Glikogén tárolási betegség légzési teszt tanulmány

Cél: Az I. típusú glikogénraktározási betegséget (GSD I), más néven Von Gierke-kórt, a glükóz-6-foszfatáz (G6Páz) enzim hiánya okozza, amely világszerte 1:100 000 születést érint. Ezért ennek az enzimnek a hiánya a glikogén felhalmozódását eredményezi a májban és nem megfelelő glükóztermelést, ami éhomi hipoglikémiához vezet. A GSD I diétás kezelése az összetett szénhidrátok rendszeres, kis étkezésekkel történő ellátásán és a nyers kukoricakeményítő (UCCS) használatán alapul. A Glycosade® (módosított kukoricakeményítő) ígéretesnek bizonyult a normál vércukorkoncentráció fenntartásában GSD I-ben szenvedő betegeknél. A GSD I diétás kezelésében azonban az elsődleges dilemma az exogén szénhidrátforrások kiválasztása a kívánt metabolikus szabályozás elérése és a hipoglikémia megelőzése érdekében. Ezen túlmenően a korábbi vizsgálatok invazívak voltak, amelyek több vérmintát, hosszú vizsgálati napokat (~10 óra) igényeltek, és nem tudták a GSD I-ben szenvedő alanyok glükóz-anyagcseréjének mechanikus részleteit nyújtani. módszer a glükóz metabolizmus vizsgálatára és a különböző szénhidrátforrások felhasználásának mérésére közvetlenül GSD I-ben szenvedő alanyokban és egészséges kontrollokban. Ez az egyszerű légzésteszt segít a kezelés személyre szabásában és a szénhidrátellátás személyre szabásában a GSD I-ben szenvedő betegeknél.

Hipotézis: 1) A kutatók azt feltételezik, hogy a 13CO2 oxidációja U-13C-glükózból kimutatható a kilélegzett levegőben; és13CO2 oxidáció érzékeny mérce lesz a glükóz oxidáció/metabolizmus vizsgálatára.

2) A kutatók azt feltételezik, hogy a Glycosade® 13CO2 oxidációjának csúcsdúsítása (Cmax) alacsonyabb lesz, mint más szénhidrátforrású UCCS-ben GSD I-ben szenvedő betegek és egészséges kontrollok esetében.

Indokolás: A GSD I táplálkozási kezelésének nehézsége a hipoglikémia elkerülése érdekében adandó legjobb szénhidráttípus meghatározása. Ezért a glükóz anyagcserét és a különböző szénhidrátok felhasználását minimálisan invazív teszttel kell mérni.

Célkitűzések: 1) Első célunk az U-13C-glükóz kilégzési teszt (13C-GBT) és annak 13CO2-vé történő oxidációjának megalapozása, mint minimálisan invazív technika az in vivo glükóz oxidáció vizsgálatára egészséges kontrollokban.

2) Második célunk a különböző exogén szénhidrátforrások: az UCCS és az elnyújtott hatóanyagleadású viaszos kukoricakeményítő Glycosade® hasznosításának mérése egészséges kontrollokban és GSD I-ben szenvedő betegeknél minimálisan invazív 13C-GBT alkalmazásával.

Kutatási módszer: A projekt két kísérletből áll.

1. kísérlet – Kísérleti vizsgálat az U-13C-glükóz légzésteszt (13C-GBT) egészséges kontrollokban való alkalmazásának megalapozására A. A vizsgálat előtti napi protokoll A résztvevőktől írásos beleegyezést kell kérni a vizsgálatban való részvétel előtt. Minden résztvevőt megkérnek, hogy egy éjszakán át böjtöljön (körülbelül 12 óra), és jöjjön el a Klinikai Kutatási és Értékelő Osztályra előzetes felmérésre (a vizsgálat előtti nap), hogy megmérje az alapvető antropometriát (súly és magasság), a testösszetételt és a pihenést. energiafelhasználás (REE). A súlyt és a magasságot digitális mérleggel, illetve stadiométerrel mérik. A REE mérése folyamatos, nyitott áramkörű indirekt kalorimetriával (CareFusion Vmax Encore, VIASYS) történik, amelyet használat előtt kalibrálnak. A teljes energiafelhasználás (TEE) és az alap anyagcsere sebessége (BMR) a zsírmentes tömeghez (FFM) kapcsolódik; ezért a testösszetételt bioelektromos impedanciaanalízissel (BIA) (Quantum IV RJL rendszerek) határozzák meg. A BIA az ellenállást, a reaktanciát és az impedanciát a jobb csuklón és a jobb bokán elhelyezett elektródák alkalmazásával méri. Az ellenállás, a reaktancia és az impedancia három leolvasása történik minden résztvevőnél – majd ezeknek az értékeknek az átlagát használják fel az FFM és a zsírtömeg (FM) meghatározására. Az FFM és az FM kiszámítása a gyártó szoftverrendszerével történik (RJL Systems, Body Composition Analysis V.2.1). A vizsgálat előtti nap során általános kérdőívet használnak, hogy világos képet kapjanak a kórtörténetről, a tápláltsági állapotról, a táplálékkiegészítőkről és a fizikai aktivitásról. Végül 3 napos diétás nyilvántartási íveket osztanak ki a résztvevők számára, hogy rögzítsék a hét bármely két napján és a hétvégén egy napon az élelmiszerfogyasztást.

