Insulineresistentie: hartfalen

Er zijn steeds meer aanwijzingen voor een wederzijds verband tussen chronisch hartfalen (CHF) en insulineresistentie (IR). Studies hebben aangetoond dat patiënten met CHF IR hebben en dat de mate van IR geassocieerd is met verminderde inspanningscapaciteit en piekzuurstofverbruik (VO2).

IR is ook in verband gebracht met verminderde inspanningscapaciteit bij patiënten met diabetes mellitus en andere chronische ziektetoestanden, evenals bij gezonde proefpersonen. Dit bevestigt dat IR onafhankelijk is gekoppeld aan inspanningsintolerantie. Studies hebben aangetoond dat IR pathofysiologisch verband houdt met CHF en betrokken is bij de ziekteprogressie in CHF. Dit is waarschijnlijk omdat IR wordt geassocieerd met endotheliale disfunctie, ontsteking, verhoogde oxidatieve stress en myocardiale remodellering; processen die de progressie van de ziekte bij CHF versnellen. Daarom is de IR nu naar voren gekomen als een potentieel doelwit voor interventie bij het verbeteren van de symptomen en het resultaat bij patiënten met CHF.

Er zijn echter nog enkele belangrijke onbeantwoorde vragen. Ten eerste, wat is de prevalentie van IR in het cohort van CHF-patiënten in Tayside? Eerdere studies buiten het VK waarin de prevalentie van IR bij CHF werd onderzocht, werden uitgevoerd in het pre-B-blokkertijdperk. B-blokkers, die de metabole controle kunnen verslechteren, worden nu echter veel gebruikt bij de behandeling van CHF. Het is waarschijnlijk dat de prevalentie hoger is in ons huidige cohort van patiënten met CHF. Ten tweede, wat zijn de potentiële bijdragende factoren aan IR in CHF? De exacte mechanismen van IR in CHF zijn niet bekend. Sympathische overactiviteit bij CHF kan de insulinegevoeligheid acuut verminderen en het vermindert ook de afgifte van insuline uit de bètacellen van de alvleesklier en verhoogt de glucoseproductie in de lever. Andere mediatoren zijn onder meer cytokinen en adiponectine en leptine. Het verlies van skeletspiervolume en verminderde endotheliale functie met verminderde skeletspierdoorbloeding kunnen ook bijdragen aan IR bij CHF. Het bepalen van het relatieve belang van deze verschillende factoren kan helpen bij het identificeren van therapeutische strategieën om IR bij CHF te overwinnen. Wat is ten slotte het mechanisme voor de verminderde inspanningscapaciteit en verminderde piek-VO2 in CHF? Oefening VO2 meet het totale zuurstofverbruik van het lichaam, wat zowel het hartminuutvolume als het perifere zuurstofverbruik weerspiegelt. We weten niet of het probleem te wijten is aan een verslechtering van het verminderde hartminuutvolume bij CHF en/of een verminderd perifeer gebruik. Om dit te bepalen, zijn we van plan om het hartminuutvolume tegelijk met de meting van VO2 te meten.

De doelen en doelstellingen van de studie zijn:

Primaire doelen

• Vaststellen van de prevalentie van insulineresistentie (IR) bij patiënten met chronisch hartfalen (CHF) in Tayside
• Factoren identificeren die verband houden met IR in CHF

Secundaire doelstellingen IR kan mogelijke functionele gevolgen hebben

• Gaat het gepaard met een afname van de inspanningscapaciteit?
• Wordt het geassocieerd met een veranderde endotheliale functie?

onderzoeken:

Patiënten komen na een nacht vasten aan in het onderzoekslaboratorium. Na schriftelijke geïnformeerde toestemming ondergaan de patiënten een volledig medisch onderzoek en wordt er bloed (40 ml) afgenomen voor het meten van neurohormonen. Daarna worden de volgende testen gedaan:

(i). De meting van de insulineresistentie wordt beoordeeld met behulp van de empirische nuchtere insulineresistentie-index (FIRI). Voor deze test worden de nuchtere bloedglucose en het insulinegehalte gemeten. Nuchtere insulineresistentie-index bestaat uit het product van plasma-insuline en glucose, FIRI= nuchtere glucose X nuchtere insuline / 25.

