Resistencia a la insulina: insuficiencia cardíaca

Cada vez hay más pruebas de una interrelación recíproca entre la insuficiencia cardíaca crónica (ICC) y la resistencia a la insulina (IR). Los estudios han demostrado que los pacientes con CHF tienen RI y que el grado de RI está asociado con una capacidad de ejercicio reducida y un consumo máximo de oxígeno (VO2).

La RI también se ha relacionado con una disminución de la capacidad de ejercicio en pacientes con diabetes mellitus y otras enfermedades crónicas, así como en sujetos sanos, lo que confirma que la RI está relacionada de forma independiente con la intolerancia al ejercicio. Los estudios han demostrado que la RI está relacionada fisiopatológicamente con la ICC y está implicada en Progresión de la enfermedad en la ICC. Esto probablemente se deba a que la RI se asocia con disfunción endotelial, inflamación, aumento del estrés oxidativo y remodelación miocárdica; procesos que aceleran la progresión de la enfermedad en la ICC. Por lo tanto, la RI se ha convertido ahora en un objetivo potencial de intervención para mejorar los síntomas y el resultado en pacientes con ICC.

Sin embargo, todavía hay algunas preguntas clave sin respuesta. En primer lugar, ¿cuál es la prevalencia de RI en la cohorte de pacientes con ICC en Tayside? Los estudios previos fuera del Reino Unido que examinaron la prevalencia de RI en CHF se realizaron en la era anterior a los bloqueadores B. Sin embargo, los bloqueadores B, que pueden empeorar el control metabólico, ahora se usan ampliamente en el tratamiento de la CHF. Es probable que la prevalencia sea mayor en nuestra cohorte actual de pacientes con ICC. En segundo lugar, ¿cuáles son los posibles factores que contribuyen a la RI en la ICC? No se conocen los mecanismos exactos de la RI en la ICC. La hiperactividad simpática en CHF puede reducir de forma aguda la sensibilidad a la insulina y también disminuye la liberación de insulina de las células beta pancreáticas y aumenta la producción de glucosa hepática. Otros mediadores incluyen citoquinas y adiponectina y leptina. La pérdida de volumen del músculo esquelético y el deterioro de la función endotelial con flujo sanguíneo reducido del músculo esquelético también pueden contribuir a la RI en la ICC. Determinar la importancia relativa de estos diversos factores puede ayudar a identificar estrategias terapéuticas para superar la RI en la ICC. Finalmente, ¿cuál es el mecanismo para el deterioro de la capacidad de ejercicio y la reducción del VO2 máximo en la ICC? El ejercicio VO2 mide el consumo total de oxígeno del cuerpo, lo que refleja tanto el gasto cardíaco como la utilización periférica de oxígeno. No sabemos si el problema se debe a un empeoramiento del gasto cardíaco reducido en la ICC y/oa una utilización periférica disminuida. Para determinar esto, planeamos medir el gasto cardíaco al mismo tiempo que se mide el VO2.

Los fines y objetivos del estudio son:

Objetivos principales

• Establecer la prevalencia de resistencia a la insulina (RI) entre pacientes con insuficiencia cardíaca crónica (ICC) en Tayside
• Identificar factores asociados a la RI en la ICC

Objetivos secundarios La RI podría tener consecuencias funcionales potenciales

• ¿Se asocia con una disminución de la capacidad de ejercicio?
• ¿Se asocia con alteración de la función endotelial?

Investigaciones:

Los pacientes llegarán al laboratorio de investigación en ayunas durante la noche. Tras el consentimiento informado por escrito, los pacientes se someterán a un examen médico completo y se extraerán muestras de sangre (40 ml) para medir las neurohormonas. Posteriormente, se realizarán las siguientes pruebas:

(i). La medición de la resistencia a la insulina se evaluará mediante el índice empírico de resistencia a la insulina en ayunas (FIRI). Para esta prueba, se medirán los niveles de glucosa e insulina en sangre en ayunas. El índice de resistencia a la insulina en ayunas está compuesto por el producto de la insulina plasmática y la glucosa, FIRI = glucosa en ayunas X insulina en ayunas / 25.

(ii). Mediciones antropométricas (para medición de masa grasa y masa libre de grasa). La grasa corporal se puede medir por (altura, peso, grosor del pliegue de la piel, cintura y circunferencia de la cadera). La estimación de la grasa corporal en este estudio se realizará mediante la medición del grosor de los pliegues cutáneos o el calibrador de pliegues cutáneos Holtain18. La medición puede usar de 3 a 9 sitios anatómicos estándar diferentes alrededor del cuerpo. Por lo general, solo se mide el lado derecho, pellizcando la piel en el sitio adecuado para levantar una doble capa de piel y el tejido adiposo subyacente, pero no el músculo. Luego se aplican los calibradores 1 cm por debajo y en ángulo recto con respecto al pellizco, y se toma una lectura 2 segundos después. Se debe tomar la media de dos mediciones. Si las dos mediciones difieren mucho, se debe realizar una tercera y luego tomar el valor medio. En este estudio, se utilizará el calibrador de pliegues cutáneos Holtain para medir el pliegue cutáneo del tríceps hasta dos lecturas consecutivas exactamente similares de cada sujeto.

