Glucagon-respons op toediening van prandiale insuline bij personen met diabetes type 1

Glucagonregulatie en -respons bij personen met T1D in de basale toestand en als reactie op verschillende stimuli blijft onduidelijk. Dr. Philip Cryer heeft eerder gerapporteerd dat, bij T1D jongvolwassenen met een ziekteverloop van 16+9 jaar, de afwezigheid van endogene insulinesecretie resulteert in verhoogde glucagonsecretie na een gemengde maaltijd, en concludeerde dat endogene insuline wederzijds de alfa- cellulaire glucagonsecretie en suggereert ook dat glucagonontregeling een belangrijke rol kan spelen bij postprandiale hyperglycemie bij T1D. Interessant is dat recent onderzoek op menselijke eilandjes heeft aangetoond dat insuline contraregulerende glucagonsecretie remt door een paracrien effect gemedieerd door SGLT2-afhankelijke stimulatie van somatostatine-afgifte. Een belangrijk hiaat in onze kennis is of de timing van prandiale insulinedoses de glucagon-respons op een hyperglycemische stimulus beïnvloedt bij patiënten met T1D die een niet-detecteerbaar C-peptide hebben.

T1D cursus. Over het algemeen is een verlies van 80% van de bètacelfunctie nodig om ernstige hyperglykemie te ontwikkelen. De endogene insulinesecretie gaat binnen 3 tot 5 jaar na de diagnose vrijwel geheel verloren. Bij kinderen met een nieuwe diagnose van T1D waren de glucagonspiegels sterk geassocieerd met postprandiale bloedglucose, maar niet met de HbA1c-spiegel. Er is ook gemeld dat postprandiale hyperglucagonemie aanzienlijk verergert, terwijl de secretie van C-peptide tijdens het eerste jaar van de ziekte afneemt. Ook bij kinderen met meer dan vijf jaar T1D stegen de postprandiale glucagonspiegels met 160% van één tot zestig maanden na de diagnose (8) en bij kinderen met een ziekteduur van 6,9 + 4 jaar waren de glucagonspiegels sterk gecorreleerd met postprandiale glucosespiegels. en licht gecorreleerd met HbA1C-waarden. Een in China uitgevoerd onderzoek bij T1D-volwassenen toonde aan dat postprandiale glucagonspiegels hoger waren bij T1D-patiënten in het eerste jaar van de ziekte in vergelijking met patiënten met een langer verloop van de ziekte, en dat hypoglykemische voorvallen lager waren bij nieuw gediagnosticeerde patiënten, wat suggereert dat De secretoire functie van glucagon kan verstoord raken naarmate de ziekte langer duurt. Deze onderzoeken suggereren dat ontregeling van glucagon invloed kan hebben op de glucoseregulatie met exogene insuline, en dat deze ontregeling kan veranderen met de duur van de ziekte.

Postprandiale hyperglykemie draagt ​​bij aan de glucosevariabiliteit, problemen met insulinedosering en algehele instabiliteit van de glucoseregulatie. Een recente analyse van de T1D Exchange-studie, die 4768 deelnemers jonger dan 26 jaar met een klinische diagnose van T1D gedurende ten minste 1 jaar omvatte, toonde aan dat 21% van de deelnemers aangaf insuline enkele minuten ervoor toe te dienen, 44% onmiddellijk ervoor, 10% tijdens en 24% na de maaltijd. Interessant is dat deelnemers die rapporteerden insuline toe te dienen tijdens of na een maaltijd, meer geneigd waren om ≥1 maaltijdinsulinedosis per week te missen in vergelijking met degenen die insuline toedienden vóór de maaltijd. Bovendien toonde een subanalyse aan dat deelnemers die maaltijdinsuline doseren in de postprandiale periode een slechtere glykemische controle hebben en vaker ernstige hypoglykemie hebben. Ondanks deze recente resultaten wordt patiënten echter vaak geadviseerd insuline toe te dienen na het eten, omdat de calorie-inname onzeker is. Het begrijpen van de mechanismen achter de hogere postprandiale glucosepiek bij vertraagde insulinetoediening kan clinici helpen bij het bepalen van de juiste timing van insulinetoediening voor T1D-patiënten met een lang ziekteverloop.