(ii). Antropometrische metingen (voor het meten van vetmassa en vetvrije massa). Lichaamsvet kan worden gemeten aan de hand van (lengte, gewicht, huidplooidikte, taille- en heupomtrek). Schatting van lichaamsvet in deze studie zal gebeuren door middel van huidplooidiktemeting of Holtain huidplooimeter18. Meting kan 3 tot 9 verschillende standaard anatomische plaatsen rond het lichaam gebruiken. De rechterkant wordt meestal alleen gemeten door de huid op de juiste plaats samen te knijpen om een ​​dubbele laag huid en het onderliggende vetweefsel omhoog te brengen, maar niet de spier. De remklauwen worden vervolgens 1 cm onder en haaks op de kneep aangebracht en 2 seconden later wordt de waarde afgelezen. Het gemiddelde van twee metingen moet worden genomen. Als de twee metingen sterk verschillen, moet een derde worden gedaan en vervolgens de mediaanwaarde worden genomen. In deze studie zal de Holtain-huidplooimeter worden gebruikt voor het meten van de triceps-huidplooi tot hun twee exact vergelijkbare opeenvolgende metingen van elk onderwerp.

(iv). Endotheliale functie zal worden bepaald door reactieve hyperemie-perifere arteriële tonometrie [RH-PAT] RH-PAT is een niet-invasieve techniek om de perifere microvasculaire endotheliale functie te beoordelen door veranderingen in het digitale pulsvolume te meten tijdens reactieve hyperemie 21-24. Bonetti en collega's21 meldden onlangs dat het een betrouwbaar, niet-invasief hulpmiddel is om individuen met coronaire microvasculaire endotheliale disfunctie digitaal te identificeren. Het apparaat (Itamar Medical Ltd., Caesarea, Israël) bestaat uit twee op de vinger gemonteerde sondes, waaronder een systeem van opblaasbare latex luchtkussens in een stijve externe behuizing. Het ontwerp van de sonde maakt het mogelijk om een ​​constante en gelijkmatig verdeelde bijna-diastolische tegendruk in de gehele sonde toe te passen, wat de gevoeligheid verhoogt door de arteriële wandspanning te verminderen en veneuze bloedophoping voorkomt om venoarteriolaire reflex vasoconstrictie te voorkomen. Pulserende volumeveranderingen van de vingertop worden waargenomen door een druktransducer en overgebracht naar een personal computer waar het signaal door een band wordt gefilterd (0,3 tot 30 Hz), versterkt, weergegeven en opgeslagen.

De PAT-onderzoeken worden uitgevoerd met de patiënt in rugligging en beide handen op hetzelfde niveau in een comfortabele, thermoneutrale omgeving. Aan één bovenarm (studiearm) wordt een bloeddrukmanchet geplaatst, terwijl de contralaterale arm als controle dient (controlearm); RH-PAT-sondes worden op één vinger (vinger II, III of IV) van elke hand geplaatst (dezelfde vinger op beide handen). De vingers aan weerszijden van die met de sonde worden gescheiden met behulp van zachte sponsringen en er wordt een continue registratie van pulserende bloedvolumeresponsen van beide handen gestart. Na een evenwichtsperiode van 10 minuten wordt de bloeddrukmanchet op de onderzoeksarm gedurende 5 minuten opgeblazen tot 60 mm Hg boven de systolische druk. De manchet wordt vervolgens leeggelaten om reactieve hyperemie te induceren, terwijl de PAT-registratie wordt voortgezet. Tien minuten later krijgen de patiënten een enkele dosis nitroglycerine (NTG) (0,4 mg, sublinguaal) om de endotheelonafhankelijke PAT-respons te beoordelen.

