グルコース調節に対するバソプレシンの効果 (HYPERGlu)

はじめに 抗利尿ホルモンとしても知られる神経下垂体ホルモンであるアルギニン バソプレシン (AVP) は、1895 年に Oliver と Schäfer によってそのバソプレシン特性が特定された最初のホルモンの 1 つでした。 彼らは、下垂体の抽出物が麻酔下の犬の血圧を上昇させることを示しました. AVP は、主に視床下部の室傍核および視索上核で合成されます。 ホルモンは下垂体後葉の神経葉に運ばれ、そこで循環に放出されます。 標的臓器は、V1a、V1b、V2 という 3 つの異なる受容体によってホルモン刺激を認識します。 受容体 V1a は主に血管壁に発現し、血管収縮の原因となります。 受容体 V1b は主に下垂体前葉に見られ、副腎コルチコトロピン ホルモンの分泌を媒介しますが、V2 受容体は主にネフロン細管で発現し、水の再吸収を引き起こします。 AVP の発見以来、バソプレシンと抗利尿作用の両方が非常によく研究され、文書化されてきました。

血圧と水分恒常性に対する AVP の影響以外に、このホルモンは、痛み、骨と脂質の代謝、高血圧、社会的行動、老化、認知機能、細胞増殖、炎症、感染症、恒常性、視床下部など、さまざまな機能に関与しています。 -下垂体-副腎軸、および糖尿病。 これらすべての効果は、多くの病気に対する有用な洞察を提供する可能性があります。 したがって、このアプリケーションの焦点は、健康な人間のグルコース調節に対する AVP の効果にあります。

AVP は、V1a 受容体の活性化とグルカゴンの放出の増加によって肝臓のグリコーゲン分解を促進することが知られており、その結果、実験動物のグルコースレベルが上昇します。 肝臓のグルカゴン受容体が遮断されても、AVP は依然として血糖を上昇させます。 V1b 受容体は、ランゲルハンス島のアルファ細胞とベータ細胞の両方で同定されています。 したがって、AVP はインスリン分泌を刺激し、血糖値の上昇を抑制します。 AVP V1a および V1b 受容体ノックアウト マウスを使用した実験では、グルコースおよび脂肪代謝の変化が観察され、AVP がグルコース調節および代謝障害において役割を果たす可能性があることが示唆されました。 AVP V1a受容体の遺伝的変異を有するヒトでの研究では、太りすぎまたは高脂肪食の被験者で糖尿病の有病率が増加することが示されました. 最近、代謝機能障害を起こしやすいラットを対象とした研究で、バソプレシンの長期的な影響がグルコースの恒常性に及ぼす影響が調べられました。 高バソプレシンは肥満ラットの高インスリン血症と耐糖能障害を増強し、バソプレシン受容体 V1a アンタゴニストによる治療は耐糖能異常を低下させたと報告しています。

フランスの疫学研究では、空腹時血糖値が正常な 3,615 人の男女のコホートが 9 年間追跡されました。 水分摂取量は、高血糖を発症するリスクと逆相関し、独立して関連していることが示されました。 著者らは、彼らの結果は、血漿バソプレシンの増加に関連した水分不足によるものであるという仮説を立てました. 最近では、マルモ食と癌研究からの 2,064 人の被験者のスウェーデン コホートが、15.8 年後に経口耐糖能試験で分析されました。 彼らは、コペプチン (AVP の信頼できる臨床的代理マーカー) が、糖尿病と腹部脂肪過多を独立して予測することを発見しました。

興味深いことに、水分不足と水分摂取量の減少は、慢性的な AVP の上昇に関連しています。 自由生活をしている成人を対象とした最近の研究では、習慣的な水分摂取量が少ないと、水分摂取量が多い成人に比べて AVP が大幅に上昇しました。

