger:

Core Laboratory for Clinical Studies ved Washington University (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) vil måle glucose på Roche cobas c510 platformen ved hjælp af Roches koblede enzymatiske assay (hexokinase, glucose-6-phosphoat dehydrogenase). Hastigheden af ​​NADPH-dannelse er direkte proportional med glucosekoncentrationen og målt fotometrisk. Upræcisionen mellem dage er typisk <2,0 % CV. CLCS vil også måle C-peptid på Roche cobas e601 platformen ved hjælp af Roches sandwich elektrokemiluminescens immunoassay. I dette assay binder et biotinyleret monoklonalt C-peptidspecifikt antistof og et monoklonalt C-peptidspecifikt antistof mærket med et rutheniumkompleks til C-peptidet for at danne sandwichen. Derefter trækkes komplekset med streptavidin-coatede mikropartikler ind i målecellen og forbliver, mens ubundet materiale vaskes væk. Påføring af en spænding til elektroden inducerer kemiluminescerende emission, der måles af instrumentet. Præcisionen mellem kørsel varierer typisk fra 1,9 - 2,7 % CV.

Glukagon måles ved hjælp af et radioimmunoassay-kit fra Millipore. Dette er en kompetitiv immunoassay, som bruger I-125-mærket glucagon og et glucagon-specifikt antistof. Dens angivne inter-assay-præcision er 12 % CV. Typisk præcision inden for kørsel er 2,0 - 3,0 % CV i vores hænder.

Metoder til dataanalyse Dataanalyse vil blive udført ved hjælp af STATA 15.1 til Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, USA). Prøvestørrelsesberegningen antager, at den maksimale postprandiale glucose vil stige med 80 +/-20 mg/dl i insulingruppen før måltid og 140 +/-20 mg/dl i gruppen efter måltid. Så den forventede gennemsnitlige peak for postprandial glukose vil være op til 220 mg/dL for besøg A, og den gennemsnitlige peak postprandial glukose vil være op til 280 mg/dL for besøg B. Prøvestørrelsen vil have 80 % kraft til at detektere en forskel mellem grupper ved p<0,05. Vi har antaget en sammenhæng mellem besøg A og B på 0,5. Stikprøvestørrelsen blev korrigeret af et forventet tab af opfølgning hos 10 % af deltagerne. Den beregnede stikprøvestørrelse er 10 deltagere med fuldstændige datasæt tilgængelige for 8 deltagere. Undersøgelsens randomisering er designet som følger: 5 deltagere vil først deltage i besøg A, og derefter besøg B. De 5 resterende deltagere vil først deltage i besøg B og derefter besøg A. AUC for post-prandial glukose og glukagon og maksimal postprandial top af glukose og glukagon vil blive analyseret ved at bruge parret T-elev. Relationer mellem variabler blev vurderet ved en Spearmans korrelationstest.