Iperglicemia e funzione mitocondriale nell'endotelio umano

I soggetti saranno reclutati secondo i nostri criteri di inclusione/esclusione. Gli investigatori utilizzano un approccio poliedrico al reclutamento, inclusi volantini, annunci sui giornali della comunità, inserzioni pubblicitarie su Internet e reclutamento diretto dalle cliniche di medicina interna del Froedtert Memorial Lutheran Hospital/Medical College of Wisconsin, che ha visto circa 50.000 visite ambulatoriali uniche nell'ultimo anno. La cartella clinica elettronica viene sfruttata per identificare potenziali soggetti dalle linee guida HIPAA e dalle politiche del Medical College of Wisconsin. I potenziali soggetti saranno sottoposti a fenotipizzazione che include una storia medica dettagliata, misurazioni antropomorfiche, misurazioni della pressione sanguigna e della frequenza cardiaca e un prelievo di sangue per misurazioni che includono lipidi a digiuno, glucosio ed emoglobina glicosilata, creatinina e test di funzionalità epatica. I soggetti sani, non DM che superano lo screening secondo i criteri di inclusione/esclusione nella Tabella 2 verranno arruolati nel protocollo dello studio.

Dopo un digiuno notturno (12 ore), i soggetti verranno al mattino presso la nostra Unità di ricerca traslazionale per adulti (A-TRU) che fa parte della Clinical Translational Research Initiative of Southeast Wisconsin (8UL1TR000055). Verrà posizionata una linea endovenosa antecubitale per facilitare il campionamento della glicemia durante la sfida iperglicemica. Verrà posizionato un catetere endovenoso antecubitale per facilitare l'ottenimento di cellule endoteliali dalla vena mediante biopsia J-wire per il test mitocondriale. Il ricercatore principale ha pubblicato l'esperienza con la tecnica di biopsia delle cellule endoteliali J-wire e la tecnica è stata ampiamente convalidata. Un primo campione di glucosio venoso verrà prelevato dalla vena antecubitale e verrà eseguita una biopsia iniziale con filo J dell'endotelio dell'arteria radiale attraverso la linea dell'arteria radiale. Ai soggetti verrà quindi chiesto di bere una bevanda di glucosio standardizzata da 75 g creata dal nutrizionista A-TRU, una sfida orale standard di glucosio utilizzata clinicamente. Successivamente verranno prelevati campioni di glucosio nel sangue ogni ora fino a 4 ore dopo l'ingestione della bevanda. A 1 e 4 ore dopo l'ingestione, verranno ripetute le biopsie endoteliali dell'arteria radiale con filo J. Quattro fili J separati verranno fatti passare nell'arteria radiale per ogni punto temporale di misurazione (0,1 e 4 ore).

In soggetti non diabetici, la stimolazione orale da 75 g induce un picco di aumento della glicemia sistemica 1 ora dopo la somministrazione, momento in cui è concomitantemente rilevabile la disfunzione endoteliale. Le cellule endoteliali saranno ottenute mediante tecnica di cattura J-wire. Una parte delle cellule endoteliali isolate dai fili a J verrà utilizzata per misurare la complessità della rete mitocondriale prima della sfida iperglicemica, 1 ora dopo la sfida e 4 ore dopo la sfida. Gli investigatori visualizzeranno le reti mitocondriali in queste cellule utilizzando il nostro metodo di immunofluorescenza precedentemente riportato e convalidato utilizzando anticorpi del citocromo c per etichettare i mitocondri. La frammentazione della rete (numero elevato = maggiore frammentazione e fissione) sarà quantificata dal conteggio della frammentazione della rete calcolato con ImageJ (NIH, Bethesda) utilizzando un protocollo convalidato.