Vet- en glucosemetabolisme in gevoede en nuchtere toestand bij patiënten met een lage skeletspiermassa

Ontwerp. Dit is een prospectieve case-control studie die het vet- en glucosemetabolisme onderzoekt bij patiënten met een lage spiermassa tijdens langdurig vasten, waarbij de resultaten worden vergeleken met die van gezonde controles.

Instelling. Alle kinderen werden opgenomen op de afdeling kindergeneeskunde en geneeskunde voor adolescenten, Rigshospitalet, en alle volwassen proefpersonen werden om 16.00 uur opgenomen op de afdeling neurologie, Rigshospitalet voor een vastenperiode van 24 uur.

Protocol. Het protocol bestond uit twee bezoeken. Een pre-experimenteel bezoek en een studiebezoek.

Pre-experimenteel bezoek. De totale spiermassa gepresenteerd als magere lichaamsmassa (LBM) werd gemeten met DEXA-scan. Bovendien omvatten de pre-experimentele voorbereidingen dat alle proefpersonen de instructie kregen om de nationale voedingsaanbevelingen op te volgen met een gezond dieet dat bestond uit minder dan 30% vet, magere eiwitten, langketenige koolhydraten en drie dagen voor het onderzoek de inname van suiker minimaliseerde.

Studie bezoek. Patiënten werden om 16.00 uur in het ziekenhuis opgenomen voor plaatsing van een IV-katheter en om 17.00 uur voor een gestandaardiseerde avondmaaltijd. Er werden twee veneuze katheters ingebracht, één in de cubitale ader (voor infusie met stabiele isotopen) en één in de distale cephalische ader (voor bloedafname). Een verwarmingskussen, dat de hand en de distale onderarm bedekte, zorgde voor een shunt van arterieel bloed naar de aderen om arterieel bloed te verkrijgen. Een geprimed infuus met constante snelheid van [U-13C]-palmitaat (0,0026 mg kg-1 min-1, geprimed door een bolus van 0,085 mg kg-1 NaH13CO3) en [D2]-glucose (0,0728 mg kg-1 min-1 , geprimed door een bolus van 3.203 mg kg-1 D2-glucose) werd afgeleverd door een Gemini PC2-pomp (IMED, San Diego, CA). Voorbereiding van tracers en tracerberekeningen werden uitgevoerd zoals beschreven.

Bloed- en luchtmonsters werden genomen vlak voor het begin van de infusie van de stabiele isotopen, en opnieuw na 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 en 24 uur vasten (figuur 1). Gasuitwisselingsmetingen (indirecte calorimetrie) werden uitgevoerd met een metabolische kar (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Milaan, Italië). Op dezelfde tijdstippen werd uitgeademde lucht verzameld in een Douglas-zak van 15 L (Hans Rudolph, Kansas City, MO, VS) en monsters van 10 ml werden overgebracht naar vacuümbuizen (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, VS) voor 13CO2-analyse.

De bloedglucosespiegels werden continu gecontroleerd op alle bloedafnametijden en om de drie uur tijdens de nacht bij de patiënten. Als de proefpersonen symptomen van hypoglykemie ontwikkelden (vermoeidheid, duizeligheid, misselijkheid), werd de bloedsuikerspiegel onmiddellijk gemeten. De vastenperiode duurde 24 uur of tot tekenen van hypoglykemie zoals hierboven vermeld of bloedglucose lager dan 3,0 mmol/L. Patiënten kregen een intraveneuze bolus van 10% glucose op basis van hun gewicht als zich tekenen van hypoglykemie voordeden.

Analyses van bloedmonsters en verlopen 13CO2. Veneus bloed werd overgebracht naar gekoelde buisjes met EDTA (ethyleendiaminetetraazijnzuur) (0,33 M, 10 μl ml-1) en gedurende 10 minuten bij 4.000 rpm gecentrifugeerd. Plasma werd verdeeld over Eppendorf-buisjes en onmiddellijk ingevroren op droogijs en bewaard bij -80°C tot analyse. Plasma-insuline- en glucagonanalyses werden uitgevoerd op de afdeling Klinische Biochemie van Rigshospitalet, Kopenhagen, Denemarken (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz, Zwitserland). Plasmavrije vetzuren en catecholamines werden geanalyseerd door middel van spectrofotometrie (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., VS). Plasmapalmitaat, β-hydroxybuturaat, acetoacetaat, pyruvaat, glycerol en aminozuren evenals 13CO2-ademverrijking werden geanalyseerd met behulp van gaschromatografie isotoopverhouding-massaspectrometrie (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Duitsland). Isotopentracerverrijkingen werden bepaald met behulp van gaschromatografie-massaspectrometrie (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Duitsland).

Glucose en lactaat werden geanalyseerd op (ABL 700) onmiddellijk nadat het bloed was afgenomen.

De Shofield-vergelijking werd gebruikt om de verwachte basale stofwisseling voor de kinderen te berekenen: Mannen 10-17 jaar: (17,7 x gewicht+657+105) en vrouwen 10-17 jaar: (13,4 x gewicht+692+112) en de resultaten werden vergeleken met de ruststofwisseling (RMR) gemeten door middel van indirecte calorimetrie, zoals hierboven beschreven, aan het einde van het onderzoek, waarbij de patiënten meer dan 8 uur rustten en nuchter waren.