Fett- und Glukosestoffwechsel im nüchternen und nüchternen Zustand bei Patienten mit geringer Skelettmuskelmasse

Design. Dies ist eine prospektive Fall-Kontroll-Studie, die den Fett- und Glukosestoffwechsel bei Patienten mit geringer Muskelmasse während längerem Fasten untersucht und die Ergebnisse mit denen vergleicht, die bei gesunden Kontrollpersonen gefunden wurden.

Einstellung. Alle Kinder wurden in die Abteilung für Kinderheilkunde und Jugendmedizin, Rigshospitalet, aufgenommen, und alle erwachsenen Probanden wurden um 16:00 Uhr für eine 24-stündige Fastenperiode in die Abteilung für Neurologie, Rigshospitalet, aufgenommen.

Protokoll. Das Protokoll bestand aus zwei Besuchen. Ein vorexperimenteller Besuch und ein Studienbesuch.

Vorversuchsbesuch. Die Gesamtmuskelmasse, dargestellt als fettfreie Körpermasse (LBM), wurde durch DEXA-Scan gemessen. Darüber hinaus beinhalteten die vorexperimentellen Vorbereitungen, dass alle Probanden drei Tage vor der Studie angewiesen wurden, die nationalen Ernährungsempfehlungen mit einer gesunden Ernährung zu befolgen, die aus weniger als 30 % Fett, fettarmem Protein und langkettigen Kohlenhydraten besteht, und die Zuckeraufnahme zu minimieren.

Studienbesuch. Die Patienten wurden um 16:00 Uhr ins Krankenhaus eingeliefert, um IV-Katheter zu platzieren und um 17:00 Uhr ein standardisiertes Abendessen zu sich zu nehmen. Zwei Venenkatheter wurden eingeführt, einer in die Kubitalvene (für die Infusion stabiler Isotope) und einer in die distale Kopfvene (für die Blutentnahme). Ein Heizkissen, das die Hand und den distalen Unterarm bedeckte, sorgte dafür, dass arterielles Blut zu den Venen geleitet wurde, um arterialisiertes Blut zu erhalten. Eine geprimte, konstante Infusion von [U-13C]-Palmitat (0,0026 mg kg-1 min-1, geprimt durch einen 0,085 mg kg-1 NaH13CO3-Bolus) und [D2]-Glucose (0,0728 mg kg-1 min-1 , geprimt durch einen 3,203 mg kg –1 D2-Glucose-Bolus) wurde durch eine Gemini PC2-Pumpe (IMED, San Diego, CA) verabreicht. Die Vorbereitung der Tracer und Tracer-Berechnungen wurden wie beschrieben durchgeführt.

Blut- und Luftproben wurden kurz vor Beginn der Infusion der stabilen Isotope und erneut nach 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 und 24 Stunden Fasten entnommen (Abbildung 1). Gasaustauschmessungen (indirekte Kalorimetrie) wurden mit einem Metabolic Cart (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Mailand, Italien) durchgeführt. Zu den gleichen Zeitpunkten wurde ausgeatmete Luft in einem 15-l-Douglas-Beutel (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA) gesammelt und 10-ml-Proben wurden in Vakuumröhrchen (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) überführt 13CO2-Analyse.

Die Blutglukosewerte wurden kontinuierlich zu allen Blutabnahmezeiten und jede dritte Stunde während der Nacht bei den Patienten überwacht. Entwickelten die Probanden Symptome einer Hypoglykämie (Müdigkeit, Schwindel, Übelkeit), wurde der Blutzucker sofort gemessen. Die Fastenperiode dauerte 24 Stunden oder bis Anzeichen einer Hypoglykämie wie oben erwähnt oder ein Blutzucker unter 3,0 mmol/l. Die Patienten erhielten einen IV-Bolus mit 10 % Glucose entsprechend dem Gewicht, wenn Anzeichen einer Hypoglykämie auftraten.

Analysen von Blutproben und abgelaufenem 13CO2. Venöses Blut wurde in gekühlte Röhrchen mit EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) (0,33 M, 10 &mgr;l ml –1 ) überführt und bei 4.000 U/min für 10 Minuten zentrifugiert. Das Plasma wurde auf Eppendorf-Röhrchen verteilt und sofort auf Trockeneis eingefroren und bis zur Analyse bei –80°C gelagert. Plasma-Insulin- und Glukagon-Analysen wurden in der Abteilung für klinische Biochemie des Rigshospitalet, Kopenhagen, Dänemark (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz, Schweiz) durchgeführt. Plasmafreie Fettsäuren und Catecholamine wurden durch Spektrophotometrie analysiert (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Plasmapalmitat, β-Hydroxybuturat, Acetoacetat, Pyruvat, Glycerin und Aminosäuren sowie die 13CO2-Atemanreicherung wurden mittels Gaschromatographie-Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Deutschland) analysiert. Isotopen-Tracer-Anreicherungen wurden mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Deutschland) bestimmt.

Glukose und Laktat wurden unmittelbar nach der Blutentnahme auf (ABL 700) analysiert.

Die Shofield-Gleichung wurde verwendet, um den erwarteten Grundumsatz für die Kinder zu berechnen: Männer 10–17 Jahre: (17,7 x Gewicht +657+105) und Frauen 10–17 Jahre: (13,4 x Gewicht +692+112) und die Ergebnisse wurden mit der Stoffwechselrate im Ruhezustand (RMR), gemessen durch indirekte Kalorimetrie, wie oben beschrieben, am Ende der Studie verglichen, wenn die Patienten mehr als 8 Stunden geruht und gefastet hatten.