(iv). La función endotelial se determinará mediante hiperemia reactiva-tonometría arterial periférica [RH-PAT] La RH-PAT es una técnica no invasiva para evaluar la función endotelial microvascular periférica midiendo los cambios en el volumen del pulso digital durante la hiperemia reactiva 21-24. Bonetti y colegas21 informaron recientemente que es una herramienta no invasiva confiable para identificar digitalmente a individuos con disfunción endotelial microvascular coronaria. El dispositivo (Itamar Medical Ltd., Caesarea, Israel) consta de dos sondas montadas en los dedos, que incluyen un sistema de cojines de aire de látex inflables dentro de una caja externa rígida. El diseño de la sonda permite la aplicación de una contrapresión casi diastólica constante y uniformemente distribuida dentro de toda la sonda, lo que aumenta la sensibilidad al descargar la tensión de la pared arterial y evita la acumulación de sangre venosa para evitar la vasoconstricción refleja venoarteriolar. Los cambios de volumen pulsátil de la yema del dedo se detectan mediante un transductor de presión y se transfieren a una computadora personal donde la señal se filtra con un paso de banda (0,3 a 30 Hz), se amplifica, se muestra y se almacena.

Los estudios PAT se realizarán con el paciente en posición supina y ambas manos al mismo nivel en un ambiente cómodo y termoneutral. Se colocará un manguito de presión arterial en la parte superior del brazo (brazo de estudio), mientras que el brazo contralateral sirve como control (brazo de control); Las sondas RH-PAT se colocarán en un dedo (dedo II, III o IV) de cada mano (el mismo dedo en ambas manos). Los dedos a cada lado del que tiene la sonda se separarán usando anillos de esponja suave y se iniciará el registro continuo de las respuestas del volumen de sangre pulsátil de ambas manos. Después de un período de equilibrio de 10 minutos, el manguito de presión arterial en el brazo del estudio se inflará a 60 mm Hg por encima de la presión sistólica durante 5 minutos. A continuación, se desinflará el manguito para inducir una hiperemia reactiva, mientras se continúa con el registro PAT. Diez minutos más tarde, los pacientes recibirán una dosis única de nitroglicerina (NTG) (0,4 mg, sublingual) para evaluar la respuesta PAT independiente del endotelio.

Los datos de hiperemia reactiva-PAT serán analizados por una computadora de manera independiente del operador. Como medida de la extensión de la hiperemia reactiva, el índice de hiperemia reactiva-PAT se calculará como el cociente de la amplitud promedio de la señal PAT durante un intervalo de tiempo de 1 min que comienza 1 min después de desinflar el manguito dividido por la amplitud promedio de la Señal PAT de un período de tiempo de 3,5 min antes de inflar el manguito (línea de base); Los valores del índice reactivo -PAT del brazo de estudio se normalizarán luego al brazo de control para compensar los posibles cambios sistémicos. La respuesta hiperémica a NTG se evaluará de manera similar. Al principio, la amplitud de la señal PAT promedio de cuatro períodos consecutivos de 1 minuto que comienzan a los 5 minutos después de la administración de NTG sublingual (5 a 6 minutos, 6 a 7 minutos, 7 a 8 minutos y 8 a 9 minutos) -min intervalo) se calculará; La respuesta de PAT a NTG se calculará luego como la relación entre la amplitud de PAT del intervalo de 1 minuto durante el cual se registró la señal de PAT promedio máxima dividida por la amplitud de la señal de PAT en la línea de base (índice NTG-PAT).

(v). La prueba de esfuerzo cardiopulmonar se determinará mediante cicloergometría incremental. El análisis de gases espirados se realizará de forma continua durante toda la prueba con el Sistema Innocor (Innocor, Dinamarca), que permite determinar el VO2 y el gasto cardíaco.

