L'effetto anabolico della nutrizione perioperatoria con insulina nei pazienti sottoposti a CABG

La chirurgia a cuore aperto è associata a una risposta catabolica caratterizzata da iperglicemia e perdita di proteine ​​dell'intero corpo. I risultati di uno studio precedente hanno dimostrato che una riduzione della degradazione e della sintesi proteica dell'intero corpo nei pazienti che ricevono insulina e quantità isocaloriche di glucosio (clamp iperinsulinemico-normoglicemico, HNC) dopo intervento chirurgico di bypass coronarico (CABG). Poiché l'ossidazione delle proteine ​​non è cambiata e le concentrazioni circolanti di aminoacidi sono diminuite (ipoaminoacidemia) in presenza di terapia insulinica, il bilancio proteico di tutto il corpo è rimasto negativo, cioè i pazienti erano ancora catabolici. I ricercatori ipotizzano che questa mancanza di effetto anabolico sia dovuta all'assenza di apporto di substrato anabolico (amminoacidi). L'obiettivo principale di questo studio è testare l'ipotesi che l'insulina somministrata come parte di un clamp iperinsulinemico-normoglicemico durante e immediatamente dopo il CABG:

1. Indurrà un bilancio proteico positivo in tutto il corpo se integrato con aminoacidi (AA) per via endovenosa in quantità tali da preservare le normali concentrazioni plasmatiche di AA (isoaminoacidemia) e
2. Migliorerà ulteriormente l'equilibrio proteico di tutto il corpo se combinato con l'infusione di AA in quantità tali da aumentare le concentrazioni plasmatiche di AA a livelli superiori alla norma (iperaminoacidemia) L'esito primario, l'equilibrio proteico di tutto il corpo, sarà misurato 2 ore dopo l'intervento chirurgico in terapia intensiva unità. Gli obiettivi secondari includono (1) misurare la sintesi epatica dell'albumina e (2) valutare i cambiamenti nell'ambiente metabolico-endocrino.

Metodi: Saranno arruolati 30 pazienti in attesa di intervento chirurgico di CABG elettivo che richiedono bypass cardiopolmonare. I pazienti consenzienti saranno divisi casualmente in 3 gruppi. I pazienti nel gruppo 1 riceveranno HNC dall'inizio dell'intervento chirurgico fino alla fine del periodo di studio di otto ore dopo l'intervento. Non verranno somministrati amminoacidi. I pazienti nel gruppo 2 riceveranno HNC e AA (Travasol Baxter, Deerfield IL) durante e dopo l'intervento chirurgico in una quantità equivalente al 20% del dispendio energetico del paziente (EE) misurato prima dell'intervento chirurgico per mantenere l'isoaminoacidemia. I pazienti nel gruppo 3 riceveranno HNC e Travasol idurante e dopo l'intervento chirurgico in una quantità equivalente al 35% dell'EE del paziente per promuovere l'iperaminoacidemia. L'HNC consisterà in un'infusione di insulina di 5 mU/kg/min accoppiata con un'infusione variabile di glucosio (destrosio 20%) per mantenere la normoglicemia (4-6 mmol/L). Il bilancio proteico dell'intero corpo sarà valutato mediante la cinetica del tracciante L-[1-13C]leucina. Il bilancio proteico sarà calcolato come sintesi proteica meno il tasso di comparsa della leucina (Ra) con valori positivi che indicano anabolismo e valori negativi catabolismo. Il metabolismo del glucosio in tutto il corpo sarà valutato mediante traccianti isotopici stabili [6,6-2H2]glucosio. La sintesi epatica dell'albumina sarà determinata mediante infusione continua innescata di L-[2H5]fenilalanina. Le misurazioni preoperatorie verranno eseguite la mattina prima dell'operazione. Gli studi postoperatori saranno condotti 2 ore dopo l'intervento chirurgico nell'unità di terapia intensiva. I pazienti saranno seguiti per 12 ore dopo l'intervento chirurgico. La cinetica della leucina di tutto il corpo tra i due gruppi sarà analizzata usando ANOVA per misure ripetute. La significatività statistica sarà impostata come P<0,05. Tutti i valori p presentati sono a 2 code.

Cinetica del tracciante:

Le misurazioni del metabolismo della leucina e del glucosio su tutto il corpo sono state effettuate in condizioni di postassorbimento il giorno prima dell'intervento e, dopo l'intervento, nell'unità di terapia intensiva. La cinetica plasmatica del glucosio e della leucina, cioè il tasso di apparizione (Ra) del glucosio e della leucina, l'ossidazione della leucina e l'eliminazione non ossidativa della leucina, sono state determinate mediante un'infusione costante innescata di quantità traccianti di L-[1-13C]leucina e [6 ,6-2H2]glucosio. Prima dell'infusione sono stati raccolti campioni di sangue e aria espirata per analizzare gli arricchimenti basali. Sono state somministrate dosi iniziali di NaH13CO3 (1 µmol/kg, po), L-[1-13C]leucina (4 µmol/kg, iv) e [6,6-2H2]glucosio (22 µmol/kg, iv), seguite mediante infusione di L-[1-13C]leucina (0,06 µmol.kg-1.min-1) e [6,6-2H2]glucosio (0,44 µmol.kg-1.min-1). Per la determinazione degli arricchimenti isotopici 13CO2 sono stati prelevati quattro campioni di respiro espirato dopo 150, 160, 170 e 180 minuti di infusione isotopica.

La cinetica della leucina e del glucosio del corpo intero è stata calcolata mediante la tecnica di diluizione isotopica convenzionale utilizzando un modello casuale a due pool durante condizioni di stato stazionario. Allo stato stazionario isotopico il Ra del substrato non marcato nel plasma è derivato dall'arricchimento isotopico del plasma, espresso come MPE, secondo la seguente equazione: Ra = I.(MPEinf/MPEpl - 1), dove I è la velocità di infusione del tracciante , MPEinf è l'arricchimento del tracciante nell'infuso e MPEpl è l'arricchimento del tracciante nel plasma. I valori MPE finali rappresentano la media di tutte le misurazioni MPE durante ciascun plateau isotopico. Le condizioni di stato stazionario isotopico sono state considerate valide quando il CV dei valori MPE al plateau isotopico era <5%.

Allo stato stazionario isotopico il flusso di leucina (Q) è quantificato dalla seguente formula: Q = S+O = B+I, dove S è la velocità di sintesi delle proteine ​​dalla leucina, O è la velocità di ossidazione, B è la degradazione proteica e I è l'apporto dietetico. Inoltre Q è uguale a Ra (Ra = B+I) e al tasso di scomparsa (Rd; Rd = S+O). Quando gli studi sui traccianti vengono eseguiti a digiuno, il flusso di leucina è uguale a B. Il tasso di sintesi proteica viene calcolato sottraendo l'ossidazione della leucina dal flusso di leucina (S = Q-O). Il bilancio proteico è calcolato come sintesi proteica meno leucina Ra con valori positivi che indicano anabolismo e valori negativi catabolismo. Plasma [1-13C]α-KIC viene utilizzato per calcolare il flusso e l'ossidazione della leucina. L'α-KIC si forma a livello intracellulare dalla leucina e viene rilasciato nella circolazione sistemica. Riflette l'arricchimento del pool di precursori intracellulari in modo più accurato rispetto alla stessa leucina plasmatica.