Studie naar inspanningsfysiologie

Diabetes mellitus treft bijna 10% van onze bevolking en 5% van degenen met diabetes heeft type 1, wat wordt gedefinieerd door een absoluut tekort aan insuline. De noodzaak om diabetes te beheersen is van cruciaal belang, gezien de economische last van deze ziekte, met meer dan 175 miljard dollar aan directe gezondheidszorgkosten en nog eens bijna 70 miljard dollar aan indirecte kosten voor arbeidsongeschiktheid en verlies van werk. De persoonlijke impact is net zo belangrijk voor mensen met deze ziekte, aangezien diabetes mellitus de belangrijkste oorzaak is van blindheid, de noodzaak van nierdialyse en niet-traumatische amputaties in de Verenigde Staten. Type 2-diabetes wordt in verband gebracht met verminderde insulinegevoeligheid en het metabool syndroom, en dieetaanpassing en lichaamsbeweging zijn belangrijke componenten bij het beheersen van onderliggende insulineresistentie. Deze leefstijlstrategieën zijn echter om vele redenen ook belangrijk bij diabetes type 1: 1) personen met diabetes type 1 worden nu volwassen, wanneer insulineresistentie en obesitas factoren worden voor de glykemische controle, 2) latente auto-immuundiabetes op volwassen leeftijd (LADA) vertegenwoordigt een "gemengde" vorm van auto-immuundiabetes waarbij kenmerken van diabetes type 2, zoals insulineresistentie, kunnen bestaan, en 3) aanpassing van het dieet en lichaamsbeweging blijven effectieve middelen voor de behandeling van acute hyperglykemie en, op de langere termijn, HbA1c, waardoor het risico op microvasculaire aandoeningen mogelijk wordt verminderd complicaties. Daarom is de noodzaak van lichaamsbeweging nog steeds duidelijk bij personen met diabetes type 1 om een ​​goede glykemische controle te behouden en complicaties te voorkomen. Oefening is echter een uitdaging voor mensen met T1D om te beheren. Lichaamsbeweging veroorzaakt een verhoogde insulinegevoeligheid samen met een snelle opname van glucose door spieren en andere weefsels in het lichaam, wat leidt tot een scherpe daling van de glucosespiegels en hypoglykemie, zoals aangetoond door andere groepen en ook door de onze.

Zonder aanpassingen in insuline voor lichaamsbeweging, komt hypoglykemie vaak voor bij personen met diabetes type 1. In een onderzoek onder 48 personen met T1D, zonder aanpassing van de insuline, die gedurende 60 minuten aan een matige intensiteit trainden, daalden de glucosespiegels gemiddeld met 40%, waarbij 52% van de proefpersonen daalde tot 70 mg/dL of lager. Ondanks deze duidelijke behoefte aan insulineaanpassingen voor lichaamsbeweging, zijn er geen uniforme aanbevelingen voor het doseren van insuline rond de tijd van lichaamsbeweging. In 2006 publiceerde de DirecNet Study Group een onderzoek naar de invloed van het stopzetten van basale insuline aan het begin van de training bij 40 kinderen met diabetes type 1 op insulinepomptherapie. Deze interventie verminderde hypoglykemie aanzienlijk (van 43% naar 16%), maar resulteerde veel vaker in hyperglykemie (verhoogd van 4% naar 23%). Schiavon en Cobelli et al gingen in op de vraag hoe insuline het beste kan worden aangepast voor lichaamsbeweging met behulp van in silico-simulaties. Het aanpassen van de insulinedoses in de in silico-omgeving verminderde de hypoglykemie van 88% tot 16% van de patiënten wanneer een universele aanpassing werd toegepast, en tot 4% wanneer een individuele aanpassing werd toegepast.

De in dit protocol beschreven studie is ontworpen om de impact van lichaamsbeweging op insuline en niet-insuline-gemedieerde effecten op de glykemische controle ondubbelzinnig te maken. Om dit te bereiken, zullen de onderzoekers een reeks stabiele glucose tracer-onderzoeken uitvoeren waarbij proefpersonen ongeveer 8 uur vasten en gedurende 45 minuten aerobe oefeningen op een matig en intensief niveau ondergaan, terwijl de insulinesnelheid op een laag niveau wordt vastgehouden (basaal niveau van de proefpersoon). snelheid), gemiddelde (basale x 1,5) en hoge (basale x 3) insuline-infusiesnelheid. De basale doseringen van de proefpersoon worden verkregen uit geïnjecteerde basale insulinehoeveelheden, zoals NPH/glargine/detemir, of basale doseringen bij degenen die insulinepompen gebruiken en worden aangepast aan de HbA1c, zoals beschreven in het OHSU AP-systeem. Di-gedeutereerde glucose (6,6-2H2-glucose) die niet radioactief is en die kan worden gemetaboliseerd via gebruikelijke routes in het menselijk lichaam, zal de stabiele tracer zijn. Elke proefpersoon per arm ondergaat 3 studies van 10 uur, terwijl de bloedglucose-, insuline- en glucagonspiegels gedurende de hele studie worden vastgelegd, en de catecholamine- en vetzuurspiegels worden vastgelegd tijdens en net na de inspanningsperiode, zoals hieronder beschreven. Glucose-tracerniveaus zullen worden gemeten bij OHSU via het Bioanalytical Shared Resource/PK-kernlaboratorium, en de berekening van de snelheid van verschijnen (Ra) en snelheid van verdwijnen (Rd) van glucose zal worden uitgevoerd door onze collega's van McGill University met behulp van een niet-stabiele toestandsmodel van glucosedynamica.

De gegevens die uit deze studie worden verkregen, zullen een geüpdatet model van glucoseregulatie bij type 1-diabetes vormen, met oefening als input voor het model, dat zal worden gebruikt in een model voorspellend controlesysteem (MPC) voor het beheersen van type 1-diabetes. Een dergelijk systeem kan worden gebruikt om insuline en/of glucagon toe te dienen om glykemische veranderingen tijdens en buiten inspanning te beheersen.