Metabolismo e funzione dell'ippocampo in pazienti con diabete di tipo 1

In questo studio esamineremo il profilo neurochimico dell'ippocampo e la cinetica di trasporto del glucosio utilizzando la spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) in pazienti con diabete di tipo 1 e inconsapevolezza dell'ipoglicemia e controlli sani abbinati. Esamineremo anche la funzione dell'ippocampo in questi gruppi di soggetti durante l'euglicemia e l'ipoglicemia e correleremo questi risultati ai cambiamenti nel profilo neurochimico e nella cinetica di trasporto del glucosio.

Protocollo di studio

Esperimenti MRS La mattina degli esperimenti MRS, i soggetti si presenteranno al Center for Magnetic Resonance Research (CMRR) alle 7 del mattino nello stato di digiuno per partecipare a un protocollo con il quale il nostro gruppo ha una significativa esperienza. Dopo l'arrivo, saranno preparati per lo studio del morsetto mediante il posizionamento di un catetere endovenoso in una vena nella fossa antecubitale per la successiva infusione di glucosio, insulina e potassio. Un secondo catetere endovenoso verrà posizionato retrogrado in una vena nella gamba distale per il successivo prelievo di sangue. Verrà quindi avviata un'infusione endovenosa di insulina e regolata secondo necessità per portare la glicemia a 95 mg/dl. Il sangue verrà raccolto ogni 10 minuti per la misurazione del glucosio su una macchina Analox vicina per guidare le regolazioni della velocità di infusione dell'insulina. L'esperimento inizierà quando il soggetto sarà a 95 mg/dl. Al tempo 0, l'infusione endovenosa di insulina sarà fissata a 1 mU/kg/min, verranno prelevati campioni per la glicemia ogni 5 minuti e verrà somministrata un'infusione endovenosa di glucosio (20% destrosio) se necessario per mantenere la glicemia a 95mg/dl. A +5 minuti, i soggetti verranno inseriti nel magnete. La glicemia verrà mantenuta a 95 mg/dl durante i successivi 25 minuti quando viene selezionato il volume di interesse dell'ippocampo (VOI) e vengono acquisiti i dati MRS di base. A + 30 min, ai soggetti verrà somministrata un'iniezione endovenosa di glucosio in bolo per 1-2 minuti utilizzando la formula di somministrazione di 2 mg di glucosio/kg di peso corporeo per ogni aumento desiderato di 1 mg/dl che il nostro gruppo ha utilizzato con successo in precedenza. Immediatamente dopo l'iniezione in bolo, verrà avviata un'infusione continua di destrosio al 20% e la velocità di somministrazione verrà regolata per mantenere l'obiettivo glicemico desiderato di 200 mg/dl, 300 mg/dl o 400 mg/dl. I dati MRS verranno raccolti continuamente a partire da 10 minuti prima dell'iniezione in bolo (basale) fino alla fine dello studio ~ 60 minuti dopo il bolo, che è sufficiente per raggiungere concentrazioni di glucosio allo stato stazionario nel cervello e mantenerle per almeno 20 minuti . Al termine dello studio, le infusioni verranno interrotte; il soggetto riprenderà il suo normale regime insulinico e riceverà un pasto. I soggetti con diabete saranno preparati per questo protocollo istruendoli a gestire il loro diabete in modo tale da ridurre al minimo la quantità di insulina sottocutanea presente al momento dello studio senza creare iperglicemia il giorno prima dello studio (es. i pazienti con pompa interromperanno la loro pompa all'arrivo, i pazienti trattati con glargine assumeranno l'ultima dose di glargine 24 ore prima dell'inizio dello studio). Alla conclusione dello studio, i soggetti potranno riprendere il loro normale regime insulinico.

Test neurocognitivi La mattina del test neurocognitivo, i soggetti si presenteranno all'Istituto di scienze cliniche e traslazionali alle 7 del mattino nello stato di digiuno. Ai soggetti con diabete verrà controllata la glicemia per assicurarsi che la glicemia sia compresa tra 90 e 200 mg/dl. Se la glicemia non rientra nell'intervallo target, verrà somministrato un trattamento per correggere il glucosio o lo studio verrà riprogrammato. I soggetti saranno sottoposti a test neurocognitivi con il California Verbal Learning Test - Second Edition (CVLT-II) e sottotest della batteria ripetibile per la valutazione dello stato neuropsicologico (RBANS): Story Memory (immediata e ritardata), Digit Span e Coding. Dopo il completamento dei test neurocognitivi, verrà posizionato un catetere endovenoso anterogrado in ciascun avambraccio per le successive infusioni e per il prelievo di sangue. L'insulina sarà infusa a una velocità di 2,0 mU/kg/min insieme al fosfato di potassio (4 mEq/ora) e la glicemia sarà ridotta e poi mantenuta a 55 mg/dl dall'infusione variabile di destrosio al 20%. I campioni per la glicemia saranno raccolti ogni 5 minuti per la misurazione del glucosio. Una volta raggiunto l'obiettivo glicemico di 55, il soggetto verrà nuovamente sottoposto a test neurocognitivi. Al termine dei test neurocognitivi i soggetti verranno nutriti e verrà ripristinata l'euglicemia.