Glucagon-regulering:

Er zijn verschillende modellen gebruikt om glucagonregulatie te bestuderen. Aangezien zowel hyperglykemie als hypoglykemie alfacellen stimuleren om glucagon te produceren, dragen zowel het gebrek aan intra-eilandinsuline als deze U-vormige glucagonrespons bij tot glucoseontregeling bij T1D . Er is gemeld dat bij T1D-patiënten met een ziekteduur van 26,4 + 7,5 jaar, de glucagonspiegels toenamen als reactie op de OGTT onder euglycemische en hyperglycemische omstandigheden, maar de relatieve bijdrage van hyperglucagonemie aan postprandiale glucose stijgt in de aanwezigheid of afwezigheid van preprandiale insuline is niet duidelijk opgehelderd. Of correct getimede exogene insuline de glucagonrespons op glucosefluctuaties kan wijzigen, is niet onderzocht. Als zodanig heeft deze pilotstudie tot doel de glucagonrespons op hyperglykemie tijdens de maaltijd te karakteriseren en het verschil in glucagonsecretie te vergelijken wanneer bolusinsuline voor de maaltijd wordt gegeven versus na de maaltijd, met als doel factoren te begrijpen die bijdragen aan de piek na de maaltijd. -prandiale bloedglucose en AUC van bloedglucose na een gemengde maaltijd in deze doelgroep.

Hypothese

1. Patiënten met een hogere glucagonrespons op een prikkel met een gemengde maaltijd zullen hogere postprandiale glucosepiek en een grotere AUC van postprandiale glucose hebben.
2. Een bolusinsuline toegediend vóór de maaltijd (20 min voor de maaltijd) zal resulteren in een lagere postprandiale piekglucose, lagere AUC en lagere postprandiale glucagonspiegels
3. Bolusinsuline gegeven na de maaltijd (20 min na de maaltijd) zal resulteren in hogere postprandiale piekglucosewaarden, hogere AUC van glucose na de maaltijd en hogere glucagonspiegels
4. Er zal een correlatie zijn tussen de maximale postprandiale glucagonrespons en de glucose-AUC na de maaltijd, 0 tot 180 minuten.

Onderzoeksplannen De studie zal worden uitgevoerd in het (Intensive Research Unit, onderdeel van de CTSA) Diabetes Center in het Barnes Jewish Hospital/Washington University in St. Louis.

Studiebezoeken

• Screening vindt plaats via de telefoon en met beoordeling van medische dossiers als de vereiste labs in de afgelopen 6 maanden zijn uitgevoerd
• Bezoeken A en B worden in willekeurige volgorde uitgevoerd
• Demografische gegevens, beoordeling van de diabetesgeschiedenis, medicijnen en allergieën worden bij het eerste studiebezoek geregistreerd. Insulinedoses en effectiviteit van de huidige koolhydraatratio worden geëvalueerd en geregistreerd. Maaltijdinsulinedoses zullen bij het eerste studiebezoek worden vastgesteld.
• Maaltijdinsuline zal via een injectie worden toegediend door een studieverpleegkundige om de toedieningsprocedure te standaardiseren.
• Vitale functies, lengte en gewicht worden bij elk bezoek gedaan
• C-peptide zal bij het eerste studiebezoek worden gecontroleerd met de nuchtere laboratoria
• Baseline glucose moet 80 tot 140 mg/dl zijn. Als de basislijnglucose niet binnen het doelbereik ligt, wordt het studiebezoek opnieuw gepland.
• Volbloed wordt verzameld in vacutainers via een inwonende perifere veneuze katheter met verpleegkundige supervisie.
• Monsters worden geanonimiseerd voordat ze naar het laboratorium worden gestuurd.
• Er worden geen genetische tests uitgevoerd.

