Cyclisme du substrat dans le métabolisme énergétique

Nous étudierons des patients souffrant de brûlures graves, définies comme des brûlures du 2e ou 3e degré couvrant > 40 % de la surface corporelle totale (TBSA). Nous proposons d'étudier les enfants brûlés de l'hôpital Shriners Burns. Le recensement des Shriners est tel qu'environ 50 enfants gravement brûlés sont traités chaque année. Nous étudierons les patients immédiatement avant leur troisième intervention chirurgicale, environ 12 à 15 jours après la blessure. La moitié des patients recevront quotidiennement du fénofibrate (5 mg/kg/jour) administré par sonde d'alimentation à partir du moment du consentement suivant l'admission jusqu'à 12-14 jours après la brûlure. Cette durée après la blessure garantira que les patients non traités auront une grande accumulation de TG hépatiques. Étant donné que le groupe de patients "témoin" aura des TG hépatiques élevés, le groupe "expérimental" verra ses TG hépatiques abaissés par le fénofibrate. En étudiant les patients la veille des opérations, il sera possible de retirer les agrafes utilisées dans la greffe de peau sans risque de perte d'adhérence du graphique, assurant ainsi la sécurité dans le SRM. La ligne fémorale insérée pour la chirurgie peut également être utilisée, et tous les patients reçoivent généralement une transfusion complète pendant les chirurgies, minimisant toute perte de sang liée à l'étude. En plus du foie, nous étudierons le muscle chez les brûlés. Les patients seront étudiés pendant un bref état de jeûne. Ils seront à jeun quatre heures avant l'étude, puis tout au long de l'étude. Leur TPN sera immédiatement reconnecté suite à l'étude. L'équipe chirurgicale du Shrine place des cathéters en polyéthylène de 3Fr, 8 cm (Cook, Inc., Bloomington, IN) dans la veine fémorale et l'artère fémorale sous anesthésie locale la veille de la chirurgie. Les deux cathéters fémoraux seront utilisés pour le prélèvement sanguin, tandis que le cathéter artériel fémoral sera également utilisé pour l'infusion de vert d'indocyanine pour la détermination du débit sanguin des jambes. La concentration systémique de vert d'indocyanine sera mesurée à partir d'une veine centrale, car la procédure standard comporte une ligne sous-clavière à plusieurs lumières chez tous les patients. La perméabilité de tous les cathéters est maintenue par perfusion saline.

Les patients seront perfusés avec des traceurs isotopiques stables (non radioactifs) de glucose, de phénylalanine et de palmitate pendant 8 heures maximum. Après 4 heures, sans interruption de la perfusion du traceur, une perfusion d'insuline sera démarrée et maintenue à raison de 1,5 mU/kg•min pendant les 4 dernières heures. Les concentrations de glucose dans le sang seront mesurées tout au long de la perfusion d'insuline et le glucose perfusé si nécessaire pour maintenir la concentration basale de glucose dans le plasma.

Une biopsie du quadriceps sera obtenue avec une aiguille de Bergstrom au début de l'étude, 4 h (immédiatement avant la perfusion d'insuline) et à la fin de la perfusion d'insuline de 4 h. Nous utiliserons la technique d'équilibre A-V pour aborder la relation entre le métabolisme des acides gras tissulaires et des TG et la réactivité à l'insuline de l'absorption du glucose, la synthèse des protéines myofibrillaires et mitochondriales et l'équilibre protéique net.

b. Sujets Les patients sont admis à l'unité des grands brûlés dans les 48 h suivant la blessure. La réanimation liquidienne est assurée comme décrit précédemment (94). Dans les 48 heures suivant l'admission, la brûlure est excisée puis greffée par autogreffe ou allogreffe cadavérique. Les patients retournent généralement à la salle d'opération pour une nouvelle récolte des sites donneurs tous les cinq à sept jours. Les expériences proposées ici seront réalisées la veille de la troisième chirurgie au jour 12-15, car les cathéters fémoraux sont normalement insérés au moment de l'accès pendant la chirurgie. L'alimentation entérale avec Vivonex TEN (Sandoz Nutrition Corp, Minneapolis, MN) est commencée dans les 24 heures suivant l'admission et poursuivie jusqu'à ce que le patient soit capable de manger par la bouche. Tous les patients seront éligibles pour l'étude à moins que l'un des critères d'exclusion énumérés ci-dessous ne s'applique.

c. Procédures Du jour 1 au jour 22, les patients seront maintenus sous alimentation entérale d'un mélange riche en glucides/acides aminés (Vivonex, Novartis, Minneapolis, MN). Vivonex contient 300 kcal/portion dans la répartition calorique suivante : 82,3 % de glucides, 15 % de protéines, 2,7 % de matières grasses (acide linoléique). Les patients recevront 25 kcal/kg de Vivonex plus 45 kcal/kg supplémentaires pour chaque point de pourcentage de surface corporelle totale brûlée. La moitié des patients recevront du fénofibrate (5 mg/kg/jour - dose quotidienne maximale) à partir du moment de la première étude de suivi jusqu'au moment de la deuxième étude de suivi.

Les sujets de l'étude de traceur peuvent commencer une fois que les cathéters dans l'artère et la veine fémorales ont été placés par l'équipe chirurgicale, si nécessaire, car la majorité des patients auront des lignes préexistantes placées pour des raisons cliniques. Les cathéters seront utilisés pour le prélèvement et dans une veine périphérique pour la perfusion, comme dans nos études précédentes (par exemple, 4). L'administration entérale d'un mélange de glucides et d'acides aminés (Vivonex) sera arrêtée quatre heures avant l'étude et commencera immédiatement après l'étude.

