Ciclado de sustratos en el metabolismo energético

Estudiaremos pacientes con quemaduras graves, definidas como quemaduras de segundo o tercer grado que cubren >40% del área de superficie corporal total (TBSA). Proponemos estudiar a niños quemados del Hospital Shriners Burns. El censo de Shriners es tal que aproximadamente 50 niños con quemaduras graves reciben tratamiento cada año. Estudiaremos a los pacientes inmediatamente antes de su tercer procedimiento quirúrgico, aproximadamente 12-15 días después de la lesión. La mitad de los pacientes recibirán fenofibrato (5 mg/kg/día) administrado diariamente a través de una sonda de alimentación desde el momento del consentimiento después de la admisión hasta 12-14 días después de la quemadura. Este período de tiempo después de la lesión asegurará que los pacientes no tratados tengan una gran acumulación de TG hepáticos. Debido a que el grupo de pacientes de "control" tendrá TG hepáticos elevados, el fenofibrato reducirá los TG hepáticos del grupo "experimental". Mediante el estudio de los pacientes el día anterior a las operaciones, será posible retirar las grapas utilizadas en los injertos de piel sin riesgo de pérdida de adherencia de la gráfica, garantizando así la seguridad en la ERM. También se puede utilizar una línea femoral insertada para la cirugía, y todos los pacientes generalmente reciben una transfusión completa durante las cirugías, lo que minimiza cualquier pérdida de sangre relacionada con el estudio. Además del hígado, estudiaremos el músculo en pacientes quemados. Los pacientes serán estudiados durante un breve estado de ayuno. Se ayunará cuatro horas antes del estudio y luego durante todo el estudio. Su TPN se volverá a conectar inmediatamente después del estudio. El equipo quirúrgico del Shrine coloca catéteres de polietileno de 3 Fr y 8 cm (Cook, Inc., Bloomington, IN) en la vena femoral y la arteria femoral bajo anestesia local el día antes de la cirugía. Ambos catéteres femorales se utilizarán para la toma de muestras de sangre, mientras que el catéter arterial femoral también se utilizará para la infusión de verde de indocianina para determinar el flujo sanguíneo de la pierna. La concentración sistémica de verde de indocianina se medirá a partir de una vena central, ya que el procedimiento estándar tiene una vía subclavia de varios lúmenes en todos los pacientes. La permeabilidad de todos los catéteres se mantiene mediante infusión de solución salina.

Los pacientes recibirán una infusión de trazadores de isótopos estables (no radiactivos) de glucosa, fenilalanina y palmitato durante un máximo de 8 horas. Después de 4 horas, sin interrupción de la infusión del trazador, se iniciará una infusión de insulina y se mantendrá a razón de 1,5 mU/kg•min durante las últimas 4 h. Las concentraciones de glucosa en sangre se medirán durante la infusión de insulina y la glucosa infundida según sea necesario para mantener la concentración de glucosa en plasma basal.

Se obtendrá una biopsia del cuádriceps con aguja de Bergstrom al inicio del estudio, 4 h (inmediatamente antes de la infusión de insulina) y al final de las 4 h de infusión de insulina. Usaremos la técnica del balance A-V para abordar la relación entre el metabolismo de los ácidos grasos y los TG en los tejidos y la respuesta a la insulina de la captación de glucosa y la síntesis de proteínas miofibrilares y mitocondriales y el balance neto de proteínas.

b. Sujetos Los pacientes ingresan en la unidad de quemados dentro de las 48 h posteriores a la lesión. La reanimación con líquidos se proporciona como se describió anteriormente (94). Dentro de las 48 h posteriores al ingreso, la herida por quemadura se extirpa y posteriormente se injerta con un autoinjerto o un aloinjerto cadavérico. Por lo general, los pacientes regresan al quirófano para volver a recolectar los sitios donantes cada cinco a siete días. Los experimentos propuestos aquí se realizarán el día anterior a la tercera cirugía en el día 12-15, ya que los catéteres femorales normalmente se insertan en el momento del acceso durante la cirugía. La alimentación enteral con Vivonex TEN (Sandoz Nutrition Corp, Minneapolis, MN) se inicia dentro de las 24 h posteriores al ingreso y se continúa hasta que el paciente sea capaz de comer por la boca. Todos los pacientes serán elegibles para el estudio a menos que se aplique uno de los criterios de exclusión enumerados a continuación.

C. Procedimientos Desde el día 1 hasta el día 22, los pacientes se mantendrán con alimentación enteral de una mezcla rica en carbohidratos/aminoácidos (Vivonex, Novartis, Minneapolis, MN). Vivonex contiene 300 kcal/ración en el siguiente desglose calórico: 82,3 % carbohidratos, 15 % proteínas, 2,7 % grasas (ácido linoleico). Los pacientes recibirán 25 kcal/kg de Vivonex más 45 kcal/kg adicionales por cada punto porcentual de superficie corporal total quemada. La mitad de los pacientes recibirán fenofibrato (5 mg/kg/día - dosis máxima diaria) desde el momento del primer estudio de seguimiento hasta el momento del segundo estudio de seguimiento.

