Glucagon-Antwort auf die Verabreichung von prandialem Insulin bei Personen mit Typ-1-Diabetes

Die Glukagonregulierung und -reaktion bei Personen mit T1D im Grundzustand und als Reaktion auf verschiedene Stimuli bleibt unklar. Dr. Philip Cryer hat zuvor berichtet, dass bei jungen T1D-Erwachsenen mit einem Krankheitsverlauf von 16+9 Jahren das Fehlen einer endogenen Insulinsekretion zu einer erhöhten Glukagonsekretion nach einer gemischten Mahlzeit führt , und kam zu dem Schluss, dass endogenes Insulin die Alpha- Zell-Glukagon-Sekretion und deutet auch darauf hin, dass eine Glukagon-Dysregulation eine wichtige Rolle bei der postprandialen Hyperglykämie bei T1D spielen könnte. Interessanterweise haben neuere Forschungen an menschlichen Inseln gezeigt, dass Insulin die gegenregulatorische Glukagonsekretion durch einen parakrinen Effekt hemmt, der durch SGLT2-abhängige Stimulation der Somatostatinfreisetzung vermittelt wird. Eine wichtige Wissenslücke besteht darin, ob das Timing prandialer Insulindosen die Glukagonantwort auf einen hyperglykämischen Stimulus bei Patienten mit T1D beeinflusst, die kein C-Peptid nachweisbar haben.

T1D-Kurs. Im Allgemeinen ist ein Verlust von 80 % der Betazellfunktion erforderlich, um eine schwere Hyperglykämie zu entwickeln. Innerhalb von 3 bis 5 Jahren nach der Diagnose geht die endogene Insulinsekretion fast vollständig verloren. Bei Kindern mit neu diagnostiziertem T1D waren die Glukagonspiegel stark mit dem postprandialen Blutzucker assoziiert, jedoch nicht mit dem HbA1c-Spiegel. Es wurde auch berichtet, dass sich die postprandiale Hyperglukagonämie signifikant verschlimmert, während die C-Peptid-Sekretion während des ersten Krankheitsjahres abnimmt. Auch bei Kindern mit mehr als fünf Jahren T1D stiegen die postprandialen Glukagonspiegel zwischen einem und sechzig Monaten nach der Diagnose um 160 % (8) und bei Kindern mit einer Krankheitsdauer von 6,9 + 4 Jahren waren die Glukagonspiegel stark mit der postprandialen Glukose korreliert und leicht mit dem HbA1C-Spiegel korreliert. Eine in China durchgeführte Studie an T1D-Erwachsenen zeigte, dass die postprandialen Glucagonspiegel bei T1D-Patienten im ersten Jahr der Krankheit höher waren als bei Patienten mit längerem Krankheitsverlauf und dass hypoglykämische Ereignisse bei neu diagnostizierten Patienten geringer waren, was darauf hindeutet Die Glucagon-Sekretionsfunktion kann bei längerer Dauer der Krankheit beeinträchtigt werden. Diese Studien legen nahe, dass eine Glukagon-Dysregulation die Glukosekontrolle mit exogenem Insulin beeinflussen könnte und dass sich diese Dysregulation mit der Krankheitsdauer ändern kann.

Postprandiale Hyperglykämie trägt zur Glukosevariabilität, zu Schwierigkeiten bei der Insulindosierung und zur allgemeinen Instabilität der Glukosekontrolle bei. Eine aktuelle Analyse der T1D-Exchange-Studie, die 4768 Teilnehmer unter 26 Jahren mit einer klinischen Diagnose von T1D seit mindestens 1 Jahr umfasste, zeigte, dass 21 % der Teilnehmer angaben, Insulin einige Minuten zuvor verabreicht zu haben, 44 % unmittelbar davor, 10 % währenddessen und 24 % nach dem Essen. Interessanterweise berichteten Teilnehmer, die angaben, Insulin während oder nach einer Mahlzeit verabreicht zu haben, häufiger über das Fehlen von ≥ 1 Insulindosis zu den Mahlzeiten pro Woche als diejenigen, die Insulin vor den Mahlzeiten verabreichten. Darüber hinaus zeigte eine Subanalyse, dass Teilnehmer, die Insulin zu den Mahlzeiten in der postprandialen Phase verabreichten, eine schlechtere glykämische Kontrolle und häufiger schwere Hypoglykämien aufwiesen. Trotz dieser jüngsten Ergebnisse wird Patienten jedoch häufig geraten, Insulin nach dem Essen zu verabreichen, da die Kalorienaufnahme ungewiss ist. Das Verständnis der Mechanismen hinter dem höheren postprandialen Glukose-Spitzenwert bei verzögerter Insulinverabreichung kann Ärzten dabei helfen, bei T1D-Patienten mit langem Krankheitsverlauf den richtigen Zeitpunkt für die Insulinverabreichung festzulegen.