De reactieve hyperemie-PAT-gegevens zullen door een computer op een operatoronafhankelijke manier worden geanalyseerd. Als maat voor de mate van reactieve hyperemie wordt de reactieve hyperemie-PAT-index berekend als de verhouding van de gemiddelde amplitude van het PAT-signaal over een tijdsinterval van 1 minuut, beginnend 1 minuut na het leeglopen van de manchet, gedeeld door de gemiddelde amplitude van de PAT-signaal van een tijdsperiode van 3,5 min vóór opblazen van de manchet (baseline); reactieve -PAT-indexwaarden van de onderzoeksarm worden vervolgens genormaliseerd naar de controlearm om mogelijke systemische veranderingen te compenseren. Hyperemische respons op NTG zal op een vergelijkbare manier worden beoordeeld. Aanvankelijk werd de gemiddelde PAT-signaalamplitude van vier opeenvolgende perioden van 1 minuut, beginnend bij 5 minuten na toediening van sublinguaal NTG (5 tot 6 minuten, 6 tot 7 minuten, 7 tot 8 minuten en 8 tot 9 minuten). -min interval) wordt berekend; De PAT-respons op NTG wordt dan berekend als de verhouding van de PAT-amplitude van het interval van 1 minuut waarin het gemiddelde PAT-pieksignaal werd geregistreerd, gedeeld door de amplitude van het PAT-signaal bij de basislijn (NTG-PAT-index).

(v). Cardiopulmonale inspanningstesten worden bepaald door middel van incrementele fietsergometrie. Analyse van verlopen gas zal tijdens de test continu worden uitgevoerd met het Innocor-systeem (Innocor, Denemarken), waarmee de VO2 en het hartminuutvolume kunnen worden bepaald.

Patiënten zullen een graduele maximale fietsinspanningstest uitvoeren. Na 3 minuten rust begint de training met een belasting van 0 Watt en wordt deze elke 3 minuten verhoogd met 25 Watt totdat de symptomen maximaal beperkt zijn. Analyse van verlopen gas zal tijdens de test continu worden uitgevoerd met het Innocor-systeem (Innocor, Innovision A/S, Odense, Denemarken) waarmee de VO2 en het hartminuutvolume kunnen worden bepaald. Piekzuurstofopname wordt gedefinieerd als de hoogste waarde van zuurstofopname die wordt bereikt in de laatste 20 seconden van de training. Naast de zuurstofopname [V02] worden de kooldioxideproductie [VC0 2], de ademhalingsfrequentie [RR], het piekdrukproduct [RPP] en ​​het totale expiratoire volume [VE] bepaald. De anaërobe drempel wordt bepaald op basis van het dieptepunt van het ventilatoire equivalent voor VO2. Het hartminuutvolume wordt bepaald door de inert gas rebreathing-methode (R), met behulp van N2o (in bloed oplosbaar gas) en SF6 (in bloed onoplosbaar gas), met concentraties, verrijkt met O2, van respectievelijk 0,5% en 0,1%. Het ademvolume zal geleidelijk toenemen in het gesloten circuit om overeen te komen met de fysiologische toename. Door gebruik te maken van SF6 kunnen we het volume van longen, ventiel en rebreathing bag meten. De N2o-concentratie neemt af tijdens de herademingsmanoeuvre. Er zijn drie tot vier ademhalingscycli nodig om N2o-uitwassing te verkrijgen.

