운동 생리학 연구

당뇨병은 인구의 약 10%를 앓고 있으며 당뇨병 환자의 5%는 인슐린의 절대적 결핍으로 정의되는 1형을 가지고 있습니다. 직접 의료 비용이 1,750억 달러 이상이고 장애 및 실직에 대한 간접 비용이 거의 700억 달러에 달하는 이 질병의 경제적 부담을 감안할 때 당뇨병 관리의 필요성은 매우 중요합니다. 미국에서 당뇨병은 실명, 신장 투석의 필요성, 비외상성 절단의 주요 원인이기 때문에 개인적 영향은 이 질병을 가진 사람들에게 똑같이 중요합니다. 제2형 당뇨병은 감소된 인슐린 민감성 및 대사 증후군과 관련이 있으며, 식이 조절 및 운동은 근본적인 인슐린 저항성을 관리하는 데 중요한 요소입니다. 그러나 이러한 생활방식 전략은 제1형 당뇨병에서도 여러 가지 이유로 중요합니다. 인슐린 저항성과 같은 일부 제2형 당뇨병 특성이 존재할 수 있고 3) 식이 조절 및 운동이 급성 고혈당 및 장기적으로 HbA1c 관리를 위한 효과적인 수단으로 남아 있어 잠재적으로 미세혈관 위험을 감소시키는 "혼합" 형태의 자가면역 당뇨병 합병증. 따라서, 제1형 당뇨병을 앓는 피험자에서 좋은 혈당 조절을 유지하고 합병증이 발생하는 것을 예방하기 위해 운동의 필요성이 여전히 분명합니다. 그러나 T1D를 가진 사람들이 관리하기에는 운동이 어렵습니다. 운동은 신체 내의 근육 및 기타 조직에 의한 포도당의 빠른 흡수와 함께 인슐린 민감성을 증가시켜 다른 그룹과 우리 그룹에서 나타난 바와 같이 포도당 수치와 저혈당증을 급격히 감소시킵니다.

운동을 위해 인슐린을 조절하지 않으면 저혈당증이 제1형 당뇨병 환자에게 흔합니다. 인슐린 조절 없이 60분 동안 적당한 강도로 운동한 제1형 당뇨병 환자 48명을 대상으로 한 연구에서 포도당 수치가 평균 40% 떨어졌고 대상자의 52%가 70mg/dL 이하로 떨어졌습니다. 운동을 위한 인슐린 조정에 대한 이러한 분명한 필요성에도 불구하고 운동 시간에 인슐린을 투여하는 방법에 대한 통일된 권장 사항은 없습니다. 2006년에 DirecNet 연구 그룹은 인슐린 펌프 요법에 대한 제1형 당뇨병 어린이 40명의 운동 시작 시 기저 인슐린 중단이 미치는 영향에 대한 연구를 발표했습니다. 이 중재는 저혈당증을 상당히 감소시켰지만(43%에서 16%로), 훨씬 더 일반적으로 고혈당증을 초래했습니다(4%에서 23%로 증가). Schiavon과 Cobelli 등은 in silico 시뮬레이션을 사용하여 운동을 위해 인슐린을 가장 잘 조정하는 방법에 대한 이 문제를 해결했습니다. in silico 환경에서 인슐린 용량을 조정하면 저혈당이 보편적인 조정을 적용했을 때 88%에서 16%로, 개별 조정을 적용했을 때 4%로 감소했습니다.

이 프로토콜에 설명된 연구는 인슐린에 대한 운동의 영향과 혈당 조절에 대한 비인슐린 매개 효과를 명확히 하기 위해 고안되었습니다. 이를 달성하기 위해 연구자들은 일련의 안정적인 포도당 추적자 연구를 수행할 예정입니다. 여기서 피험자는 약 8시간 동안 금식하고 45분 동안 중등도 및 고강도 수준의 유산소 운동을 하며 인슐린 비율은 낮은 수준(피험자의 기초 rate), 중간(basal x 1.5) 및 high(basal x 3) 인슐린 주입 속도. NPH/글라진/디터머와 같은 주사된 기초 인슐린 양 또는 인슐린 펌프를 사용하는 사람의 기초 비율로부터 피험자의 기초 비율을 얻을 것이며 OHSU AP 시스템에 설명된 대로 HbA1c에 대해 조정될 것입니다. 방사능이 없고 인체의 일반적인 경로를 통해 대사될 수 있는 중수소화 포도당(6,6-2H2-포도당)이 안정적인 추적자가 될 것입니다. 팔당 각 피험자는 혈당, 인슐린 및 글루카곤 수치가 연구 전반에 걸쳐 포착되는 동안 3개의 10시간 연구를 거치게 되며, 카테콜아민 및 지방산 수치는 아래에 설명된 대로 운동 기간 동안 및 직후에 포착됩니다. 포도당 추적자 수준은 Bioanalytical Shared Resource/PK 핵심 실험실을 통해 OHSU에서 측정되며, 포도당의 출현율(Ra) 및 소멸율(Rd) 계산은 McGill University의 동료들이 비정상 포도당 역학의 상태 모델.

이 연구에서 얻은 데이터는 제1형 당뇨병의 포도당 조절에 대한 업데이트된 모델을 알려줄 것이며 모델에 대한 입력으로 운동을 제공하여 제1형 당뇨병 관리를 위한 모델 예측 제어(MPC) 시스템에 활용될 것입니다. 이러한 시스템은 운동 중 및 운동 외에 혈당 변화를 관리하기 위해 인슐린 및/또는 글루카곤을 전달하는 데 사용될 수 있습니다.