Glukagon-Verordnung:

Verschiedene Modelle wurden verwendet, um die Glukagonregulation zu untersuchen. Da sowohl Hyperglykämie als auch Hypoglykämie Alphazellen zur Produktion von Glukagon stimulieren, tragen sowohl der Mangel an Intra-Insel-Insulin als auch diese U-förmige Glukagonantwort zur Glukose-Dysregulation bei T1D bei. Es wurde berichtet, dass bei T1D-Patienten mit einer Krankheitsdauer von 26,4 + 7,5 Jahren die Glukagonspiegel als Reaktion auf den oGTT unter euglykämischen und hyperglykämischen Bedingungen anstiegen, jedoch der relative Beitrag der Hyperglukagonämie zur postprandialen Glukose in Anwesenheit oder ansteigt das Fehlen von präprandialem Insulin ist nicht eindeutig geklärt. Ob exogenes Insulin zum richtigen Zeitpunkt die Glukagonreaktion auf Glukoseschwankungen modifizieren kann, wurde nicht untersucht. Daher zielt diese Pilotstudie darauf ab, die Glukagonreaktion auf Hyperglykämie während der Mahlzeit zu charakterisieren und den Unterschied in der Glukagonsekretion zu vergleichen, wenn Bolusinsulin während der Mahlzeit vor der Mahlzeit mit der nach der Mahlzeit verabreicht wird, mit dem Ziel, Faktoren zu verstehen, die zum Peak Post beitragen -prandialer Blutzucker und AUC des Blutzuckers nach einer gemischten Mahlzeit in dieser Zielpopulation.

Hypothese

1. Patienten mit stärkeren Glukagonreaktionen auf einen Stimulus mit einer gemischten Mahlzeit haben höhere postprandiale Glukosespitzen und eine größere AUC der postprandialen Glukose.
2. Bolusdosis-Insulin, das vor einer Mahlzeit (20 Minuten vor einer Mahlzeit) verabreicht wird, führt zu niedrigeren postprandialen Spitzenglukosewerten, niedrigeren AUC-Werten und niedrigeren postprandialen Glukagonspiegeln
3. Nach der Mahlzeit (20 Minuten nach der Mahlzeit) verabreichtes Bolusdosis-Insulin führt zu höheren postprandialen Glukosespitzenwerten, einer höheren AUC der postprandialen Glukose und höheren Glukagonspiegeln
4. Es besteht eine Korrelation zwischen der maximalen postprandialen Glukagonreaktion und der postprandialen Glukose-AUC von 0 bis 180 Minuten.

Forschungspläne Die Studie wird im Diabeteszentrum (Intensive Research Unit, Teil des CTSA) des Barnes Jewish Hospital/Washington University in St. Louis durchgeführt.

Studienbesuche

• Das Screening wird telefonisch und mit Überprüfung der Krankenakten durchgeführt, wenn die erforderlichen Labore in den letzten 6 Monaten durchgeführt wurden
• Die Besuche A und B werden in zufälliger Reihenfolge durchgeführt
• Beim ersten Studienbesuch werden demografische Daten, eine Überprüfung der Diabetes-Vorgeschichte, Medikamente und Allergien erfasst. Insulindosen und Wirksamkeit des aktuellen Kohlenhydratverhältnisses werden bewertet und aufgezeichnet. Insulindosen zu den Mahlzeiten werden beim ersten Studienbesuch festgelegt.
• Insulin zu den Mahlzeiten wird von einer Studienschwester per Injektion verabreicht, um das Verabreichungsverfahren zu standardisieren.
• Vitalparameter, Größe und Gewicht werden bei jedem Besuch erhoben
• C-Peptid wird beim ersten Studienbesuch mit den Nüchternlaboren überprüft
• Die Ausgangsglukose sollte 80 bis 140 mg/dl betragen. Falls der Ausgangsglukosespiegel nicht im Zielbereich liegt, wird der Studienbesuch verschoben.
• Vollblut wird in Vacutainern über einen peripheren Venenverweilkatheter unter pflegerischer Aufsicht gesammelt.
• Proben werden vor dem Versand an das Labor anonymisiert.
• Es werden keine Gentests durchgeführt.

