Estudio de fisiología del ejercicio

La diabetes mellitus aqueja a cerca del 10% de nuestra población y el 5% de los diabéticos tienen tipo 1, que se define por una deficiencia absoluta de insulina. La necesidad de controlar la diabetes es crítica, dada la carga económica de esta enfermedad, con más de $175 mil millones de dólares en costos directos de atención médica y casi otros $70 mil millones en costos indirectos por discapacidad y pérdida de trabajo. El impacto personal es igualmente importante para las personas con esta enfermedad, ya que la diabetes mellitus es la principal causa de ceguera, necesidad de diálisis renal y amputaciones no traumáticas en los Estados Unidos. La diabetes tipo 2 se asocia con una menor sensibilidad a la insulina y el síndrome metabólico, y la modificación de la dieta y el ejercicio son componentes importantes en el tratamiento de la resistencia a la insulina subyacente. Sin embargo, estas estrategias de estilo de vida también son importantes en la diabetes tipo 1 por muchas razones: 1) los sujetos con diabetes tipo 1 ahora viven hasta la edad adulta, cuando la resistencia a la insulina y la obesidad se convierten en factores para el control glucémico, 2) la diabetes autoinmune latente de la edad adulta (LADA) representa un forma "mixta" de diabetes autoinmune en la que pueden existir algunas características de la diabetes tipo 2, como la resistencia a la insulina, y 3) la modificación de la dieta y el ejercicio siguen siendo medios eficaces para controlar la hiperglucemia aguda y, a largo plazo, la HbA1c, lo que puede reducir el riesgo de microvascularización. complicaciones Por lo tanto, la necesidad de ejercicio sigue siendo evidente en sujetos con diabetes tipo 1 para mantener un buen control glucémico y prevenir el desarrollo de complicaciones. Sin embargo, el ejercicio es un desafío para las personas con diabetes Tipo 1. El ejercicio provoca una mayor sensibilidad a la insulina junto con una rápida absorción de glucosa por parte de los músculos y otros tejidos del cuerpo, lo que lleva a una fuerte disminución de los niveles de glucosa e hipoglucemia, como lo muestran otros grupos además del nuestro.

Sin ajustes en la insulina para el ejercicio, la hipoglucemia es común en personas con diabetes tipo 1. En un estudio de 48 personas con diabetes Tipo 1, sin ajustes a la insulina, que se ejercitaron durante 60 minutos a una intensidad moderada, los niveles de glucosa se redujeron en promedio en un 40 %, y el 52 % de los sujetos descendieron a 70 mg/dl o menos. A pesar de esta clara necesidad de ajustes de insulina para el ejercicio, no existen recomendaciones uniformes sobre cómo dosificar la insulina alrededor del momento del ejercicio. En 2006, el DirecNet Study Group publicó un estudio sobre el impacto de suspender la insulina basal al inicio del ejercicio en 40 niños con diabetes tipo 1 en terapia con bomba de insulina. Esta intervención redujo significativamente la hipoglucemia (del 43 % al 16 %), pero resultó mucho más frecuente en hiperglucemia (aumentó del 4 % al 23 %). Schiavon y Cobelli et al abordaron este problema de cómo ajustar mejor la insulina para el ejercicio mediante simulaciones in silico. El ajuste de las dosis de insulina en el entorno in silico disminuyó la hipoglucemia del 88 % al 16 % de los pacientes cuando se aplicó un ajuste universal y al 4 % cuando se aplicó un ajuste individual.

El estudio descrito dentro de este protocolo está diseñado para desambiguar el impacto del ejercicio sobre la insulina y los efectos no mediados por la insulina sobre el control glucémico. Para lograr esto, los investigadores realizarán una serie de estudios estables de trazadores de glucosa en los que los sujetos estarán en ayunas durante aproximadamente 8 horas y realizarán ejercicio aeróbico a un nivel moderado e intenso durante 45 minutos mientras las tasas de insulina se fijan en un nivel bajo (nivel basal del sujeto). velocidad de infusión de insulina), media (basal x 1,5) y alta (basal x 3). Los índices basales del sujeto se obtendrán a partir de las cantidades de insulina basal inyectada, como NPH/glargina/detemir, o índices basales en aquellos que usan bombas de insulina y se ajustarán para la HbA1c, como se describe en el sistema OHSU AP. La glucosa di-deuterada (6,6-2H2-glucosa) que no es radiactiva y que puede metabolizarse a través de las vías habituales en el cuerpo humano será el marcador estable. Cada sujeto por brazo se someterá a 3 estudios de 10 horas mientras se capturan los niveles de glucosa, insulina y glucagón en sangre a lo largo del estudio, y los niveles de catecolaminas y ácidos grasos se capturan durante y justo después del período de ejercicio, como se describe a continuación. Los niveles de trazadores de glucosa se medirán en OHSU a través del laboratorio central Bioanalytical Shared Resource/PK, y nuestros colegas de la Universidad McGill realizarán el cálculo de la tasa de aparición (Ra) y la tasa de desaparición (Rd) de la glucosa utilizando un modelo de estado de la dinámica de la glucosa.

Los datos obtenidos de este estudio informarán un modelo actualizado de regulación de la glucosa en la diabetes tipo 1, proporcionando ejercicio como entrada al modelo, que se utilizará en un sistema de control predictivo modelo (MPC) para controlar la diabetes tipo 1. Dicho sistema se puede usar para administrar insulina y/o glucagón para controlar los cambios glucémicos durante y fuera del ejercicio.