La captación de glucosa mediada por contracción (ejercicio) como objetivo terapéutico en la diabetes tipo 2

Objetivo 1: determinar si la infusión aguda de nitroprusiato de sodio, un donante de NO, aumenta la captación de glucosa en las piernas en reposo en pacientes con diabetes tipo 2.

Veinte pacientes diabéticos tipo 2 masculinos con edades entre 30 y 60 años serán reclutados de nuestra clínica y mediante publicidad. Los criterios de inclusión:

• no fumadores
• libre de enfermedad coronaria manifiesta (ECG de estrés)
• índice de masa corporal < 35 kg.m-2
• glucosa plasmática en ayunas > 7 mmol.L-1 y/o niveles de glucosa plasmática posteriores a una carga oral de glucosa de 75 g > 11,1 mmol.L-1
• sin medicación (dieta controlada)

Las respuestas del flujo sanguíneo de la pierna (termodilución) y la captación de glucosa (diferencias arteriovenosas) a tres dosis acumulativas de nitroprusiato de sodio (0,1, 0,3 y 0,6 ug.kg-1.min-1, 10 min por dosis) infundidas en la arteria femoral Se evaluará utilizando técnicas establecidas en nuestro laboratorio. Las dosis se basan en nuestras amplias observaciones no publicadas y se han calculado para que se encuentren en la parte lineal de la curva dosis-respuesta y para inducir efectos hemodinámicos locales y no sistémicos. Como control también evaluaremos las respuestas al vasodilatador independiente de nitrato, Verapamil (Isoptin) (1, 3 y 6 ug.kg-1.min-1 dosis). El verapamilo es un antagonista de los canales de calcio que provoca vasodilatación por acciones directas sobre el músculo liso. Las dosis se ajustarán para dar respuestas de flujo sanguíneo similares y los dos fármacos se administrarán en orden aleatorio con un período de lavado de 60 minutos. Las dosis de verapamilo se determinarán en experimentos piloto. Las biopsias de Vastus lateralis se realizarán al inicio y después de la dosis más alta de cada fármaco y se medirá la translocación de cGMP y GLUT-4.

Se realizará una sola biopsia de Vastus lateralis como comparación con los diabéticos tipo 2.

Importancia: este estudio determinará si la suplementación aguda con NO estimula la translocación muscular de GLUT-4 y la captación de glucosa en pacientes con diabetes tipo 2.

Estudio piloto: determinar si los nitratos orales aumentan los niveles de NO exhalado en voluntarios sanos y comparar el mononitrato de isosorbida (ISMN) con el tetranitrato de pentaeritritol (PETN) para determinar qué fármaco es más eficaz para aumentar el NO exhalado.

Quince voluntarios masculinos sanos (según lo determinado a través de un examen médico) de entre 18 y 65 años serán reclutados a través de anuncios. Los criterios de inclusión para los controles sanos serán:

• no fumadores
• libre de enfermedad coronaria manifiesta (ECG)
• índice de masa corporal < 30 kg.m-2
• glucosa plasmática en ayunas < 6,1 mmol.L-1
• no medicado

Se obtendrán muestras de sangre y se realizará una prueba de tolerancia oral a la glucosa (OGTT). El óxido nítrico (NO) exhalado de referencia y el flujo sanguíneo pulmonar se medirán en colaboración con el Dr. Bruce Thompson del Departamento respiratorio de Alfred. El nitroprusiato de sodio (SNP) es un donante conocido de NO y se utilizará como control positivo. Después de las mediciones iniciales, los participantes recibirán una infusión intravenosa (vena del antebrazo) de SNP (ajustada desde 0,3 ug/kg/min hasta un máximo de 3 ug/kg/min durante 30 minutos). La presión arterial se controlará en todo momento con un esfigmomanómetro automático. Se medirá el NO exhalado después de la infusión y el flujo sanguíneo pulmonar.

Luego, los participantes comenzarán la segunda fase del estudio para determinar si ISMN y PETN aumentan los niveles de NO exhalado y determinar qué medicamento es más potente en este sentido.

