Redox-onbalans en de ontwikkeling van cystic fibrosis-diabetes (Redoxy)

Doel 1: Er worden drie groepen proefpersonen geëvalueerd: 1. 27 CF-kinderen met klasse I-III-mutaties in de leeftijd van 1 tot 9 jaar met normale glucosetolerantie (NGT), 2. 27 leeftijdsgematchte controles met NGT en 3. 15 CF kinderen met klasse IV-VI CF transmembraan conductantie regulator (CFTR) mutaties van 1 tot 9 jaar. Na het verkrijgen van geïnformeerde toestemming van de ouders, zullen proefpersonen gedurende 10 uur een nacht vasten met niets te eten of te drinken behalve water. De kinderen wordt gevraagd om alle kortwerkende luchtwegverwijders vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten en om alle langwerkende luchtwegverwijders minimaal tien uur vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten. Ouders krijgen voorafgaand aan het studiebezoek een driedaags voedingsdagboek waarin ze in detail noteren wat elk kind tijdens de opnameperiode consumeert. Details omvatten de hoeveelheid voedsel of drank en merknamen, evenals de dosis pancreasenzymvervangingstherapie (PERT) die bij elke maaltijd of snack wordt gegeven. De opnameperiode omvat twee doordeweekse dagen en één weekenddag. Bij de kinderen wordt een intraveneuze (IV) lijn geplaatst en bloed afgenomen voor het meten van plasmaglucose, insuline en cysteïne (CyS)/cystine (CySS) redoxtoestand. Vervolgens krijgt het kind 1,75 gram/kg tot maximaal 75 gram van een orale glucose-oplossing te drinken en wordt het gecoacht om dit binnen 10 minuten op te drinken. Er wordt 30 minuten na inname van glucose bloed afgenomen voor herhaalde metingen van de glucose-, insuline- en redoxstatus. Er wordt 2 uur na inname van glucose bloed afgenomen voor herhaalde metingen van de glucose-, insuline- en redoxstatus. Proefpersonen die het protocol hebben voltooid, zullen worden benaderd om opnieuw in te stemmen en het protocol jaarlijks te herhalen om hun niveau van glucose-intolerantie te volgen en te controleren op conversie naar CF-diabetes. Voor kinderen die daartoe in staat zijn, wordt ook uitgeademde ademcondensaat (EBC) verzameld voorafgaand aan de orale glucosetolerantietest (OGTT) en onmiddellijk na voltooiing van de bloedafname van 2 uur. EBC zal worden geanalyseerd op Cys/CySS redoxkoppeling.

Doel 2a: Vierenveertig CF-proefpersonen van 12 jaar of ouder met NGT of gestoorde glucose ondergaan een maaltijdprovocatie waarbij de helft gerandomiseerd een testmaaltijd krijgt met een hoge glycemische index en de helft een maaltijd met een lage index. De proefpersonen vasten 's nachts gedurende 10 uur en nemen niets te eten of te drinken behalve water. Proefpersonen zullen worden geïnstrueerd om alle kortwerkende bronchodilatatoren minimaal vier uur vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten en alle langwerkende bronchusverwijders minimaal tien uur vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten. Na geïnformeerde toestemming ondergaan deelnemers eerst indirecte calorimetrie voor het bepalen van de ruststofwisseling en substraatoxidatie; dit gebeurt alleen bij deelnemers van 16 jaar en ouder. Vervolgens wordt een intraveneuze lijn (IV) ingebracht; en een iPro-sensor geplaatst voor continue glucosemonitoring (CGM); plaatsing van de CGM is optioneel, aangezien onze ervaring met dit protocol aangeeft dat sommige CF-patiënten zich niet vrijwillig zullen aanmelden voor CGM-plaatsing, maar wel voor IV-plaatsing. Als de iPro-sensor is geplaatst; het moet minimaal 60 minuten vóór de basislijnbloedafname aanwezig zijn, zodat de iPro-sensor de interstitiële glucosespiegels nauwkeurig kan detecteren. Er zal bloed worden afgenomen voor het meten van glucose, insuline, Cys/CySS redoxstatus, acylcarnitine, totaal carnitine, proteomics en metabolomics-analyse bij proefpersonen van 16 jaar en ouder. Bij proefpersonen van 12 tot 15 jaar oud zal bloed worden afgenomen voor het meten van glucose, insuline, Cys/CySS-redoxstatus en proteomics. De proefpersoon krijgt dan de instructie om binnen tien minuten een van de twee testmaaltijden te eten. Proefpersonen moeten de maaltijd compleet maken. Maaltijden zijn isocalorische ontbijten met één maaltijd met een hoge glycemische index en één met een lage glycemische index. De nutriëntensamenstelling van elke maaltijd is 10 kcal per kg, 50% kcal uit koolhydraten, 20% kcal uit eiwitten en 30% kcal uit vet. Bij alle proefpersonen zal bloed worden afgenomen voor herhaalde metingen van glucose, insuline, CyS/CySS redoxtoestand 1, 2 en 3 uur na de testmaaltijd. Er zal bloed worden afgenomen voor proteomics bij de basislijn en na 3 uur bij alle proefpersonen. Er zal extra bloed worden afgenomen bij aanvang en 2 uur na de maaltijd voor het meten van acylcarnitine, totaal carnitine en metabolomics en biomarkers gerelateerd aan vetzuurmetabolisme bij proefpersonen van 16 jaar en ouder. Na de bloedafname van 3 uur worden de infuuslijn en de iPro-sensor, indien geplaatst, stopgezet. Na voltooiing van de 3 uur durende bloedafname voor analyse van de lichaamssamenstelling zal een dual-energy X-ray absorptiometrie (DEXA) scan van het hele lichaam worden toegediend; deze test wordt alleen uitgevoerd bij proefpersonen van 16 jaar en ouder. Vrouwelijke deelnemers moeten voorafgaand aan de DEXA-scan een urine-zwangerschapstest voltooien om een ​​niet-zwangere status te bevestigen. Als de urinezwangerschapstest van de deelnemer een positieve zwangerschap laat zien, wordt de DEXA-scan niet voltooid. Na de DEXA-scan wordt de patiënt naar huis ontslagen. Voorafgaand aan hun studiebezoek zullen deelnemers van 16 jaar en ouder instructies krijgen om een ​​3-daags voedseldossier in te vullen voor een schatting van de gebruikelijke inname via de voeding als onderdeel van hun standaard CF-zorg.

