Wirkung der physiologischen Hyperglukogonämie auf den Adipozytenstoffwechsel (Glucagon)

Besuch 1 Screening: Bei allen Probanden wird eine indirekte Kalorimetrie durchgeführt, um die Raten des Energieverbrauchs und der Glukose- / Lipidoxidation für 40 Minuten vor allen anderen Verfahren zu bestimmen, um eine Nüchternkalorimetrie zu erhalten. Die Probanden werden dann einem oralen 75-Gramm-Glukosetoleranztest unterzogen, um das Vorhandensein einer normalen Glukosetoleranz zu dokumentieren. Blut wird bei -30, -15, 0 und bei 15, 30, 45, 60, 90 und 120 Minuten danach zur Bestimmung von Plasmaglukose, Insulin, C-Peptid, Glukagon, FFA, Glycerol, GLP-1 und GIP-Konzentrationen. Die während des oGTT zu entnehmende Gesamtblutmenge beträgt 148 ml oder etwa 10 Esslöffel. Die Teilnehmer werden auch einem Gesamtkörperfett (DXA) und Leberfettgehalt (MRS) unterzogen. Die Probanden werden auch einer routinemäßigen körperlichen Untersuchung, einem EKG, Gewicht, Größe, Vitalwerten und einer Erhebung der Vorgeschichte unterzogen. Das Studienteam wird auch den Blutzuckerspiegel (Zucker) und den Blutfettspiegel (Fett) überprüfen. Die Gesamtmenge an Blut, die wir für die Screening-Bluttests, HbA1c-, Lipid- und andere Bluttests entnehmen, beträgt 34 ​​ml oder etwa 2 1/3 Esslöffel.

Besuch 2 Messung des Fettgewebestoffwechsels: Die Probanden (n = 12) werden am Tag vor der Studie um 16:00 Uhr in das CRC aufgenommen und erhalten eine standardisierte, gewichtserhaltende Diät mit 50 % CHO: 30 % Fett: 20 % Protein. Um 18:00 Uhr erhalten die Probanden ein kontinuierliches Glukagon (3 ng/kg.min, N=6) oder Glucagon (6 ng/kg.min, N=6) für 12 Stunden. Die Probanden bleiben nach 22:00 Uhr nüchtern. Proben für Glucagon, FFA, Insulin und C-Peptid werden um 17:00, 17:30, 18:00, 19:00, 21:00, 23:00, 01:00, 03:00 und 05:00 Uhr entnommen.

Am folgenden Morgen um 6:00 Uhr erhalten die Probanden 4 Stunden lang kontinuierlich folgende Tracer-Infusionen (siehe Abbildung 1):

(i) 14-C-Glycerol (Prime = 30 µCi; kontinuierliche Infusion = 0,3 µCi/min) zur Bestimmung der Gesamtkörper-Lipolyserate.

(ii) 3-3H-Glucose (Prime = 40 µCi; kontinuierliche Infusion = 0,4 µCi/min) zur Bestimmung der Raten des Auftretens und Verschwindens von Ganzkörperglucose.

(iii) D2O (5 g/kg fettfreie Masse um 21:00 Uhr oral), um die Rate der De-novo-Lipogenese zu bestimmen.

Um 6 Uhr morgens wird eine chirurgische Biopsie des subkutanen abdominalen Fettgewebes zur Messung der hormonsensitiven (HSL) Lipaseaktivität, AMPK-Aktivität und Serinphosphorylierung von HSL (siehe Abbildung 2), FGF-21, FAP, Beta-Klotho durchgeführt. Insulinsignalmoleküle (IR/IRS-1-Tyrosinphosphorylierung, PI-3-Kinaseaktivität, Akt), GLUT4, Entzündungsmarker (IkB, NF-kB, T4R4TLR4, JNK, p38 MAPK, M2/M1-Makrophagen, IL-1, IL -6, TNF alpha, MCP-1) werden ebenfalls bei der Fettbiopsie gemessen. Eine Lipidomanalyse zur Quantifizierung der Menge und Art des Fetts in der Fettgewebebiopsie wird ebenfalls durchgeführt. Nach der chirurgischen Biopsie des Fettgewebes wird mit Beginn der Tracer-Äquilibrierung (6:00 Uhr) für 4 Stunden (6:00 – 10:00 Uhr) alle 15–30 Minuten Blut für Substrat (Glucose, FFA, Glycerin, Triglyceride), Hormon (Glukagon, Insulin, C-Peptid, GLP-1, GIP, Adiponectin, Leptin, FGF21 [aktiv und gesamt], FAP [abbauendes Enzym]), Radioisotop (14-C-Glycerin und 3-3H-Glucose) spezifische Aktivität. Die Teilnehmer legen ihre Hand in eine transparente thermoregulierte Kunststoffbox, die auf 50-60 °C (122-140 °F) erhitzt wird, um eine gute Durchblutung der Hand zu gewährleisten. Pasma-Proben für die Radioisotopenaktivität (Hintergrund) werden um 6 Uhr morgens erhalten. Um 9:00 Uhr wird eine kontinuierliche indirekte Kalorimetrie durchgeführt, um die Raten des Energieverbrauchs und der Glukose/Lipid-Oxidation für 40 Minuten zu bestimmen.

Die Glucagon-Infusion wird über die 4-stündige Tracer-Infusion (d. h. 6-10 Uhr). Am Ende der Glucagon-Infusion (ca. 10 Uhr morgens) wird eine Wiederholungsmessung des Leberfettgehalts durchgeführt. Insgesamt werden 366 ml Blut entnommen.

Um 8:00 Uhr wird der Insulinempfindlichkeitstest während der letzten zwei Stunden der Tracer-Infusion durchgeführt. Während der 2 Stunden des Insulinsensitivitätstests werden das Insulin (60 mU/m2 ⋅ min) und Glukose durch den Katheter in die Armvene der Testperson verabreicht, um die Raten der Ganzkörper-Insulinsensitivität zu bestimmen. Es sind keine Nebenwirkungen zu erwarten, die bei den Probanden während beider Infusionen auftreten werden.