Risposta al glucagone alla somministrazione di insulina prandiale in persone con diabete di tipo 1

La regolazione e la risposta del glucagone nelle persone con T1D allo stato basale e in risposta a vari stimoli rimane poco chiara. Il Dr. Philip Cryer ha precedentemente riportato che, nei giovani adulti T1D con un decorso della malattia di 16+9 anni, l'assenza di secrezione endogena di insulina si traduce in un aumento della secrezione di glucagone dopo un pasto misto, concludendo che l'insulina endogena regola reciprocamente l'alfa- secrezione cellulare di glucagone e suggerendo anche che la disregolazione del glucagone può svolgere un ruolo importante nell'iperglicemia post-prandiale nel T1D. È interessante notare che recenti ricerche sulle isole umane hanno dimostrato che l'insulina inibisce la secrezione di glucagone controregolatore mediante un effetto paracrino mediato dalla stimolazione SGLT2-dipendente del rilascio di somatostatina. Un'importante lacuna nella nostra conoscenza è se la tempistica delle dosi di insulina prandiale influisca sulla risposta del glucagone a uno stimolo iperglicemico nei pazienti con T1D che hanno un peptide C non rilevabile.

Corso T1D. In generale, per sviluppare una grave iperglicemia è necessaria la perdita dell'80% della funzione delle cellule beta. La secrezione endogena di insulina è quasi interamente persa entro 3-5 anni dalla diagnosi. Nei bambini con nuova diagnosi di T1D, i livelli di glucagone erano altamente associati alla glicemia postprandiale, ma non al livello di HbA1c. È stato anche riportato che l'iperglucagonemia postprandiale peggiora significativamente mentre la secrezione del peptide C diminuisce durante il primo anno di malattia. Inoltre, nei bambini con più di cinque anni di T1D, i livelli di glucagone postprandiale sono aumentati del 160% da uno a sessanta mesi dopo la diagnosi (8) e in quelli con durata della malattia di 6,9 + 4 anni, i livelli di glucagone erano fortemente correlati con il glucosio postprandiale. e lievemente correlato con i livelli di HbA1C. Uno studio condotto in Cina su adulti con T1D ha mostrato che i livelli di glucagone post-prandiale erano più alti nei pazienti con T1D nel primo anno di malattia rispetto a quelli con un decorso più lungo della malattia e che gli eventi ipoglicemici erano più bassi nei pazienti di nuova diagnosi, suggerendo che la funzione secretoria del glucagone può essere compromessa con una maggiore durata della malattia. Questi studi suggeriscono che la disregolazione del glucagone potrebbe influire sul controllo del glucosio con insulina esogena e che questa disregolazione può cambiare con la durata della malattia.

L'iperglicemia post-prandiale si aggiunge alla variabilità del glucosio, alla difficoltà nel dosaggio dell'insulina e all'instabilità complessiva del controllo del glucosio. Una recente analisi dello studio T1D Exchange, che ha incluso 4768 partecipanti di età inferiore ai 26 anni con una diagnosi clinica di T1D da almeno 1 anno, ha mostrato che il 21% dei partecipanti ha riferito di aver somministrato insulina diversi minuti prima, il 44% immediatamente prima, il 10% durante e il 24% dopo il pasto. È interessante notare che i partecipanti che hanno riferito di somministrare insulina durante o dopo un pasto avevano maggiori probabilità di segnalare la mancanza di ≥1 dose di insulina durante i pasti a settimana rispetto a quelli che hanno somministrato insulina prima dei pasti. Inoltre, una sottoanalisi ha mostrato che i partecipanti che somministrano insulina durante i pasti nel periodo postprandiale hanno un controllo glicemico più scarso e una maggiore frequenza di ipoglicemia grave. Tuttavia, nonostante questi recenti risultati, ai pazienti viene spesso consigliato di somministrare insulina dopo aver mangiato perché l'apporto calorico è incerto. Comprendere i meccanismi alla base del picco post-prandiale più elevato del glucosio con somministrazione ritardata di insulina può aiutare i medici a guidare i tempi appropriati della somministrazione di insulina per i pazienti con T1D con un lungo decorso della malattia.

Regolazione del glucagone:

Diversi modelli sono stati usati per studiare la regolazione del glucagone. Poiché sia ​​l'iperglicemia che l'ipoglicemia stimolano le cellule alfa a produrre glucagone, sia la mancanza di insulina intra-isulare che questa risposta del glucagone a forma di U contribuiscono alla disregolazione del glucosio nel T1D. È stato riportato che nei pazienti con T1D con una durata della malattia di 26,4+7,5 anni, i livelli di glucagone sono aumentati in risposta all'OGTT in condizioni euglicemiche e iperglicemiche, tuttavia il contributo relativo dell'iperglucagonemia all'aumento del glucosio post-prandiale in presenza o l'assenza di insulina preprandiale non è stata chiaramente chiarita. Non è stato studiato se l'insulina esogena opportunamente programmata possa modificare la risposta del glucagone alle fluttuazioni del glucosio. In quanto tale, questo studio pilota mira a caratterizzare la risposta del glucagone all'iperglicemia durante i pasti e a confrontare la differenza nella secrezione di glucagone quando l'insulina in bolo durante i pasti viene somministrata prima del pasto rispetto a dopo il pasto con l'obiettivo di comprendere i fattori che contribuiscono al picco post -glicemia prandiale e AUC della glicemia dopo un pasto misto in questa popolazione target.

