Glucagonregulatie van glucosemetabolisme

Onderwerpen krijgen een screeningbezoek voor geschiedenis, medicatiegebruik en bloedonderzoek; degenen die in aanmerking komen, krijgen deelname aangeboden. Proefpersonen zullen worden geïnstrueerd om hun gebruikelijke dieet te gebruiken, inclusief ten minste 200 g koolhydraten, en om gedurende de 3 dagen voorafgaand aan een onderzoek geen zware fysieke activiteit uit te voeren. Na een nacht vasten zullen ze zich presenteren aan de CRU in het Stedman-gebouw op de Center for Living-campus en intraveneuze katheters in beide onderarmen laten plaatsen, een voor infusie van teststoffen en de andere voor bloedafname; de bemonsteringsarm wordt verwarmd met een verwarmingskussen om de veneuze bloedstroom te verbeteren. Alle onderzoeken starten na het afnemen van verschillende basale monsters gedurende een langere periode:

1. Glucagon-infusie bij nuchtere en hyperglycemische proefpersonen: dosisbepaling. Proefpersonen krijgen gegradeerde doses intraveneus glucagon na 12-14 uur vasten. Doses beginnen bij 10 ng/kg/min en worden verhoogd tot 50 en 100 ng/kg/min met tussenpozen van 30 minuten. Glucoseconcentraties worden aan het bed gemeten met behulp van een YSI-glucoseanalysator. Plasmamonsters worden verzameld met tussenpozen van 10 minuten voor assay van insuline, C-peptide en glucagon. Deze pilootstudies zullen inzicht geven in de relatieve gevoeligheid van glucoseproductie in de lever (onderzoek bij vasten) en insulinesecretie (onderzoek met glucose-infusie) voor glucagon. Deze onderzoeken zullen elk tot 10 vrijwilligers omvatten.
2. Effecten van glycemie om glucagon-gestimuleerde hepatische glucoseproductie (HGP) en insulinesecretie te bemiddelen. Na plaatsing van intraveneuze katheters krijgen proefpersonen gedurende de rest van het 300 minuten durende protocol een infuus van zoutoplossing met een tracerdosis gedeutereerde glucose. [6, 6]2H2-glucose wordt gestart als een bolus van 4 mg/kg gedurende 5 minuten, gevolgd door een continu infuus van 0,020-0,4 mg/kg/min. Na een equilibratieperiode van 2 uur om de glucosevoorraad te labelen, zullen proefpersonen A) infusie van zoutoplossing, B) aanvang van een hyperglycemische klem, C) infusie van exendine-(9-39) 750 pmol/kg/min en een hyperglycemische klem krijgen. De klem wordt gegenereerd met de infusie van een 20%-oplossing van dextrose verrijkt tot 2% met gedeutereerde glucose. De infusiesnelheid wordt gestart met 30 mg/kg/u en wordt elke 5 minuten aangepast totdat de bloedglucose ~150 mg/dl bereikt; de infusie zal daarna worden aangepast om dit niveau van glycemie te handhaven. Gedurende het onderzoek zullen om de 10 minuten bloedmonsters worden genomen om te meten: verrijking met [6, 6]2H2 glucose, insuline, glucagon en C-peptide. Na 120 minuten van A) tracer alleen, B) hyperglycemie, of C) exendine-9 plus hyperglycemie, zullen proefpersonen glucagon krijgen als een infuus van 10-100 ng/kg/min gedurende 30 of 60 minuten.

De primaire uitkomstvariabelen van deze experimenten zijn HGP en insulinesecretie. De te testen hypothese is dat glucagon, gegeven bij nuchtere glucosespiegels, een snelle stijging van HGP en bloedglucose (50-150 mg/dl ten opzichte van basaal) zal veroorzaken met een secundaire stijging van insulinesecretie die volgt op de verandering in glycemie; en dat glucagon gegeven bij milde hyperglykemie onmiddellijk de insulinesecretie zal stimuleren en de respons van HGP zal beperken. Het protocol en de voorspellingen van de resultaten worden hieronder weergegeven.