Besuchen Sie A

• Glukosewerte nach Fasten, 30, 60, 120 und 180 Minuten
• Glukagonspiegel nüchtern, 30, 60, 120 und 180 Minuten
• Die übliche Insulindosis wird 20 Minuten vor einer Herausforderung mit einer gemischten Mahlzeit mit Certain Plus* verabreicht.

Besuchen Sie B

• Glukose nüchtern, 30, 60, 120 und 180 Minuten
• Glukagonspiegel nüchtern, 30, 60, 120 und 180 Minuten
• Die übliche Insulindosis wird 20 Minuten nach der Herausforderung mit der gemischten Mahlzeit verabreicht

Plus sichern*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) mit 6 cc/kg (max. 360 cc), Inhalt pro 100 ml: Kohlenhydrate 21,5 g, Protein 5,5 g, unter Aufsicht des Pflegepersonals.

Labormaßnahmen:

Core Laboratory for Clinical Studies an der Washington University (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) wird Glukose auf der cobas c510-Plattform von Roche mit dem gekoppelten enzymatischen Assay von Roche (Hexokinase, Glucose-6-Phosphoat-Dehydrogenase) messen. Die Geschwindigkeit der NADPH-Bildung ist direkt proportional zur Glukosekonzentration und wird photometrisch gemessen. Die Interday-Ungenauigkeit beträgt typischerweise <2,0 % LEBENSLAUF. CLCS wird C-Peptid auch auf der cobas e601-Plattform von Roche mit dem Sandwich-Elektrochemilumineszenz-Immunoassay von Roche messen. In diesem Assay binden ein biotinylierter monoklonaler C-Peptid-spezifischer Antikörper und ein monoklonaler C-Peptid-spezifischer Antikörper, der mit einem Rutheniumkomplex markiert ist, an C-Peptid, um das Sandwich zu bilden. Dann wird der Komplex unter Verwendung von Streptavidin-beschichteten Mikropartikeln in die Messzelle gezogen und verbleibt, während ungebundenes Material weggespült wird. Das Anlegen einer Spannung an die Elektrode induziert eine Chemilumineszenzemission, die von dem Instrument gemessen wird. Die Präzision zwischen den Läufen liegt typischerweise zwischen 1,9 und 2,7 % CV.

Glucagon wird unter Verwendung eines Radioimmunoassay-Kits von Millipore gemessen. Dies ist ein kompetitiver Immunoassay, der I-125-markiertes Glucagon und einen Glucagon-spezifischen Antikörper verwendet. Die angegebene Inter-Assay-Präzision beträgt 12 % CV. Die typische Präzision innerhalb des Laufs liegt bei 2,0 - 3,0 % CV in unseren Händen.

Methoden der Datenanalyse Die Datenanalyse wird unter Verwendung von STATA 15.1 für Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, USA) durchgeführt. Die Berechnung der Stichprobengröße geht davon aus, dass die postprandiale Spitzenglukose um 80 +/- 20 mg/dl in der Gruppe mit Insulin vor der Mahlzeit und um 140 +/- 20 mg/dl in der Gruppe nach der Mahlzeit ansteigt. Der erwartete mittlere Spitzenwert der postprandialen Glukose beträgt also bis zu 220 mg/dL für Besuch A und der mittlere postprandiale Spitzenwert der Glukose beträgt bis zu 280 mg/dL für Besuch B. Die Stichprobengröße hat eine Aussagekraft von 80 %, um einen Unterschied zwischen ihnen zu erkennen Gruppen bei p < 0,05. Wir haben eine Korrelation zwischen den Besuchen A und B von 0,5 angenommen. Die Stichprobengröße wurde um einen erwarteten Verlust der Nachverfolgung von 10 % der Teilnehmer korrigiert. Die berechnete Stichprobengröße beträgt 10 Teilnehmer, wobei vollständige Datensätze für 8 Teilnehmer verfügbar sind. Die Randomisierung der Studie ist wie folgt gestaltet: 5 Teilnehmer nehmen zuerst an Besuch A und dann an Besuch B teil. Die 5 verbleibenden Teilnehmer nehmen zuerst an Besuch B und dann an Besuch A teil Glukagon wird unter Verwendung von gepaarten T-Student analysiert. Beziehungen zwischen Variablen wurden durch einen Korrelationstest nach Spearman bewertet.