Doel 2b. Vierenveertig CF-proefpersonen van 12 jaar of ouder met NGT of gestoorde glucose ondergaan in eerste instantie een testdrankprovocatie, waarbij een testfrisdrank wordt gebruikt die 60% fructose en 40% glucose bevat of vruchtensap dat een combinatie van fructose, glucose en sucrose bevat in een dosering van 1,75 gram per kilogram lichaamsgewicht tot maximaal 75 gram. Een tot vier weken later hebben alle proefpersonen een OGTT, dat wil zeggen inname van orale glucose-oplossing in een dosis van 1,75 gram per kilogram tot een maximum van 75 gram. Van de 44 proefpersonen die de testdrank dronken, kregen er tweeëntwintig frisdrank en tweeëntwintig vruchtensap toegediend. De proefpersonen vasten 's nachts gedurende 10 uur en namen niets te eten of te drinken behalve water. Proefpersonen zullen worden geïnstrueerd om alle kortwerkende bronchodilatatoren minimaal vier uur vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten en alle langwerkende bronchusverwijders minimaal tien uur vóór aanvang van het studiebezoek achterwege te laten. Na het verkrijgen van geïnformeerde toestemming krijgen de deelnemers een intraveneuze lijn (IV) ingebracht. Er wordt bloed afgenomen voor metingen van glucose, insuline en Cys/CySS-redoxstatus bij baseline of nul minuten. De proefpersoon krijgt dan de instructie om binnen tien minuten een testdrankje te drinken, hetzij een testfrisdrank of vruchtensap, dat is bereid door de onderzoeksbio-voedingsdeskundige. Herhaalde bloedmonsters worden genomen voor metingen van glucose, insuline en CyS/CySS redoxtoestand ½ uur, 1 uur en 2 uur vanaf de eerste consumptie van de testdrank. Tijdens het studiebezoek zal een vragenlijst voor de inname van dranken worden afgenomen om de algehele inname van gezoete dranken door de patiënt te beoordelen. Aan het einde van het bezoek wordt de deelnemer ingepland voor een volgend bezoek binnen één tot vier weken voor herhaalde tests volgens dezelfde richtlijnen als hierboven, maar de te gebruiken testdrank is een glucose-oplossing (glucola) die wordt gebruikt voor de standaard OGTT. De glucoladrank van 75 gram wordt gebruikt om te testen; de toegediende dosis wordt bepaald door het gewicht van de patiënt te vermenigvuldigen met 1,75 gram; de toegediende dosis mag niet hoger zijn dan 75 gram. Onderwerpen moeten alle drank consumeren. Er zullen bloedmonsters worden genomen bij baseline (voorafgaand aan de inname van glucola) en vervolgens zullen er herhaalde bloedmonsters worden genomen voor metingen van glucose, insuline en CyS/CySS redoxtoestand ½ uur, 1 uur en 2 uur na de eerste consumptie van de glucoladrank . Het inbrengen van de continue glucosemonitor is optioneel tijdens de testdrankuitdaging en de redox OGTT.