実験計画 インスリン抵抗性のない30歳から55歳までの被験者60人を研究に募集する。 成人のうち 30 人は通常の肥満度指数 (BMI; 男性 15 人、女性 15 人、18.5 kg∙m-2 < BMI ≤ 25 kg∙m-2) で、30 人は過体重または肥満の成人 (男性 15 人、女性 15 人、女性 28 人) です。 kg∙m-2 ≤ BMI ≤35 kg∙m-2) は、研究に参加するために募集されます。 サンプル サイズの推定では、60 人の被験者が 0.05 に設定されたアルファ レベルで 0.8 の検出力を提供することが示されました。 グルコース代謝に対するバソプレシンの効果は、高張食塩水注入とそれに続く経口耐糖能試験を利用したバソプレシンの浸透圧刺激（AVP）によって研究されます。 各被験者は、注入の塩化ナトリウム（NaCl）含有量（等張生理食塩水対高張生理食塩水）のみが異なる2つの同一の実験を行います。 すべての女性被験者は、エストロゲンとプロゲステロンの内因性レベルが低いことを確認するために、月経開始後約2〜6日の卵胞初期に両方の試験を行います。 30分間座位で休んだ後、被験者は3％NaCl（高張食塩水、したがってHYPER）または0.9％NaCl（等張食塩水、したがってISO）のいずれかを0.1 ml /分の注入速度で120分間静脈内注入されます体重 1 kg あたりの体重を、単盲検方式で、釣り合いの取れた順序で測定します。 この高張生理食塩水注入により、血漿浸透圧が 285 から少なくとも 300 mmol/kg に増加します。 別の静脈カテーテルから、30 分ごとに血液サンプルを採取します。 注入後、4時間の経口ブドウ糖負荷試験を開始する前に、被験者は30分間の平衡期間休息します。

経口ブドウ糖負荷試験 (OGTT) の被験者の準備: 被験者は、テストの 3 日前から通常の食事をとり、通常の身体活動を行う必要があります。 ディナーは前日に標準化され、アルコールは許可されません。 被験者は、テストの少なくとも 10 時間前に絶食するように指示されます。

OGTT の手順: OGTT テストは、75 g のグルコース摂取とそれに続く採血期間で構成され、サンプルは 30 分ごとに 240 分間収集されます。 尿サンプルは、注入の終了時および OGTT の終了時に収集されます。 血圧は、各血液サンプルに続いて自動血圧計を介して記録されます。 酸素摂取量と呼吸交換率は、間接熱量測定を介して 1 時間ごとに評価され、試行ごとに合計 7 回評価されます。 採血中、のどの渇きの知覚と口の乾きも視覚的なアナログスケールで評価されます。

サンプル分析 各実験試験で合計 14 の血液サンプルが収集され、ヘマトクリット (Hct)、ヘモグロビン (Hb)、浸透圧 (Osm)、ナトリウム (Na) およびカリウム (K)、総血漿タンパク質、グルコース、インスリン、c-ペプチド、グルカゴン、コペプチン、血漿レニン活性、コルチコトロピン放出ホルモン (CRF)、コルチゾール、トリグリセリド、および遊離脂肪酸 (FFA)。

尿サンプルは、浸透圧と新鮮な尿比重について分析されます。 血清、血漿、および尿のバックアップサンプルは、追加の分析が必要な場合に備えて、または破損したバイアルの代替品として、-80°C で凍結保存されます。

データの取り扱いと分析 収集されたデータの品質と完全性を確保するために、症例報告フォームが使用されます。 症例報告フォーム (CRF) は、最高の基準を満たす方法で収集されたデータを記録するように設計されます。 CRF は、被験者の登録前に開発、テスト、および承認されます。 研究のデータ収集に関与する科学者は、データ収集の開始前に CRF の使用について訓練を受けます。 すべての CRF の紙およびデジタル ライブラリが確立され、実験中および原稿の公開後少なくとも 2 年間維持されます。 データベース管理者と主任研究者だけが、識別可能な被験者情報にアクセスできます。 残りのすべての文書は、被験者の匿名性を確保するためにコード化されます。 データおよび安全性モニタリング計画には以下が含まれます: データおよび安全性モニタリングの全体的な枠組み、モニタリングの責任者、および有害事象/予期しない問題を報告するための手順。 データ収集に続いて、データ入力は 2 人の認定された科学者によって行われます。 Quest Diagnostics のデータは PDF 形式で入手でき、データ入力も 2 人の科学者によって実行および検証されます。 データの統合とデータベースのクリーニングは、分析と視覚化を介して統計ソフトウェアで実行されます。

