Het anabole effect van peri-operatieve voeding met insuline bij patiënten die CABG ondergaan

Openhartchirurgie wordt in verband gebracht met een katabole respons die wordt gekenmerkt door hyperglykemie en verlies van eiwit in het hele lichaam. Resultaten van een eerdere studie toonden aan dat een vermindering van de afbraak en synthese van eiwitten in het hele lichaam bij patiënten die insuline en isocalorische hoeveelheden glucose (hyperinsulinemische-normoglycemische klem, HNC) kregen na een coronaire bypassoperatie (CABG). Omdat eiwitoxidatie niet veranderde en de circulerende concentraties van aminozuren afnamen (hypoaminoacidemie) in de aanwezigheid van insulinetherapie, bleef de eiwitbalans in het hele lichaam negatief, dwz patiënten waren nog steeds katabool. De onderzoekers veronderstellen dat dit gebrek aan anabool effect te wijten is aan de afwezigheid van anabole substraatvoorraad (aminozuren). Het primaire doel van deze studie is het testen van de hypothese dat insuline toegediend als onderdeel van een hyperinsulinemische-normoglycemische klem tijdens en onmiddellijk na CABG:

1. Zal een positieve eiwitbalans in het hele lichaam induceren indien aangevuld met intraveneuze aminozuren (AA) in hoeveelheden om normale AA-plasmaconcentraties te behouden (isoaminoacidemie), en
2. Zal de eiwitbalans van het hele lichaam verder verbeteren indien gecombineerd met de infusie van AA in hoeveelheden om de AA-plasmaconcentraties te verhogen tot supranormale niveaus (hyperaminoacidemie) Het primaire resultaat, de eiwitbalans van het hele lichaam, zal 2 uur na de operatie op de intensive care worden gemeten eenheid. Secundaire doelstellingen omvatten (1) het meten van de hepatische albuminesynthese en (2) het beoordelen van veranderingen in het metabolisch-endocriene milieu.

Methoden: 30 patiënten die zijn ingepland voor een electieve CABG-operatie waarvoor een cardiopulmonale bypass nodig is, zullen worden ingeschreven. Instemmende patiënten worden willekeurig verdeeld in 3 groepen. Patiënten in groep 1 krijgen HNC vanaf het begin van de operatie tot het einde van de acht uur durende studieperiode na de operatie. Er worden geen aminozuren gegeven. Patiënten in groep 2 krijgen HNC en AA (Travasol Baxter, Deerfield IL) tijdens en na de operatie in een hoeveelheid gelijk aan 20% van het energieverbruik (EE) van de patiënt zoals gemeten vóór de operatie om isoaminoacidemie te behouden. Patiënten in groep 3 zullen tijdens en na de operatie HNC en Travasol krijgen in een hoeveelheid gelijk aan 35% van de EE van de patiënt om hyperaminoacidemie te bevorderen. HNC zal bestaan ​​uit een insuline-infusie van 5 mE/kg/min gekoppeld aan een variabele infusie van glucose (dextrose 20%) om normoglycemie (4-6 mmol/L) te handhaven. De eiwitbalans van het hele lichaam zal worden bepaald door L-[1-13C]leucine tracerkinetiek. Eiwitbalans wordt berekend als eiwitsynthese minus leucine snelheid van verschijning (Ra) met positieve waarden die anabolisme aangeven en negatieve waarden die katabolisme aangeven. Het glucosemetabolisme in het hele lichaam zal worden beoordeeld door stabiele isotooptracers [6,6-2H2]glucose. Hepatische albuminesynthese zal worden bepaald door gebruik te maken van geprimed continu infuus van L-[2H5]fenylalanine. De preoperatieve metingen worden de ochtend voor de operatie uitgevoerd. Postoperatieve onderzoeken worden 2 uur na de operatie op de intensive care uitgevoerd. Patiënten worden gedurende 12 uur na de operatie gevolgd. De leucinekinetiek van het hele lichaam tussen de twee groepen zal worden geanalyseerd met behulp van ANOVA voor herhaalde metingen. Statistische significantie wordt ingesteld als P<0,05. Alle p-waarden die worden gepresenteerd zijn 2-zijdig.

Tracer-kinetiek:

Leucine- en glucosemetabolismemetingen in het hele lichaam werden uitgevoerd onder postabsorptieve omstandigheden op de dag vóór de operatie en, postoperatief, op de intensive care-afdeling. De plasmakinetiek van glucose en leucine, d.w.z. de verschijningssnelheid van glucose en leucine (Ra), de oxidatie van leucine en de niet-oxidatieve verwijdering van leucine, werd bepaald door een geprimed constant infuus van tracerhoeveelheden van L-[1-13C]leucine en [6 ,6-2H2]glucose. Bloed- en uitgeademde luchtmonsters werden vóór de infusie verzameld om basislijnverrijkingen te analyseren. Priming doses van NaH13CO3 (1 µmol/kg, po), L-[1-13C]leucine (4 µmol/kg, iv) en [6,6-2H2]glucose (22 µmol/kg, iv), werden gevolgd door de infusie van L-[1-13C]leucine (0,06 µmol.kg-1.min-1) en [6,6-2H2]glucose (0,44 µmol.kg-1.min-1). Voor de bepaling van 13CO2 isotoopverrijkingen werden vier uitgeademde ademmonsters genomen na 150, 160, 170 en 180 minuten isotopeninfusie.

De leucine- en glucosekinetiek van het hele lichaam werd berekend met behulp van de conventionele isotopenverdunningstechniek met behulp van een willekeurig model met twee pools onder stabiele omstandigheden. Bij isotopische steady-state wordt de Ra van ongelabeld substraat in plasma afgeleid van de plasma-isotoopverrijking, uitgedrukt als MPE, volgens de volgende vergelijking: Ra = I.(MPEinf/MPEpl - 1), waarbij I de infusiesnelheid van de tracer is , MPEinf is de verrijking van de tracer in het infuus en MPEpl is de tracerverrijking in plasma. De uiteindelijke MPE-waarden vertegenwoordigen het gemiddelde van alle MPE-metingen tijdens elk isotopisch plateau. Isotopische steady-state-omstandigheden werden als geldig beschouwd wanneer de CV van de MPE-waarden op isotopisch plateau <5% was.

Bij isotopische steady-state wordt de leucineflux (Q) gekwantificeerd met de volgende formule: Q = S+O = B+I, waarbij S de synthesesnelheid van eiwit uit leucine is, O de oxidatiesnelheid, B de eiwitafbraak en I is de inname via de voeding. Verder is Q gelijk aan Ra (Ra = B+I) en de verdwijningssnelheid (Rd; Rd = S+O). Wanneer tracerstudies worden uitgevoerd in nuchtere toestand, is de leucineflux gelijk aan B. De snelheid van eiwitsynthese wordt berekend door de leucine-oxidatie af te trekken van de leucineflux (S = Q-O). Eiwitbalans wordt berekend als eiwitsynthese minus leucine Ra met positieve waarden die anabolisme aangeven en negatieve waarden die katabolisme aangeven. Plasma [1-13C]α-KIC wordt gebruikt om de flux en oxidatie van leucine te berekenen. De α-KIC wordt intracellulair gevormd uit leucine en komt vrij in de systemische circulatie. Het weerspiegelt de verrijking van de intracellulaire precursorpool nauwkeuriger dan plasmaleucine zelf.