Bezoek A

• Glucosewaarden nuchter, 30, 60, 120 en 180 minuten
• Glucagon-niveaus gedaan nuchter, 30, 60, 120 en 180 minuten
• Gebruikelijke insulinedosis wordt 20 minuten voorafgaand aan een mixed meal challenge toegediend met Sure Plus*

Bezoek B

• Glucose gedaan nuchter, 30, 60, 120 en 180 minuten
• Glucagon-niveaus gedaan nuchter, 30, 60, 120 en 180 minuten
• De gebruikelijke insulinedosis wordt 20 minuten na de Mixed Meal Challenge toegediend

Zeker Plus*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) à 6cc/kg (max 360 cc), inhoud per 100 ml: koolhydraten 21,5 gram, eiwit 5,5 gram, met verpleegkundige begeleiding.

Laboratoriummaatregelen:

Kernlaboratorium voor klinische studies aan de Washington University (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) zal glucose meten op het Roche cobas c510-platform met behulp van Roche's gekoppelde enzymatische assay (hexokinase, glucose-6-fosfoaatdehydrogenase). De snelheid van NADPH-vorming is recht evenredig met de glucoseconcentratie en wordt fotometrisch gemeten. De onnauwkeurigheid tussen de dagen is doorgaans <2,0% CV. CLCS zal ook C-peptide meten op het Roche cobas e601-platform met behulp van Roche's sandwich-elektrochemiluminescentie-immunoassay. In deze assay binden een gebiotinyleerd monoklonaal C-peptide-specifiek antilichaam en een monoklonaal C-peptide-specifiek antilichaam gelabeld met een rutheniumcomplex aan C-peptide om de sandwich te vormen. Vervolgens wordt met behulp van met streptavidine gecoate microdeeltjes het complex in de meetcel getrokken en blijft het terwijl ongebonden materiaal wordt weggespoeld. Het aanleggen van een spanning op de elektrode wekt een chemiluminescentie-emissie op die door het instrument wordt gemeten. De precisie tussen runs varieert doorgaans van 1,9 - 2,7% CV.

Glucagon wordt gemeten met behulp van een radio-immunoassaykit van Millipore. Dit is een competitieve immunoassay die I-125-gelabeld glucagon en een glucagon-specifiek antilichaam gebruikt. De vermelde inter-assay-precisie is 12% CV. Typische precisie binnen een run is 2,0 - 3,0% CV in onze handen.

Methoden voor gegevensanalyse De gegevensanalyse wordt uitgevoerd met behulp van STATA 15.1 voor Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, Verenigde Staten). Bij de berekening van de steekproefomvang wordt ervan uitgegaan dat de postprandiale piekglucose zal toenemen met 80 +/-20 mg/dl in de insulinegroep vóór de maaltijd en met 140 +/-20 mg/dl in de groep na de maaltijd. De verwachte gemiddelde piek van postprandiale glucose zal dus maximaal 220 mg/dL zijn voor Bezoek A en de gemiddelde piek postprandiale glucose zal maximaal 280 mg/dL zijn voor Bezoek B. De steekproefomvang zal 80% vermogen hebben om een ​​verschil te detecteren tussen groepen bij p<0,05. We zijn uitgegaan van een correlatie tussen bezoeken A en B van 0,5. De steekproefomvang werd gecorrigeerd door een verwacht verlies van follow-up van 10% van de deelnemers. De berekende steekproefomvang is 10 deelnemers met volledige datasets beschikbaar voor 8 deelnemers. De randomisatie van het onderzoek is als volgt opgezet: 5 deelnemers gaan eerst naar bezoek A en daarna naar bezoek B. De 5 overgebleven deelnemers gaan eerst naar bezoek B en daarna naar bezoek A. AUC van postprandiale glucose en glucagon en maximale postprandiale piek van glucose en glucagon zal worden geanalyseerd met behulp van gepaarde T-student. Relaties tussen variabelen werden beoordeeld door middel van een Spearman's correlatietest.