Behandlung mit Erythropoietin und Kognition bei Hypoglykämie

Experimentelles Protokoll 6 Tage bevor hypoglykämische Klemmsubjekte die Klinik aufsuchten, wurden Informationen über Demographie, Lebensstil und klinische Merkmale gesammelt. Eine körperliche Untersuchung mit Fokus auf mögliche thromboembolische Erkrankungen wurde durchgeführt. Der Blutdruck wurde zweimal nach 10 min Ruhe in sitzender Position gemessen. Messungen der peripheren und autonomen Neuropathie wurden bewertet und ein 12-Kanal-Elektrokardiogramm (EKG) wurde visuell bewertet. Der Zustand des Hypoglykämiebewusstseins wurde nach Pedersen-Bjergaard et al [22] klassifiziert. In einem Fragebogen wurden die Häufigkeiten leichter und schwerer Hypoglykämien in der vorangegangenen Woche erfasst. Ein Sensor zur kontinuierlichen Glukoseüberwachung (CGM) wurde montiert (Guardian® REAL-time, Medtronic Minimed, Northridge, USA). Danach wurde die Versuchsperson wieder in das experimentelle Protokoll eingeführt und kognitive Tests wurden zweimal trainiert, um einen Lerneffekt während der Experimente zu vermeiden. Schließlich wurde die Studienmedikation über vier Minuten intravenös injiziert. Die Probanden wurden angewiesen, in der nächsten Woche so zu leben und zu essen, wie sie es gewohnt waren, um jede strenge Übung, den Konsum von Alkohol und psychoaktiven Drogen zu vermeiden. Die Kalibrierung des CGM erfolgte durch den Patienten mit dem Blutzuckermessgerät CONTOUR® LINK (Bayer Health Care, Leverkusen, Deutschland).

3 Tage vor dem Experiment Ein neuer CGM-Sensor wurde eingesetzt und ein Hypoglykämie-Alarm wurde aktiviert. Da der CGM-Glukosewert im Vergleich zur Plasmaglukose um ca. 10 min verzögert ist, wurde der Alarmpunkt auf 4,5 mmol/l gesetzt. CGM-Glukoseprofile für die letzten drei Tage wurden heruntergeladen, um zu prüfen, ob Änderungen der Insulindosis vorgenommen werden sollten, um das Risiko einer Hypoglykämie bis zum Experiment 3 Tage später zu verringern. Abschließend trainierten die Probanden erneut die kognitiven Funktionstests.

Tag des Experiments Die Subjekte kamen um 8.00 Uhr morgens im Labor an, nachdem sie über Nacht gefastet hatten. Daten aus dem CGM wurden heruntergeladen. Wenn in der vorangegangenen Nacht eine Hypoglykämie, definiert durch mindestens zwei aufeinanderfolgende CGM-Werte unter 3,5 mmol/l oder ein selbstkontrollierter Blutzuckerwert unter 3,5 mmol/l, aufgetreten war, wurde das Experiment um mindestens 14 Tage verschoben. Dies war bei einer Gelegenheit der Fall. CGM warnte die Teilnehmer in der Nacht vor dem Experiment bei drei Gelegenheiten davor, den Blutzucker zu senken, bevor es tatsächlich stattfand. In diesen Fällen wurden die Teilnehmer angewiesen, eine standardisierte Mahlzeit mit 10 g Glukose und 35 g dunklem Brot zu sich zu nehmen. Kein Teilnehmer hatte in der Nacht vor den Experimenten einen CGM-Glukosewert > 20 mmol/l.

Die Versuchsperson wurde in die experimentelle Umgebung eingeführt und wie folgt ausgestattet: 1) Eine antecubitale intravenöse Leitung für die Infusion von Insulin und Glucose und eine möglichst distale Leitung für die Blutentnahme. Danach wurden die Hand und der Arm auf und unter Heizkissen gelegt, um venöses Blut zu arterialisieren; 2) EEG (Elektroenzephalographie)-Kappe, zwei Ohrläppchen-Referenzen und zwei präkordiale EKG-Ableitungen, verbunden mit einem digitalen EEG-Rekorder (Cadwell, Kennewick, Washington, USA); 3) eine automatische Blutdruckeinheit (UA787, A&D Medical, Abingdon, UK). Anschließend trainierten die Probanden die kognitiven Tests.

Das Experiment wurde zyklisch mit insgesamt drei identischen Zyklen durchgeführt: einem Grundlinienzyklus (Euglykämie), einem hypoglykämischen Zyklus und einem Erholungszyklus (Euglykämie). Zu Beginn jedes Zyklus wurde arterialisiertes venöses Blut entnommen. Anschließend wurden hypoglykämische Symptome beurteilt, gefolgt von einer Messung des Blutdrucks und der Pulsfrequenz. Danach wurde die Bewertung der kognitiven Funktion mit dem California Cognitive Assessment Package (CALCAP), einem Trail-Making-Test und dem Stroop-Test durchgeführt. Alle kognitiven Tests wurden in derselben Reihenfolge von derselben Person (PLK) durchgeführt. Am Ende jedes Zyklus wurde eine 5-minütige EEG-Aufzeichnung bei geschlossenen Augen durchgeführt. Abschließend wurde erneut arterialisiertes venöses Blut entnommen.