B. Kétnapos étrend-standardizálás A vizsgálatot megelőző két nap során az alanyok legalább 150 g szénhidrátot tartalmazó kiegyensúlyozott étrendet fogyasztanak. Ez a diéta mindennapi élelmiszerekből állt, azonban az alanyok számára egy vázlatot adunk az elegendő mennyiség biztosítására a gyakran fogyasztott élelmiszerek alapján.

C. A vizsgálati nap protokollja A kísérleti vizsgálatban 10 egészséges felnőtt (19-35 éves) 13C-GBT protokollon megy keresztül két külön vizsgálati napon, az elv bizonyításaként, egyszer orális izotópdózis nélkül, egyszer pedig orális izotópdózissal (U -13C-glükóz), minden vizsgálat ≥ 1 héttel elválasztva. Így 10 egészséges felnőttet vizsgálnak meg, összesen n = 20 vizsgálatot. Az alany tájékozott beleegyezését követően az alany bekerül a vizsgálatba. A résztvevő a böjt után érkezik a vizsgálati napra (~4 óra), hogy szabványosítsa a méréseket a BC Gyermekkórház Klinikai Kutatási és Értékelő Osztályán (CREU). Alapvető antropometriai méréseket (testsúly és magasság) gyűjtenek, és egy rövid tanulmányi nap kérdőívet adnak ki, hogy információkat gyűjtsenek az orvosi, étrendi és fizikai aktivitás történetéről. 2 kiindulási kilégzési mintát vesznek a természetes háttér 13C bőség meghatározásához. Az alanyok a vizsgálati napon 1. glükózt (75 g/nap) steril vízben oldva, a 2. vizsgálati napon U-13C-glükózt (75 mg/nap) (99 atom%-os 13C-dúsítás, Cambridge Isotope Laboratories Inc., Andover, MA) kapnak. glükózzal (75 g/nap) steril vízben oldva.

Az alanyok a vizsgálat teljes időtartama alatt éheznek és pihennek a CREU-ban, hogy kiküszöböljék a CO2-termelés változékonyságát. A glükóz orális beadása után 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220 és 240 perccel négy ismétlésben levegőmintát veszünk. A tanulmányút során a szén-dioxid-termelés (VCO2) sebességét 20 percig, két órával (120 perccel) az orális glükózadag beadása után mérik egy indirekt kaloriméterrel (Vmax Encore, Viasys Healthcare Inc. Yorba Linda, CA). A testösszetétel felmérése a bioelektromos impedanciaanalízis (BIA-Quantum IV, RJL Systems, MI) segítségével történik. A BIA által kiszámított ellenállás, reaktancia és impedancia elektródák alkalmazásával a jobb csuklóra és a bokára kerül. Az ellenállás, a reaktancia és az impedancia három leolvasása történik minden alanynál, majd ezeknek az értékeknek az átlagát használjuk fel a zsírmentes tömeg (FFM) és a zsírtömeg (FM) meghatározására. Az FFM és az FM kiszámítása a gyártó szoftverrendszerével történik (RJL Systems, Body Composition Analysis V.2.1). Az ujjbegyből vett vércukormintákat a vizsgálati nap elején és óránként a végéig értékelik glükométerrel (One Touch® Ultra®, LifeScan, Inc.).

Mintagyűjtés és -elemzés: A leheletmintákat légzsákok (egyszer használatos gyűjtőzsákok, EasySampler System, QuinTron Instrument Company, Inc. Milwaukee, WI) segítségével, eldobható üveg Exetainer® csövekben (Labco Limited, Buckinghamshire, Egyesült Királyság) gyűjtik egy gyűjtőmechanizmus segítségével. amely lehetővé teszi az elhalt légtér eltávolítását. A lehelet 13CO2 dúsítását izotóp arányú tömegspektrométerrel (IRMS) kell mérni.