Los sujetos del estudio de trazador pueden comenzar una vez que el equipo quirúrgico haya colocado los catéteres en la arteria y la vena femorales, si es necesario, ya que a la mayoría de los pacientes se les colocarán líneas preexistentes por razones clínicas. Los catéteres se utilizarán para la toma de muestras y en una vena periférica para la infusión, como en nuestros estudios anteriores (p. ej., 4). La administración enteral de una mezcla de carbohidratos y aminoácidos (Vivonex) se suspenderá cuatro horas antes del estudio y se iniciará inmediatamente después del estudio.

El día después de la infusión del marcador, la MRS determinará la cantidad de TG hepático y muscular y el glucógeno hepático. Después de retirar las grapas metálicas, los pacientes serán transportados a las instalaciones clínicas de MRS en el Departamento de Radiología de UTMB, donde se realizarán las mediciones (consulte los detalles a continuación). Después de obtener las muestras de referencia, se iniciarán las infusiones de trazador como se describe en la Figura 2. A la mitad de los pacientes con niveles elevados de TG tisulares se les administrará ácido nicotínico (500 mg por vía oral) al comienzo del período 2 para reducir los niveles de FFA de forma aguda. En el grupo que recibió fenofibrato (200 mg/día) o propranolol 0,5 mg/kg cada 6 horas para reducir los FFA, la mitad recibirá una infusión de heparina (0,5 U/kg•min, 2,8 U/kg prime IV) a una dosis suficiente para activar la lipoproteína lipasa, elevando así los FFA plasmáticos, sin afectar la coagulación de la sangre. Después de recolectar muestras de sangre de referencia de la arteria femoral, la vena femoral y la vena periférica, se administra una infusión continua de 8 horas de infusiones preparadas constantes de 6,6-d2-glucosa (0,08 mg/kg•min, preparación = 6,8 mg/kg). ) y d5-fenilalanina (0,20 µmol/kg•min, prima = 8,0 µmol/kg) para cuantificar la producción de glucosa hepática y las tasas de síntesis de proteínas, respectivamente. Además, 2 horas después de iniciado el protocolo, se iniciará el palmitato de U-13C16 (0,16 µmol/kg por minuto) con cebado de NaH13CO3 (150 µmol/kg) para cuantificar la absorción y oxidación de ácidos grasos hepáticos. Estas infusiones de marcador también se mantendrán durante las 8 horas del estudio de marcador. Se tomarán muestras de sangre (2 a 12 ml) de la arteria, la vena femoral y la vena periférica simultáneamente a los 120, 180, 210, 225 y 240 minutos (consulte el Apéndice 2 para ver el cronograma completo). Se obtendrán biopsias de tejido muscular al comienzo del período 1 ya las 4 horas del período 1 para medir la cinética de proteínas y también determinar parámetros bioquímicos. Luego, comenzará el período 2. Al comienzo del período 2, se iniciará una infusión constante preparada de 15N-fenilalanina y se mantendrá durante todo el período 2. Se usará el marcador diferente de fenilalanina para cuantificar las tasas de síntesis de proteínas plasmáticas utilizando el mismo protocolo de marcador que en el período 1. Hemos demostrado previamente que los dos trazadores de fenilalanina dan los mismos resultados (70). La técnica del trazador nos permitirá medir los criterios de valoración primarios de la respuesta a la insulina del hígado, es decir, la producción endógena de glucosa y las tasas sintéticas de albúmina y fibrinógeno. A las 4 horas, se iniciará la hiperinsulinemia mediante la infusión de insulina a razón de 1,5 mu/kg•min, lo que dará como resultado niveles circulantes de aproximadamente 200 uU/ml (5). Esta tasa de infusión se basó en nuestra experiencia previa con la infusión de insulina en pacientes quemados (p. ej., 1-5). Anticipamos una variación considerable en las concentraciones de insulina de referencia, de modo que si se utilizara una tasa de infusión baja, la "hiperinsulinemia" resultante en algunos pacientes probablemente estaría por debajo de la concentración de referencia en otros. En consecuencia, hemos elegido una velocidad de infusión que dará como resultado una diferencia clara entre los valores de referencia y los valores "hiperinsulinémicos". Además, aunque durante la infusión de insulina anticipamos que las concentraciones de insulina también serán variables, nuestros criterios de valoración se evaluarán en términos de la magnitud del cambio con respecto al valor inicial en cada sujeto. Este enfoque estadístico debería minimizar la preocupación por la variabilidad de los sujetos. Se seleccionó la dosis porque anteriormente demostramos que el metabolismo de las proteínas responde a esta velocidad de infusión (5), pero que está por debajo de la dosis máxima efectiva (4). La concentración de glucosa en sangre se controlará durante el segundo período y se infundirá glucosa (si es necesario) para mantener las concentraciones de glucosa en el nivel de referencia. Dado que las concentraciones iniciales de glucosa variarán, esto significa que durante la hiperinsulinemia es probable que las concentraciones de glucosa difieran entre los sujetos, pero hemos seleccionado este enfoque porque de esta manera solo la concentración de insulina diferirá entre los períodos 1 y 2, lo que simplifica la interpretación de la cambios en la cinética del sustrato y la proteína del período 1 al 2. El programa de muestreo será el mismo que en el período 1, incluido el momento de la biopsia (es decir, a las 4 h del período 2).

El flujo sanguíneo de la pierna se medirá mediante una infusión de verde de indocianina, como se describió anteriormente (14). Se realizará una calorimetría indirecta de cuerpo entero para cuantificar la oxidación de carbohidratos y grasas de todo el cuerpo.