Le lendemain de la perfusion du traceur, la quantité de TG hépatiques et musculaires et de glycogène hépatique sera déterminée par MRS. Une fois les agrafes métalliques retirées, les patients seront transportés vers les installations cliniques de SRM du département de radiologie de l'UTMB, où des mesures seront effectuées (voir ci-dessous pour plus de détails). Après avoir obtenu des échantillons de référence, les perfusions de traceurs seront lancées comme décrit dans la figure 2. La moitié des patients avec des TG tissulaires élevés recevront de l'acide nicotinique (500 mg par voie orale) au début de la période 2 pour abaisser les niveaux de FFA de manière aiguë. Dans le groupe recevant du fénofibrate (200 mg/j) ou du propranolol 0,5 mg/kg toutes les 6 heures pour abaisser les acides gras libres, la moitié sera perfusée avec de l'héparine (0,5 U/kg•min, 2,8 U/kg en prime IV) à une dose suffisante pour activer la lipoprotéine lipase, augmentant ainsi les FFA plasmatiques, sans affecter la coagulation sanguine. Après avoir prélevé des échantillons de sang de base de l'artère fémorale, de la veine fémorale et de la veine périphérique, une perfusion continue de 8 heures de perfusions constantes amorcées de 6,6-d2-glucose (0,08 mg/kg•min, amorçage = 6,8 mg/kg ) et d5-phénylalanine (0,20 μmol/kg•min, prime = 8,0 μmol/kg) seront administrés afin de quantifier la production hépatique de glucose et les taux de synthèse des protéines, respectivement. De plus, 2 heures après le début du protocole, U-13C16-palmitate (0,16 µmol/kg par minute) sera démarré avec NaH13CO3 prime (150 µmol/kg) afin de quantifier l'absorption et l'oxydation des acides gras hépatiques. Ces perfusions de traceur seront également maintenues tout au long de l'étude de traceur de 8 heures. Des échantillons de sang (2 à 12 ml) seront prélevés de l'artère, de la veine fémorale et de la veine périphérique simultanément à 120, 180, 210, 225 et 240 minutes (voir l'annexe 2 pour la chronologie complète). Des biopsies de tissu musculaire seront obtenues au début de la période 1 et à 4 heures de la période 1 pour mesurer la cinétique des protéines et également déterminer les paramètres biochimiques. Ensuite, la période 2 commencera. Au début de la période 2, une perfusion amorcée et constante de 15N-phénylalanine sera démarrée et maintenue tout au long de la période 2. Les différents traceurs de phénylalanine seront utilisés pour quantifier les taux de synthèse des protéines plasmatiques en utilisant le même protocole de traceur qu'en période 1. Nous avons montré précédemment que les deux traceurs phénylalanine donnent les mêmes résultats (70). La technique des traceurs nous permettra de mesurer les principaux critères d'évaluation de la réactivité hépatique à l'insuline, c'est-à-dire la production endogène de glucose et les taux synthétiques d'albumine et de fibrinogène. A 4 heures, l'hyperinsulinémie sera initiée par la perfusion d'insuline à raison de 1,5 mu/kg•min, ce qui se traduira par des taux circulants d'environ 200 uU/ml (5). Ce taux de perfusion était basé sur notre expérience précédente avec la perfusion d'insuline chez les patients brûlés (par exemple, 1-5). Nous prévoyons une variation considérable des concentrations d'insuline de base, de sorte que si un faible débit de perfusion devait être utilisé, l'"hyperinsulinémie" résultante chez certains patients serait probablement inférieure à la concentration de base chez d'autres. Par conséquent, nous avons choisi un débit de perfusion qui se traduira par une nette différence entre les valeurs de base et "hyperinsulinémiques". De plus, bien que pendant la perfusion d'insuline, nous prévoyons que les concentrations d'insuline seront également variables, nos critères d'évaluation seront évalués en termes d'ampleur du changement par rapport à la valeur de référence chez chaque sujet. Cette approche statistique devrait minimiser les préoccupations concernant la variabilité des sujets. Le dosage a été choisi parce que nous avons précédemment montré que le métabolisme des protéines est sensible à ce taux de perfusion (5), mais qu'il est inférieur à la dose maximale efficace (4). La concentration de glucose dans le sang sera surveillée tout au long de la deuxième période et du glucose sera perfusé (si nécessaire) pour maintenir les concentrations de glucose au niveau de base. Étant donné que les concentrations de base de glucose varient, cela signifie que pendant l'hyperinsulinémie, les concentrations de glucose seront probablement différentes entre les sujets, mais nous avons choisi cette approche car de cette manière, seule la concentration d'insuline différera entre les périodes 1 et 2, simplifiant ainsi l'interprétation de la changements dans la cinétique du substrat et des protéines de la période 1 à 2. Le calendrier d'échantillonnage sera le même que dans la période 1, y compris le moment de la biopsie (c'est-à-dire à 4 h de la période 2).

Le flux sanguin des jambes sera mesuré par infusion de vert d'indocyanine, comme décrit précédemment (14). Une calorimétrie indirecte du corps entier sera effectuée pour quantifier l'oxydation des glucides et des graisses du corps entier.