Metabolismo del grasso e del glucosio a stomaco pieno e a digiuno in pazienti con massa muscolare scheletrica bassa

Design. Questo è uno studio prospettico caso-controllo che studia il metabolismo dei grassi e del glucosio in pazienti con bassa massa muscolare durante il digiuno prolungato, confrontando i risultati con quelli trovati nei controlli sani.

Collocamento. Tutti i bambini sono stati ammessi al Dipartimento di Pediatria e Medicina dell'Adolescenza, Rigshospitalet, e tutti i soggetti adulti sono stati ammessi al Dipartimento di Neurologia, Rigshospitalet alle 16:00 per un periodo di digiuno di 24 ore.

Protocollo. Il protocollo consisteva in due visite. Una visita pre-sperimentale e una visita di studio.

Visita pre-sperimentale. La massa muscolare totale presentata come massa corporea magra (LBM) è stata misurata mediante scansione DEXA. Inoltre, i preparativi pre-sperimentali prevedevano che tutti i soggetti fossero istruiti a seguire le raccomandazioni nutrizionali nazionali con una dieta sana composta da meno del 30% di grassi, proteine ​​a basso contenuto di grassi, carboidrati a catena lunga e ridurre al minimo l'assunzione di zucchero tre giorni prima dello studio.

Visita di studio. I pazienti sono stati ricoverati in ospedale alle 16:00 per il posizionamento del catetere IV e un pasto serale standardizzato alle 17:00. Sono stati inseriti due cateteri venosi, uno nella vena cubitale (per l'infusione di isotopi stabili) e uno nella vena cefalica distale (per il prelievo di sangue). Una piastra riscaldante, che copriva la mano e l'avambraccio distale, assicurava lo smistamento del sangue arterioso alle vene per ottenere sangue arterializzato. Un'infusione innescata a velocità costante di [U-13C]-palmitato (0,0026 mg kg-1 min-1, innescata da un bolo di NaH13CO3 di 0,085 mg kg-1) e [D2]-glucosio (0,0728 mg kg-1 min-1 , innescato da un bolo di glucosio di 3,203 mg kg-1 D2) è stato erogato da una pompa Gemini PC2 (IMED, San Diego, CA). La preparazione dei traccianti e i calcoli dei traccianti sono stati eseguiti come descritto.

I campioni di sangue e aria sono stati raccolti appena prima dell'inizio dell'infusione degli isotopi stabili, e ancora dopo 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 e 24 ore di digiuno (figura 1). Le misurazioni dello scambio di gas (calorimetria indiretta) sono state eseguite con un carrello metabolico (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Milano, Italia). Allo stesso tempo, l'aria espirata è stata raccolta in una sacca Douglas da 15 L (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA) e campioni da 10 mL sono stati trasferiti in provette sottovuoto (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) per Analisi 13CO2.

I livelli di glucosio nel sangue sono stati monitorati continuamente a tutti i tempi di prelievo del sangue e ogni tre ore durante la notte nei pazienti. Se i soggetti sviluppavano sintomi di ipoglicemia (affaticamento, vertigini, nausea) la glicemia veniva misurata immediatamente. Il periodo di digiuno è durato 24 ore o fino a segni di ipoglicemia come menzionato sopra o glicemia inferiore a 3,0 mmol/L. I pazienti hanno ricevuto un bolo IV di glucosio al 10% in base al peso se si sono verificati segni di ipoglicemia.

Analisi di campioni di sangue e 13CO2 scaduto. Il sangue venoso è stato trasferito in provette raffreddate con EDTA (acido etilendiamminotetraacetico) (0,33 M, 10 μL mL-1) e centrifugato a 4.000 giri/min per 10 minuti. Il plasma è stato distribuito in provette Eppendorf e immediatamente congelato su ghiaccio secco e conservato a -80°C fino all'analisi. Le analisi plasmatiche dell'insulina e del glucagone sono state eseguite presso il Dipartimento di biochimica clinica del Rigshospitalet, Copenaghen, Danimarca (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz Svizzera). Gli acidi grassi liberi plasmatici e le catecolamine sono stati analizzati mediante spettrofotometria (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Il palmitato plasmatico, il β-idrossibuturato, l'acetoacetato, il piruvato, il glicerolo e gli amminoacidi nonché l'arricchimento del respiro con 13CO2 sono stati analizzati mediante gascromatografia con spettrometria di massa isotopica (Thermo Finnigan MAT GmbH, Brema, Germania). Gli arricchimenti del tracciante isotopico sono stati determinati mediante gascromatografia-spettrometria di massa (Thermo Finnigan MAT GmbH, Brema, Germania).

Il glucosio e il lattato sono stati analizzati su (ABL 700) immediatamente durante il prelievo del sangue.

L'equazione di Shofield è stata utilizzata per calcolare il metabolismo basale atteso per i bambini: maschi 10-17 anni: (17,7 x peso+657+105) e femmine 10-17 anni: (13,4 x peso+692+112) e i risultati sono stati confrontati con il tasso metabolico a riposo (RMR) misurato mediante calorimetria indiretta, come descritto sopra, alla fine dello studio, dove i pazienti erano a riposo e a digiuno da più di 8 ore.