Ipotesi

1. I pazienti con risposte più elevate del glucagone a uno stimolo del pasto misto avranno picchi glicemici post-prandiali più elevati e una maggiore AUC del glucosio post-prandiale.
2. La dose di insulina in bolo somministrata prima del pasto (20 minuti prima del pasto) si tradurrà in un picco glicemico post-prandiale più basso, una AUC più bassa e livelli di glucagone post-prandiale più bassi
3. La dose di insulina in bolo somministrata dopo il pasto (20 minuti dopo il pasto) si tradurrà in picchi glicemici postprandiali più elevati, AUC più elevata del glucosio postprandiale e livelli di glucagone più elevati
4. Ci sarà una correlazione tra il picco di risposta del glucagone post-prandiale e l'AUC del glucosio post-prandiale, da 0 a 180 minuti.

Piani di ricerca Lo studio sarà condotto presso il Diabetes Center (Intensive Research Unit, parte del CTSA) presso il Barnes Jewish Hospital/Washington University di St Louis.

Visite di studio

• Lo screening verrà effettuato telefonicamente e con revisione delle cartelle cliniche se i laboratori richiesti sono stati eseguiti negli ultimi 6 mesi
• Le visite A e B verranno eseguite in ordine casuale
• Dati demografici, revisione della storia del diabete, farmaci e allergie saranno registrati alla prima visita di studio. Saranno valutate e registrate le dosi di insulina e l'efficacia dell'attuale rapporto di carboidrati. Le dosi di insulina durante i pasti saranno stabilite alla prima visita dello studio.
• L'insulina durante i pasti verrà somministrata tramite iniezione da un'infermiera dello studio per standardizzare la procedura di somministrazione.
• Segni vitali, altezza e peso verranno rilevati ad ogni visita
• Il peptide C verrà controllato con i laboratori a digiuno alla prima visita di studio
• Il glucosio basale dovrebbe essere compreso tra 80 e 140 mg/dl. Nel caso in cui la glicemia basale non sia nell'intervallo target, la visita dello studio verrà riprogrammata.
• Il sangue intero sarà raccolto in vacutainer tramite un catetere venoso periferico a permanenza sotto supervisione infermieristica.
• I campioni saranno deidentificati prima dell'invio al laboratorio.
• Non verranno eseguiti test genetici.

Visita A

• Livelli di glucosio a digiuno, 30, 60, 120 e 180 minuti
• Livelli di glucagone a digiuno, 30, 60, 120 e 180 minuti
• La dose abituale di insulina verrà somministrata 20 minuti prima di un test con pasto misto con Guarantee Plus*

Visita B

• Glucosio a digiuno, 30, 60, 120 e 180 minuti
• Livelli di glucagone a digiuno, 30, 60, 120 e 180 minuti
• La dose abituale di insulina verrà somministrata 20 minuti dopo il test del pasto misto con

Assicurati Plus*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) a 6cc/kg (max 360 cc), contenuto per 100 ml: carboidrati 21,5 grammi, proteine ​​5,5 grammi, con supervisione infermieristica.

Misure di laboratorio:

Core Laboratory for Clinical Studies presso la Washington University (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) misurerà il glucosio sulla piattaforma Roche cobas c510 utilizzando il dosaggio enzimatico accoppiato di Roche (esochinasi, glucosio-6-fosfoato deidrogenasi). Il tasso di formazione di NADPH è direttamente proporzionale alla concentrazione di glucosio e misurato fotometricamente. L'imprecisione interday è tipicamente <2,0% CV. Il CLCS misurerà anche il C-peptide sulla piattaforma Roche cobas e601 utilizzando l'immunodosaggio a elettrochemiluminescenza a sandwich di Roche. In questo saggio, un anticorpo monoclonale biotinilato specifico per il peptide C e un anticorpo monoclonale specifico per il peptide C marcato con un complesso di rutenio si legano al peptide C per formare il sandwich. Quindi, utilizzando microparticelle rivestite di streptavidina, il complesso viene aspirato nella cella di misurazione e rimane mentre il materiale non legato viene lavato via. L'applicazione di una tensione all'elettrodo induce un'emissione chemiluminescente che viene misurata dallo strumento. La precisione tra una serie e l'altra varia tipicamente da 1,9 a 2,7% CV.

Il glucagone viene misurato utilizzando un kit di dosaggio radioimmunologico di Millipore. Si tratta di un test immunologico competitivo che utilizza glucagone marcato con I-125 e un anticorpo specifico per glucagone. La sua precisione inter-saggio dichiarata è del 12% CV. La tipica precisione all'interno della corsa è di 2,0 - 3,0 % CV nelle nostre mani.

Metodi di analisi dei dati L'analisi dei dati verrà eseguita utilizzando STATA 15.1 per Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, Stati Uniti). Il calcolo della dimensione del campione presuppone che il picco glicemico postprandiale aumenti di 80 +/-20 mg/dl nel gruppo di insulina pre-prandiale e di 140 +/-20 mg/dl nel gruppo post-prandiale. Pertanto, il picco medio atteso della glicemia postprandiale sarà fino a 220 mg/dL per la Visita A e il picco medio della glicemia postprandiale sarà fino a 280 mg/dL per la Visita B. La dimensione del campione avrà una potenza dell'80% per rilevare una differenza tra gruppi a p<0.05. Abbiamo ipotizzato una correlazione tra le visite A e B di 0,5. La dimensione del campione è stata corretta da una prevista perdita di follow-up del 10% dei partecipanti. La dimensione del campione calcolata è di 10 partecipanti con set di dati completi disponibili per 8 partecipanti. La randomizzazione dello studio è progettata come segue: 5 partecipanti parteciperanno prima alla Visita A e poi alla Visita B. I restanti 5 partecipanti parteciperanno prima alla Visita B e poi alla Visita A. AUC di glucosio postprandiale e glucagone e picco postprandiale massimo di glucosio e il glucagone sarà analizzato utilizzando paired T student. Le relazioni tra le variabili sono state valutate mediante un test di correlazione di Spearman.