PINTA로 평가한 남성의 간 미토콘드리아 산화율에 대한 글루카곤의 영향

목표:

생체 내 간 포도당 및 지방 대사에 대한 글루카곤의 효과를 조사하기 위해, 이 연구는 깨어 있는 상태에서 교차 검증된 간 미토콘드리아 산화 및 피루베이트 카르복실라제 플럭스의 비율을 정량화하기 위해 새로운 위치 동위원소 NMR 추적자 분석(PINTA) 방법을 적용할 것입니다. 설치류와 인간(Perry et al. 네이처 커뮤니케이션즈 2017). 예비 설치류 연구에서는 글루카곤이 InsP3R-I 의존적 과정을 통해 간내 지방분해를 자극하여 간의 아세틸-CoA 함량을 증가시켜 알로스테릭하게 피루베이트 카르복실라제 활성 및 플럭스를 활성화하고 이 현상이 글루카곤의 급성 전사 독립적 효과를 설명한다는 것을 발견했습니다. 생체 내에서 간 포도당신생합성을 급격하게 자극합니다(미공개 결과). 또한 PINTA 분석을 통해 글루카곤이 깨어 있는 생쥐에서 칼슘 신호를 통해 간 미토콘드리아 산화를 자극하고 이 과정이 단기간의 지속적인 글루카곤 치료에 의해 활용되어 간 미토콘드리아 지방 산화를 2배 증가시킬 수 있음을 보여주었습니다. 비알코올성 지방간의 고지방식이 쥐 모델에서 간 인슐린 저항성의 역전을 통해 간 지방증이 크게 감소하고 포도당 내성이 현저하게 개선되었습니다.

가설:

1. 혈장 글루카곤 농도의 생리학적 증가는 건강한 사람의 간 미토콘드리아 산화율의 현저한 증가를 촉진할 것입니다.
2. 혈장 글루카곤 농도의 생리학적 증가는 건강한 사람의 간 피루브산 카르복실라아제 플럭스 비율의 상당한 증가를 촉진할 것입니다.
3. 혈장 글루카곤 농도의 생리학적 증가는 건강한 사람에서 13C4 β-하이드록시부티레이트 회전율(간 케톤 생성)의 상당한 증가를 촉진할 것입니다.

연구 설계 - 임상 계획:

PINTA(Positional Isotopomer NMR Tracer Analysis)(Perry et al. 네이처 커뮤니케이션 2017). 간 미토콘드리아 산화 및 간 피루베이트 카르복실라제 플럭스의 속도는 글루카곤 또는 식염수를 3시간 동안 주입한 후 PINTA에 의해 12명의 건강한 하룻밤 단식 참가자에서 간단히 평가됩니다. 글루카곤 주입은 말초 및 문맥 혈장 글루카곤 농도를 3-4배 증가시키도록 설계될 것입니다. 혈장 글루카곤의 생리학적 증가가 간 케톤 생성 속도에 미치는 영향도 13C4 β-베타하이드록시부티레이트 주입을 사용하여 평가할 것입니다(Perry et al. Cell Metabolism 2017).

PINTA에 의한 간 피루베이트 카르복실라제 플럭스/시트레이트 신타제 플럭스의 속도: 참가자(n=12)는 2가지 조건 하에서 PINTA에 의해 연구될 것입니다: 1) 하룻밤 금식 및 3시간 식염수 주입 후(대조군), 2) 밤새 금식 후 그리고 3시간 글루카곤 주입. 간단히 말해서, 기준선 혈액 샘플 수집 후 아래에 설명된 대로 추적자의 3시간 주입이 시작됩니다. 피루베이트 카르복실라제 대 시트레이트 합성 플럭스의 상대적 속도는 [3-13C] 락테이트의 지속적인 주입을 사용하여 평가될 것이며 글루코스 생성 속도는 [2H7]글루코스의 주입을 사용하여 측정될 것입니다(Perry et al. 네이처 커뮤니케이션 2017). 간 케톤 생성 속도는 이전에 기술된 바와 같이 [3C β-하이드록시부티레이트의 지속적인 주입을 사용하여 측정될 것입니다(Perry et al. Cell Metabolism 2017).

전신 에너지 소비 및 호흡 지수는 간접 열량계로 평가합니다.