一次応答変数のグルコース代謝は、4 つの変数 (グルコース、インスリン、C-ペプチド、およびグルカゴン) によって捕捉され、すべてが比率スケールで 14 回測定されます。

二次結果は次のようになります: Hb、Hct、総タンパク質、浸透圧、Na、K、コペプチン、副腎コルチコステロピン放出ホルモン (ACTH)、CRH、アンギオテンシン II、血漿レニン活性 (PRA)、アルドステロン、トリグリセリド、FFA。

追加の繰り返される継続的な結果は次のとおりです。(1) 14 回測定される血圧。 (2) 7 回に分けて評価される酸素摂取量と呼吸交換率。 (3) 喉の渇きと口の渇きを 14 回測定します。

共変量の測定 治療グループ (等張生理食塩水対高張生理食塩水) は、関心のある主要な比較になります。 他の共変量には、性別 (女性 vs 男性) と体重状態 (標準体重 vs 過体重/肥満)、年齢 (30 ～ 55)、および時間 (1 ～ 14) が含まれます。

平均応答プロファイルがグループ内で類似しているかどうか、つまり、平均応答の経時変化パターンがグループごとに異なるかどうかを調べるために、本研究ではグループの相互作用効果を時間ごとにさらに調査します。 時間相互作用による治療;時間相互作用による重み;時間相互作用によるセックス）。

データ分析計画

• 反復測定設計を使用したこの準実験では、研究者は長期分析を実施して、時間の経過に伴う平均応答の変化と、これらの変化が対象の共変量にどのように関連しているかを説明します。
• これらの連続変数の正規性は、正規性の Shapiro-Wilk 検定を実行することによって評価されます。
• すべての継続的な結果について、要約統計量 (平均および標準偏差) が毎回、順序ごとに実行されます。 さらに、グルコース代謝測定値間の相関が実行されます。
• パーセンテージは、公称尺度で測定された共変量について計算され、連続尺度で測定された共変量については平均偏差と±標準偏差が示されます。
• インスリン感受性指数の分布と曲線の下の領域が評価されます。

統計モデリング 平均応答の変化が経時的に共変量にどのように関連するかを調べるために、一般化線形混合効果モデリング (ランダムな切片と勾配を使用) を使用して制限付き最尤推定を使用します。 各グループの平均応答は、時間の経過とともに直線的に変化すると想定されています。 ただし、経時的な平均応答が線形でない場合は、高次の多項式の傾向が調査されます。

研究者は、適切な推論が行われるように、適切な共分散パターン モデルを適合させて、繰り返される測定値間の相関関係を説明します。

統計的有意性は、0.05 のアルファで決定されます。 すべての統計分析は、次の静的ソフトウェアSTATA©、JMP©、またはSAS©で実行されます。

予想される調査結果と結論 高張食塩水注入試験中、水分バランスは人為的に操作されます (高張性血液量増加)。 血漿浸透圧の上昇は、バソプレシン分泌を刺激します。 ＡＶＰ刺激はインスリンをグルコースよりも大きく上昇させ、その結果、インスリン抵抗性が高くなると予想される。 バソプレシンレベルの上昇と尿量の低下に対する反応として、尿浸透圧が高いことも予想されます。

プロジェクトの意義 糖尿病は肥満とともに、先進国および発展途上国における代表的な非感染性疾患の 1 つです。 2,900 万人以上のアメリカ人が糖尿病であり、さらに 8,600 万人が前糖尿病状態にあります。 2012 年の糖尿病のコストは 2,450 億ドルで、さらに増加し​​ています。 一方、水分不足は、尿路感染症、腎臓結石、心血管疾患、気分状態、認知能力など、多くの健康問題に関連する非常に一般的な現象です. 水分不足の影響の背後にある潜在的なメカニズムの 1 つは、AVP レベルの上昇です。 動物における最近の疫学データと実験は、水分不足と高バソプレシンが糖尿病とグルコース調節不全の両方に関連していることを示しています。 しかし、人間を対象とした対照試験の実験データは存在しません。 提案された研究の目的は、健康なヒトに対して対照試験を実施し、バソプレシンの上昇がグルコース調節に及ぼす影響を調べることです。