Treningsfysiologistudie

Diabetes mellitus rammer nærmere 10 % av befolkningen og 5 % av de med diabetes har type 1, som defineres av en absolutt mangel på insulin. Behovet for å håndtere diabetes er kritisk, gitt den økonomiske byrden av denne sykdommen, med over $175 milliarder dollar i direkte helsekostnader, og nesten ytterligere $70 milliarder i indirekte kostnader for funksjonshemming og arbeidstap. Den personlige påvirkningen er like viktig for personer med denne sykdommen, ettersom diabetes mellitus er den ledende årsaken til blindhet, behovet for nyredialyse og ikke-traumatiske amputasjoner i USA. Type 2-diabetes er assosiert med redusert insulinfølsomhet og det metabolske syndromet, og kosttilpasning og trening er viktige komponenter i håndteringen av underliggende insulinresistens. Imidlertid er disse livsstilsstrategiene også viktige ved type 1 diabetes av mange grunner: 1) pasienter med type 1 diabetes lever nå i voksen alder, når insulinresistens og fedme blir faktorer for glykemisk kontroll, 2) latent autoimmun diabetes i voksen alder (LADA) representerer en "blandet" form for autoimmun diabetes der noen type 2-diabetes-karakteristika som insulinresistens kan eksistere, og 3) kostholdsendringer og trening forblir effektive midler for behandling av akutt hyperglykemi og, på lengre sikt, HbA1c, som potensielt reduserer risikoen for mikrovaskulær komplikasjoner. Derfor er behovet for trening fortsatt tydelig hos personer med type 1-diabetes for å opprettholde god glykemisk kontroll og forhindre komplikasjoner i å utvikle seg. Trening er imidlertid utfordrende for personer med T1D å håndtere. Trening forårsaker økt insulinfølsomhet sammen med raskt opptak av glukose av muskler og annet vev i kroppen, noe som fører til en kraftig nedgang i glukosenivåer og hypoglykemi som vist av andre grupper så vel som vår.

Uten justeringer i insulin for trening, er hypoglykemi vanlig hos personer med type 1 diabetes. I en studie av 48 individer med T1D, uten insulinjusteringer, som trener i 60 minutter med moderat intensitet, falt glukosenivåene i gjennomsnitt med 40 %, med 52 % av individene som falt til 70 mg/dL eller under. Til tross for dette klare behovet for insulinjusteringer for trening, er det ingen enhetlige anbefalinger om hvordan insulin doseres rundt treningstidspunktet. I 2006 publiserte DirecNet Study Group en studie om virkningen av å suspendere basalinsulin ved start av trening hos 40 barn med type 1 diabetes på insulinpumpebehandling. Denne intervensjonen reduserte hypoglykemi signifikant (fra 43 % til 16 %), men resulterte mye oftere i hyperglykemi (økt fra 4 % til 23 %). Schiavon og Cobelli et al tok opp dette spørsmålet om hvordan man best justerer insulin for trening ved bruk av silico-simuleringer. Justering av insulindoser i silico-miljøet reduserte hypoglykemi fra 88 % til 16 % av pasientene når en universell justering ble brukt, og til 4 % når en individuell justering ble utført.

Studien beskrevet i denne protokollen er designet for å disambiguere effekten av trening på insulin og ikke-insulinmedierte effekter på glykemisk kontroll. For å oppnå dette vil etterforskerne utføre en serie med stabile glukosesporingsstudier der forsøkspersonene vil faste i ca. 8 timer og gjennomgå aerobic trening på et moderat og intenst nivå i 45 minutter mens insulinhastigheten holdes på et lavt nivå (subjektets basalverdi). hastighet), middels (basal x 1,5) og høy (basal x 3) insulininfusjonshastighet. Pasientens basalhastigheter vil bli hentet fra injiserte basalinsulinmengder, slik som NPH/glargin/detemir, eller basalhastigheter hos de som bruker insulinpumper og vil bli justert for HbA1c, som beskrevet i OHSU AP-systemet. Di-deuterert glukose (6,6-2H2-glukose) som ikke er radioaktivt og som kan metaboliseres via vanlige veier i menneskekroppen vil være det stabile sporstoffet. Hvert individ per arm vil gjennomgå 3 10-timers studier mens blodsukker-, insulin- og glukagonnivåer fanges gjennom hele studien, og katekolamin- og fettsyrenivåer blir fanget under og like etter treningsperioden, som skissert nedenfor. Glukosesporingsnivåer vil bli målt ved OHSU gjennom Bioanalytical Shared Resource/PK kjernelaboratoriet, og beregning av hastigheten på utseende (Ra) og hastigheten på forsvinningen (Rd) av glukose vil bli utført av våre kolleger ved McGill University ved å bruke en ikke-stabil tilstandsmodell for glukosedynamikk.

Dataene innhentet fra denne studien vil informere en oppdatert modell for glukoseregulering i type 1 diabetes, og gi trening som input til modellen, som vil bli brukt i et modell prediktiv kontroll (MPC) system for å håndtere type 1 diabetes. Et slikt system kan brukes til å levere insulin og/eller glukagon for å håndtere glykemiske endringer under og utenfor trening.