(vi). Neurohormonen: er wordt bloed afgenomen voor plasma noradrenaline, serum leptine en adiponectine en plasma cytokines. (a) De kwantitatieve meting van leptine25-28 in serum uitgevoerd met behulp van een leptine-enzym-immunoassay of ELISA-kit29 (DRG Diagnostics, Marburg, Duitsland), volgens de instructies van de fabrikant: In het kort wordt 100 µl verdund leptine-conjugaat in elk putje van de microtiterplaat en incubeer bij kamertemperatuur gedurende 1 uur. De inhoud van de putjes zal eruit schudden en de putjes spoelen drie keer met verdunde wasoplossing. In elk geschikt putje werden 50 µl monsters (verdund 1:5) en standaards gedoseerd in concentraties van 0, 0,8, 1,6, 3,1, 6,2, 12,5 en 25 ng/ml. Vijftig microliter leptine-antilichaam werd vervolgens in het midden van elk putje gedoseerd om volledige menging te bereiken, en de plaat zal een nacht bij 4°C in een vochtigheidskamer incuberen. De inhoud van de putjes zal uitschudden, de putjes spoelen driemaal en achtergebleven druppels worden verwijderd. Honderd microliter verdund tweede antilichaam wordt in elk putje gedoseerd en gedurende 1,5 uur bij kamertemperatuur geïncubeerd. De inhoud van de putjes schudt eruit en de putjes worden drie keer gewassen. Honderd microliter mierikswortelperoxidase-enzymcomplex wordt in elk putje gedoseerd en gedurende 45 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd. Het verwijderen en wassen van de putjes zal worden herhaald voordat 100 µl tetramethylbenzidinesubstraatoplossing zal worden toegevoegd en vervolgens gedurende 20 minuten bij kamertemperatuur worden geïncubeerd. De enzymatische reactie zal worden beëindigd door 50 µl zwavelzuurstopoplossing toe te voegen in het midden van elk putje, en de absorptie bij 450 nm zal worden bepaald met behulp van een ELISA-microtiterplaatlezer (Tecan, Salzburg, Oostenrijk). Er wordt een standaardcurve gemaakt door een grafiek uit te zetten van de absorptie van elke referentiestandaard tegen de overeenkomstige concentratie in nanogram per milliliter. Door de overeenkomstige absorptie te gebruiken om de waarde uit de standaardcurve te extrapoleren en dit te vermenigvuldigen met de verdunningsfactor 5, wordt de leptineconcentratie van elk serummonster bepaald. (b) Adponetin30-33-niveaus zullen worden gemeten door middel van radioimmunoassay door het laboratorium van professor Jill Belch. (c) Plasma-noradrenaline Bloedmonsters van patiënten werden gedurende 20 minuten bij 4°C gecentrifugeerd en het afgescheiden plasma wordt onmiddellijk ingevroren en bewaard bij -80°C totdat het wordt getest. Plasma-noradrenaline (NA) zal worden gemeten met behulp van hogedrukvloeistofchromatografie met behulp van een elektrochemische detector. Het is een vereenvoudigde, gevoelige en betrouwbare methode voor de bepaling van NA in plasma.(d) Cytokines: Tumor Necrosis Factor a (TNF-a) ELISA-kit zal worden gebruikt voor meting van TNF-a in serum door middel van radio-immunoassay 34-36.

(vii). Vragenlijst lichaamsbeweging; in deze studie zal de Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ) worden gebruikt.

(viii). Endotheelcel- en bloedafname Met behulp van een J-vormige draad met een diameter van 0,021 inch (Daig) die door een 18-gauge angiocath (Becton Dickinson) wordt ingebracht, worden endotheelcellen verzameld uit een oppervlakkige onderarmader. De draad wordt overgebracht naar dissociatiebuffer (0,5% runderserumalbumine, 2 mmol/L EDTA en 100 _g/mL heparine in fosfaatgebufferde zoutoplossing) bij 4°C. Cellen worden gespoeld, gefixeerd in 3,7% formaldehyde, overgebracht naar objectglaasjes, aan de lucht gedroogd en bewaard bij _80°C. Plasma en serum worden gescheiden door centrifugatie en bewaard bij _80°C.