Fett- und Zuckerstoffwechsel während des Trainings, mit und ohne L-Carnitin bei Patienten mit Carnitin-Transporter-Mangel (CTD)

8 Patienten mit verifizierter CTD wurden eingeschlossen

• Alle Patienten haben einen inkrementellen Belastungstest bis zur Erschöpfung auf einem Fahrradergometer durchgeführt, um die maximale Sauerstoffverbrauchsrate (VO2 max) zu bestimmen.
• Einstündiger Belastungstest: Messung der Gesamtfett- und Zuckeroxidationsraten während des Trainings mit stabilen Isotopen-Tracern.

Die Probanden kommen nach 3-9 Stunden Fasten im Labor an. Ein IV-Katheter wird an einem Arm in die Vena cubitalis und an der anderen Hand in eine periphere Vene eingeführt. Die stabilen Isotopen-Tracer werden als konstante Infusion von Lösungen in die Kubitalvene verabreicht:

• [U-13C]-Palmitat (0,0026 mg x kg-1 x min-1, nach einem Priming-Bolus von 0,085 mg x kg-1 NaH13CO3)
• [1,1,2,3,3-2H5]-Glycerin (0,0049 mg x kg-1 x min-1)
• [6,6-2H2]-Glucose (0,0728 mg x kg-1 x min-1) 5 Tage vor der Studie müssen die Probanden den Verzehr von maishaltigen Lebensmitteln vermeiden. Mais enthält größere Mengen an C13, das wir als Tracer verwenden, und kann daher die Messungen stören.

Zwei Stunden ruhen die Probanden, während sie die Infusionen erhalten, bis sich die Tracer im Körper verteilt haben und einen stationären Zustand erreicht haben. Nach der Pause trainieren die Probanden auf dem Fahrradergometer bis zur Erschöpfung oder für maximal 1 Stunde mit einer Intensität, die 60-70 % der VO2max entspricht.

Jede zweite Minute während des Trainings wird die Herzfrequenz aufgezeichnet und der Proband bewertet seinen Anstrengungsgrad (Rate of Perceived Exertion, RPE) auf einer Borg-Skala.

Blut- und Atemproben:

Ab 20 Minuten vor dem Training bis zum Ende des Trainings werden Blutproben durch den IV-Katheter in der Handvene entnommen (10-12 ml pro Probe) und Proben der ausgeatmeten Luft in einem Douglas-Beutel (Hans Rudolph Inc.) gesammelt. alle zehn Minuten. Der Atem wird zur Analyse der 13CO2-Anreicherung (10 ml) in ein Vaccutainer-Glas überführt. Die Plasmaproben werden auf Konzentrationen von Hormonen, Metaboliten, Carnitin und Acyl-Carnitinen analysiert.

Muskelbiopsie:

An diesem Tag wird eine Muskelbiopsie aus dem Vastus lateralis des Oberschenkels entnommen, um die intramuskulären Konzentrationen von Carnitin und Acylcarnitinen zu messen.

• Auswaschphase: 4 Tage lang wurden die Patienten zur telemetrischen Herzüberwachung aufgenommen, während sie ihre tägliche orale L-Carnitin-Behandlung pausieren.
• Nach der Auswaschphase wiederholen die Patienten den einstündigen Belastungstest mit den stabilen Isotopen-Tracern. Auch die Muskelbiopsie für intramuskuläre Carnitin- und Acyl-Carnitin-Konzentrationen wird wiederholt.

TRACER In dieser Studie werden wir Infusionen von stabilen Isotopen verwenden, die in Metaboliten als Tracer des Ganzkörperstoffwechsels eingebaut sind. Wir werden kleine Mengen Fett (Palmitat und Glycerol) und Zucker (Glucose) verwenden, die mit stabilen Isotopen von Kohlenstoff (13C) und Wasserstoff (2H) markiert sind. Die Palmitat- und Glycerol-Tracer (98 % angereichert, Cambrigde Isotope Laboratories, Andover, MA, USA) werden in sterilem Wasser gelöst und durch einen Bakterienfilter in menschliches Serumalbumin infundiert. Der Glucose-Tracer (99 % angereichert, Cambrigde Isotope Laboratories, Andover, MA, USA) wird aufgelöst und ebenfalls durch einen Bakterienfilter in eine Lösung aus 0,9 % Kochsalzlösung (NaCl) injiziert.

Diese Tracer kommen natürlicherweise in Lebensmitteln (z. B. in Mais) und im menschlichen Körper vor. Sie sind harmlos und werden unter sterilen Bedingungen gehandhabt und den Probanden verabreicht.