Statisztikai elemzés Az alany jellemzőit átlagban (SD) fejezzük ki. A 13C-glükóz oxidációja 13CO2-ként lesz az elsődleges mért eredmény, mivel ez írja le legjobban az egész szervezet glükóz oxidációs kapacitását. A görbe alatti területet (AUC) minden egyes alany t0 és t240 közötti 13CO2 oxidációjára, a maximális 13CO2 oxidáció eléréséig eltelt időt (tmax) és a 13CO2 oxidációban bekövetkező maximális dúsulási csúcsot (Cmax) számítjuk. A becsült paramétereket a MIXED eljárással, SAS szoftverrel (SAS/STAT; 9.2-es verzió) egy korlátozott maximális valószínűség-becslést használó ismételt mérési analízis fogja használni. Egy páros t-tesztet használunk a 13CO2 oxidáció összehasonlítására minden egyes időpontban U-13C-glükóz nélkül és azzal. Valamennyi érték az egyes tantárgyak esetében kerül bemutatásra, és a szignifikancia értéke P<0,05. A statisztikai elemzés a GraphPad Prism 4.0 (GraphPad Software Inc, CA) használatával történik.

2. kísérlet – Minimálisan invazív 13C-glükóz légzési teszt a különböző exogén szénhidrátforrások felhasználásának mérésére egészséges kontrolloknál és I. típusú glikogénraktározási betegségben szenvedő alanyoknál A kezdeti vizsgálatsorozathoz 10 egészséges gyermek (5-18 éves) és 10 egészséges felnőtt ( 19-35 év) négyszer esik át 13C-GBT. Ezután 3 GSD I-ben szenvedő gyermeket és 5 felnőttet veszünk fel 4 különálló vizsgálati nap alatt a BC Children's és a Vancouver General Hospital gyermek- és felnőtt metabolikus klinikáján (ha a toborzás kihívást jelent, akkor azt tervezzük, hogy megkeressük Kanadában lévő klinikákat). Étkezés után (~ 4 óra egészséges kontrollok és 2 óra GSD I esetén) az alanyok az 1. vizsgálati napon UCCS-t (2 g/kg/nap), a 2. vizsgálati napon U-13C-glükózt (75 mg felnőttek; 1,5) kapnak. mg/kg gyermekeknek) (99 atom%-os 13C dúsítás, Cambridge Isotope Laboratories Inc., Andover, MA) UCCS-sel (2 g/kg/nap), 3. vizsgálati nap – a nyújtott hatóanyag-leadású viaszos kukoricakeményítő Glycosade® (2 g/ kg/nap) (Vitaflo International Ltd, Liverpool, Anglia), és a 4. vizsgálati napon U-13C-glükóz (75 mg felnőtteknek; 1,5 mg/kg gyermekeknek) Glycosade® (2 g/ttkg/nap) oldatban. steril vízben. Minden vizsgálati napon levegőmintát vesznek 20 percenként 240 percig. A CO2 termelés sebességét az orális adagolás után 120 perccel mérjük indirekt kalorimetriával. A vércukorszintet glükométerrel mérik, és ujjbegyes vérmintákat mérnek a vizsgálati nap elején és óránként a végéig. A kilélegzett teszt szénhidrátok százalékos aránya, mivel a 13CO2-t 4 órán keresztül mérik.

Statisztikai elemzés Az alany jellemzőit átlagban (SD) fejezzük ki. A 13C-glükóz oxidációja 13CO2-ként lesz az elsődleges mért eredmény, mivel ez írja le legjobban az egész szervezet glükóz oxidációs kapacitását. A görbe alatti területet (AUC) minden egyes alany t0 és t240 közötti 13CO2 oxidációjára, a maximális 13CO2 oxidáció eléréséig eltelt időt (tmax) és a 13CO2 oxidáció maximális csúcsdúsítását (Cmax) számítjuk ki az UCCS és a Glycosade® esetében. A szénhidrátforrásokból kapott értékeket kétoldali páros t-próba segítségével hasonlítjuk össze. A szignifikancia értéke P<0,05 lesz.

A statisztikai elemzés a GraphPad Prism 4.0 (GraphPad Software Inc, CA) használatával történik.