Visita 2, 3 y 4: los participantes recibirán cada uno de los siguientes medicamentos del estudio en un diseño de cuadrado latino aleatorizado:

• Placebo administrado una vez en la mañana de la Visita 2, 3 o 4,
• mononitrato ISMN de liberación prolongada (120 mg) administrado una vez en la mañana de la visita 2, 3 o 4; &
• tetranitrato de pentaeritritol (160 mg administrados una vez en la mañana de la visita 2, 3 o 4).

Habrá un período de lavado de 7 días entre cada tratamiento/visita. Los participantes se someterán a medidas repetidas de NO exhalado, flujo sanguíneo pulmonar y OGTT tres horas después de que se haya administrado cada fármaco del estudio. Se tomará sangre antes y cada hora después de que el participante haya tomado cada medicamento para medir los metabolitos de NO (p. nitrito/nitrato, nitrosotioles, nitrosohemoglobina). Las drogas de nitrato se asocian ocasionalmente con dolor de cabeza y mareos. Los dolores de cabeza se pueden tratar con paracetamol.

Los criterios de valoración al inicio y después de los tratamientos serán:

• Después de una carga de glucosa oral de 75 g
• Niveles de NO exhalado
• Flujo sanguíneo pulmonar

Importancia: Una vez que se haya determinado el donante de NO más efectivo, se utilizará en el estudio crónico de nitrato descrito en el Objetivo 2.

Objetivo 2: determinar si la terapia crónica con nitratos durante 12 semanas mejora la tolerancia a la glucosa y la HbA1c en pacientes con diabetes tipo 2.

Veinte sujetos masculinos con diabetes tipo 2 con edades comprendidas entre 30 y 60 años y que cumplan con los criterios de inclusión especificados en el Objetivo 1 serán reclutados de nuestras clínicas y mediante publicidad. Los pacientes serán aleatorizados a 12 semanas de tratamiento con nitrato de acción prolongada (60 mg diarios de mononitrato de isosorbida, Imdur) y placebo (diseño cruzado). Los criterios de valoración primarios serán:

• hemoglobina glicosilada (HbA1c)
• captación de glucosa en todo el cuerpo en reposo (metodología de trazador de glucosa estable, (39-41))
• absorción de glucosa en todo el cuerpo después de (0-2 horas) una carga de glucosa oral de 75 g (metodología de trazador)
• translocación de cGMP y GLUT-4 del músculo esquelético (biopsia del músculo vasto lateral antes y después de la carga de glucosa)
• glucógeno del músculo esquelético, lactato, fosfocreatina, creatina y ATP Importancia: este estudio determinará si la terapia crónica con nitrato aumenta la translocación de GLUT-4/captación de glucosa y tiene efectos beneficiosos sobre el control glucémico en pacientes con diabetes tipo 2.

Objetivo 3:

Determinar si la infusión aguda de AICAR, un análogo de AMP, aumenta la captación de glucosa en las piernas en reposo en pacientes con diabetes tipo 2.

Veinte hombres sanos y veinte hombres diabéticos tipo 2 con edades comprendidas entre 30 y 60 años serán reclutados de nuestra clínica y mediante publicidad. Los criterios de inclusión para los diabéticos serán:

• no fumadores
• libre de enfermedad coronaria manifiesta (ECG de estrés)
• índice de masa corporal < 35 kg.m-2
• glucosa plasmática en ayunas > 7 mmol.L-1 y/o niveles de glucosa plasmática posteriores a una carga oral de glucosa de 75 g > 11,1 mmol.L-1
• sin medicación (dieta controlada)

La respuesta del flujo sanguíneo de la pierna (termodilución) y la captación de glucosa (diferencias arteriovenosas) a una infusión intrafemoral de 60 minutos de AICAR (1 mg.kg-1.min-1, Clinalfa, Suiza) utilizando técnicas establecidas en nuestro laboratorio. Como control, también mediremos las respuestas a la infusión de vehículo (solución salina) antes de comenzar la curva de respuesta a la dosis (60 min). Se determinarán ácidos grasos libres plasmáticos, glicerol, triglicéridos y lactato y se medirán gases en sangre para valorar el cociente respiratorio. Se realizarán biopsias de Vastus lateralis al inicio y después de AICAR y se cuantificarán los siguientes parámetros:

• actividad de AMPK
• fosforilación de nNOS
• actividad NOS
• Translocación GLUT-4