Glukagon regulering af glukosemetabolisme

Forsøgspersoner vil have et screeningsbesøg for historie, medicinforbrug og blodprøver; de, der kvalificerer sig, vil blive tilbudt deltagelse. Forsøgspersonerne vil blive instrueret i at indtage deres sædvanlige kost, inklusive mindst 200 g kulhydrat, og ikke at deltage i anstrengende fysisk aktivitet i de 3 dage forud for en undersøgelse. Efter en faste natten over vil de præsentere for CRU i Stedman-bygningen på Center for Living campus og få intravenøse katetre placeret i begge underarme, den ene til infusion af teststoffer og den anden til blodprøvetagning; prøvetagningsarmen vil blive opvarmet med en varmepude for at forbedre venøs blodgennemstrømning. Alle undersøgelser starter efter tilbagetrækning af flere basalprøver over en længere periode:

1. Glukagoninfusion hos fastende og hyperglykæmiske forsøgspersoner: dosisfinding. Forsøgspersoner får graderede doser af intravenøs glukagon efter en 12-14 timers faste. Doserne starter ved 10 ng/kg/min og øges til 50 og 100 ng/kg/min med 30 minutters intervaller. Glucosekoncentrationer vil blive målt ved sengen ved hjælp af en YSI-glukoseanalysator. Plasmaprøver vil blive indsamlet med 10 minutters intervaller til analyse af insulin, C-peptid og glucagon. Disse pilotundersøgelser vil give indsigt i den relative følsomhed af hepatisk glukoseproduktion (fasteundersøgelse) og insulinsekretion (glucoseinfusionsundersøgelse) over for glucagon. Disse undersøgelser vil omfatte op til 10 frivillige hver.
2. Effekter af glykæmi til at mediere glucagon-stimuleret hepatisk glucoseproduktion (HGP) og insulinsekretion. Efter anbringelse af intravenøse katetre vil forsøgspersoner have en infusion af saltvand med en sporstofdosis af deutereret glukose i resten af ​​300 minutters protokollen. [6, 6]2H2-glukose vil blive startet som en 4 mg/kg bolus over 5 minutter efterfulgt af en kontinuerlig infusion på 0,020-0,4 mg/kg/min. Efter en 2 timers ækvilibreringsperiode for at mærke glukosepuljen vil forsøgspersonerne have A) saltvandsinfusion, B) initiering af en hyperglykæmisk klemme, C) infusion af exendin-(9-39) 750 pmol/kg/min og en hyperglykæmisk klemme. Klemmen vil blive genereret ved infusion af en 20% opløsning af dextrose beriget til 2% med deutereret glucose. Infusionshastigheden startes ved 30 mg/kg/time og justeres hvert 5. minut, indtil blodsukkeret når ~150 mg/dl; infusionen vil derefter blive justeret for at opretholde dette niveau af glykæmi. Blodprøver vil blive taget med 10 minutters intervaller gennem hele undersøgelsen for at måle: berigelse med [6, 6]2H2 glucose, insulin, glucagon og C-peptid. Efter 120 minutter med A) sporstof alene, B) hyperglykæmi eller C) exendin-9 plus hyperglykæmi vil forsøgspersoner modtage glukagon som en infusion på 10-100 ng/kg/min i 30 eller 60 minutter.

De primære udfaldsvariabler fra disse eksperimenter vil være HGP og insulinsekretion. Hypotesen, der skal testes, er, at glucagon givet ved fastende glukoseniveauer vil forårsage en hurtig stigning i HGP og blodglukose (50-150 mg/dl over basal) med en sekundær stigning i insulinsekretion, der følger ændringen i glykæmi; og at glukagon givet ved mild hyperglykæmi straks vil stimulere insulinsekretion og begrænse HGPs respons. Protokollen og forudsigelser af resultater er afbildet nedenfor.