Hypoglykämisches Clamp-Verfahren Kurz wirkendes Humaninsulin (Actrapid®, Novo Nordisk, Bagsværd, Dänemark), gemischt mit heparinisiertem Plasma des Patienten und isotonischer Kochsalzlösung, wurde mit einer Rate von 1,0 mU x kg Körpergewicht – 1 x min –1 infundiert. Der kapillare Blutzucker wurde alle 5 Minuten am Krankenbett gemessen und mit einer variablen Infusion von 20 % Glukose eingestellt. Der hypoglykämische Zielwert lag bei 2,0 - 2,2 mmol/l. Während der euglykämischen Zyklen lag der Zielwert bei 5,0 mmol/l.

Bewertung der Hypoglykämie-Symptome Hypoglykämie-Symptome wurden anhand der Edinburgh Hypoglykämie-Skala bewertet, einem Fragebogen, der für experimentell induzierte Hypoglykämien entwickelt wurde und bei dem die Probanden den Schweregrad von 13 vordefinierten Hypoglykämie-Symptomen auf einer Skala von eins bis sieben angeben müssen [23].

Kognitive Funktionstests California Cognitive Assessment Package (CALCAP) Die dänische Version des Mini-CALCAP-Tests (E.N Miller, California Cognitive Assessment Package, Norland Software, Los Angeles, 1990) läuft auf einem Computerbildschirm und besteht aus zwei unterschiedlichen Reaktionszeitaufgaben mit unterschiedlicher Reaktionszeit Komplexität: 1) eine Wahlreaktionsaufgabe (RT1) mit Reaktion auf eine bestimmte Zahl (Sieben) und 2) eine Wahlreaktionsaufgabe (RT2) mit Reaktion auf zwei identische Zahlen in einer Folge (Zahlenverschiebung). Der letztere Test ist eine 1-Back-Aufgabe und beinhaltet die Verwendung von anhaltender Aufmerksamkeit/Arbeitsgedächtnis.

Trail-Making-Test Der Trail-Making-Test ist eine Testaufmerksamkeits- und Exekutivfunktion [24]. Wir haben Trail 5 des Comprehensive Trail-Making Test (Pro-ed, Austin, Texas, USA) verwendet, der wie der ursprüngliche Trail-Making-Test, Teil B, der 1949 entwickelt wurde, organisiert ist, und zusätzliche Ablenkkreise hinzugefügt [24]. Bei diesem Test muss der Proband abwechselnd eingekreiste Zahlen und Buchstaben verbinden (z. 1-A-2-B-3-C…). Die Zeit bis zum Abschluss des Tests wurde in Sekunden gemessen.

Stroop-Farb- und Worttest Dieser Test misst die selektive Aufmerksamkeit und die kognitive Flexibilität [25]. Laut Test-Manual wurde eine dänische Version der standardisierten Version von Golden [26] verwendet. Der Test besteht aus drei Seiten mit jeweils 100 Items in 5 Spalten. Auf der ersten Seite sind die Wörter „rot“, „grün“ und „blau“ schwarz gedruckt und zufällig angeordnet. Auf der zweiten Seite ist „XXXX“ in Rot, Grün oder Blau gedruckt und zufällig angeordnet. Auf der letzten Seite werden Wörter von der Wortseite in nicht übereinstimmenden Farben von der Farbseite gedruckt. Auf der ersten und zweiten Seite soll der Proband die Farbe der Gegenstände laut lesen. Auf der Wort-Farben-Seite muss der Proband die Farbe der Tinte für jeden Gegenstand lesen. Die Anzahl der Artikel während eines Zeitraums von 45 Sekunden wird aufgezeichnet. Rohwerte werden präsentiert.

Neurophysiologische Tests Elektroenzephalographie (EEG) Ein auf klinisches EEG-Lesen (TWK) spezialisierter Neurophysiologe analysierte die EEG-Daten. Kontinuierliches 20-Kanal-EEG wurde aufgezeichnet. Die Daten wurden durch ein 0,53-Hz-Tiefpassfilter erster Ordnung und ein 70-Hz-Hochpassfilter erster Ordnung gefiltert. Alle Daten wurden visuell in einer verknüpften Ohrläppchen-Referenzmontage untersucht. Für jede Versuchsperson wurde die Elektrode, die die beste Darstellung der dominanten Aktivität lieferte, für die Leistungsspektralanalyse ausgewählt, die unter Verwendung einer schnellen Fourier-Transformation (FFT) in 2,5-Sekunden-Epochen durchgeführt wurde (was eine Auflösung von 0,4 Hz im FFT-Leistungsspektrum ergibt). Konnte ein Peak im Leistungsspektrum im Bereich 4–13 Hz identifiziert werden, wurde dieser als repräsentativ für die dominante Frequenz extrahiert.