Los pacientes realizarán una prueba de ejercicio en bicicleta máxima graduada. Después de 3 minutos de descanso, el ejercicio comenzará con una carga de trabajo de 0 vatios y aumentará cada 3 minutos en 25 vatios hasta el máximo limitado por los síntomas. El análisis de gases espirados se realizará de forma continua durante toda la prueba con el Sistema Innocor (Innocor, Innovision A/S, Odense, Dinamarca) que permite determinar el VO2 y el gasto cardíaco. El consumo máximo de oxígeno se definirá como el valor más alto de consumo de oxígeno alcanzado en los últimos 20 segundos del ejercicio. Además del consumo de oxígeno [V02], se determinará la producción de dióxido de carbono [VC0 2], la frecuencia respiratoria [RR], el producto de presión de frecuencia máxima [RPP] y el volumen espiratorio total [VE]. El umbral anaeróbico se determinará a partir del nadir del equivalente ventilatorio para VO2. El gasto cardíaco se determinará por el método de reinhalación de gas inerte (R), utilizando N2o (gas soluble en sangre) y SF6 (gas insoluble en sangre), con concentraciones, enriquecidas con O2, del 0,5% y 0,1%, respectivamente. El volumen corriente aumentará progresivamente en el circuito cerrado para igualar el aumento fisiológico. El uso de SF6 nos permite medir el volumen de los pulmones, la válvula y la bolsa de reinhalación. La concentración de N2o disminuye durante la maniobra de reinhalación. Se necesitarán de tres a cuatro ciclos respiratorios para obtener un lavado con N2o.

(vi). Neurohormonas: se extraerá sangre para determinar noradrenalina plasmática, leptina sérica y adiponectina y citocinas plasmáticas. (a) La medición cuantitativa de leptina25-28 en suero realizada usando un inmunoensayo de enzima de leptina o kit ELISA29 (DRG Diagnostics, Marburg, Alemania), de acuerdo con las instrucciones del fabricante: Brevemente, 100 µl de conjugado de leptina diluido se dispensarán en cada pocillo de la placa de microtitulación e incubar a temperatura ambiente durante 1 h. El contenido de los pocillos se sacudirá y los pocillos se enjuagarán tres veces con solución de lavado diluida. En cada pocillo apropiado se dispensaron 50 µl de muestras (diluidas 1:5) y estándares a concentraciones de 0, 0,8, 1,6, 3,1, 6,2, 12,5 y 25 ng/ml. A continuación, se dispensaron cincuenta microlitros de anticuerpo contra la leptina en el centro de cada pocillo para lograr una mezcla completa, y la placa se incubará durante la noche a 4 °C en una cámara de humedad. El contenido de los pocillos se sacudirá, los pocillos se enjuagarán tres veces y se eliminarán las gotas residuales. Se dispensarán cien microlitros del segundo anticuerpo diluido en cada pocillo y se incubarán a temperatura ambiente durante 1,5 h. El contenido de los pocillos se sacudirá y los pocillos se lavarán tres veces. Se dispensarán cien microlitros de complejo enzimático de peroxidasa de rábano picante en cada pocillo y se incubarán a temperatura ambiente durante 45 min. Se repetirá la extracción y el lavado de los pocillos antes de añadir 100 µl de solución de sustrato de tetrametilbencidina y luego se incubará a temperatura ambiente durante 20 min. La reacción enzimática se terminará añadiendo 50 µl de solución de parada de ácido sulfúrico en el centro de cada pocillo y se determinará la absorbancia a 450 nm utilizando un lector de placas de microtitulación ELISA (Tecan, Salzburgo, Austria). Se construirá una curva estándar trazando un gráfico de la absorbancia de cada estándar de referencia frente a su concentración correspondiente en nanogramos por mililitro. El uso de la absorbancia correspondiente para extrapolar el valor de la curva estándar y multiplicarlo por el factor de dilución de 5 determinará la concentración de leptina de cada muestra de suero. (b) Los niveles de adponetina 30-33 se medirán mediante radioinmunoensayo en el laboratorio de la profesora Jill Belch. (c) Noradrenalina en plasma Las muestras de sangre de los pacientes se centrifugaron a 4 °C durante 20 minutos y el plasma separado se congelará inmediatamente y se almacenará a -80 °C hasta que se analice. La noradrenalina (NA) plasmática se medirá mediante cromatografía líquida de alta resolución utilizando un detector electroquímico. Es un método simplificado, sensible y fiable para la determinación de NA en plasma.(d) Citocinas: el kit ELISA del factor de necrosis tumoral a (TNF-a) se utilizará para la medición de TNF-a en suero mediante radioimunoensayo 34-36.

(vii). Cuestionario de actividad física; en este estudio utilizará el Cuestionario de Cardiomiopatía de Kansas City (KCCQ).

(viii). Recolección de sangre y células endoteliales Con el uso de un alambre en forma de J de 0,021 pulgadas de diámetro (Daig) insertado a través de un angiocatéter de calibre 18 (Becton Dickinson), se recolectarán células endoteliales de una vena superficial del antebrazo. El cable se transferirá a un tampón de disociación (albúmina de suero bovino al 0,5 %, EDTA a 2 mmol/l y heparina a 100 _g/ml en solución salina tamponada con fosfato) a 4 °C. Las células se enjuagarán, se fijarán en formaldehído al 3,7 %, se transferirán a portaobjetos, se secarán al aire y se almacenarán a _80 °C. El plasma y el suero se separarán por centrifugación y se almacenarán a _80°C.