Fett- og glukosemetabolisme i matet og fastende tilstand hos pasienter med lav skjelettmuskelmasse

Design. Dette er en prospektiv case-kontrollstudie som undersøker fett- og glukosemetabolisme hos pasienter med lav muskelmasse under langvarig faste, og sammenligner resultatene med resultatene fra friske kontroller.

Omgivelser. Alle barn ble innlagt på Barne- og ungdomsmedisinsk avdeling, Rigshospitalet, og alle voksne ble innlagt på Nevrologisk avdeling, Rigshospitalet kl. 16.00 for en 24-timers fasteperiode.

Protokoll. Protokollen besto av to besøk. Et pre-eksperimentelt besøk og et studiebesøk.

Pre-eksperimentelt besøk. Total muskelmasse presentert som mager kroppsmasse (LBM) ble målt ved DEXA-skanning. Videre inkluderte pre-eksperimentelle forberedelser at alle forsøkspersoner ble instruert til å følge nasjonale ernæringsanbefalinger med et sunt kosthold bestående av mindre enn 30 % fett, lavt fettprotein, langkjedede karbohydrater og minimere sukkerinntaket tre dager før studien.

Studiebesøk. Pasientene ble innlagt på sykehuset kl. 16.00 for IV-kateterplassering og et standardisert kveldsmåltid kl. 17.00. To venekatetre ble satt inn, ett i cubitalvenen (for stabil-isotopinfusjon) og ett i den distale cefaliske venen (for blodprøvetaking). En varmepute som dekket hånden og den distale underarmen sørget for shunting av arterielt blod til venene for å få arterialisert blod. En primet infusjon med konstant hastighet av [U-13C]-palmitat (0,0026 mg kg-1 min-1, primet med en 0,085 mg kg-1 NaH13CO3 bolus) og [D2]-glukose (0,0728 mg kg-1 min-1) , primet med en 3,203 mg kg-1 D2-glukosebolus) ble levert av en Gemini PC2-pumpe (IMED, San Diego, CA). Utarbeidelse av sporstoffer og sporstoffberegninger ble utført som beskrevet.

Blod- og luftprøver ble tatt rett før start av infusjon av de stabile isotoper, og igjen etter 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 og 24 timers faste (figur 1). Gassutvekslingsmålinger (indirekte kalorimetri) ble utført med en metabolsk vogn (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Milano, Italia). På samme tidspunkt ble utåndet luft samlet i en 15 L Douglas-pose (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA) og 10 ml prøver ble overført til vakuumrør (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) for 13CO2-analyse.

Blodsukkernivåene ble overvåket kontinuerlig ved alle blodprøvetakingstider og hver tredje time i løpet av natten hos pasientene. Hvis forsøkspersonene utviklet symptomer på hypoglykemi (tretthet, svimmelhet, kvalme) ble blodsukkeret målt umiddelbart. Fasteperioden varte i 24 timer eller til tegn på hypoglykemi som nevnt ovenfor eller blodsukker under 3,0 mmol/L. Pasientene fikk en IV-bolus på 10 % glukose i henhold til vekt hvis tegn på hypoglykemi oppsto.

Analyser av blodprøver og utløpt 13CO2. Venøst ​​blod ble overført til avkjølte rør med EDTA (etylendiamintetraeddiksyre) (0,33M, 10μL mL-1) og sentrifugert ved 4000 rpm i 10 minutter. Plasma ble distribuert til Eppendorf-rør og umiddelbart frosset på tørris og lagret ved -80°C inntil analyse. Plasmainsulin- og glukagonanalyser ble utført ved Institutt for klinisk biokjemi ved Rigshospitalet, København, Danmark (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz Sveits). Plasmafrie fettsyrer og katekolaminer ble analysert ved spektrofotometri (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Plasmapalmitat, β-hydroksybuturat, acetoacetat, pyruvat, glyserol og aminosyrer samt 13CO2-pusteanrikning ble analysert ved gasskromatografi isotopforhold-massespektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland). Anrikninger av isotopsporstoffer ble bestemt ved bruk av gasskromatografi-massespektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland).

Glukose og laktat ble analysert på (ABL 700) umiddelbart etter at blodet ble tappet.

Shofield-ligningen ble brukt til å beregne forventet basal metabolsk hastighet for barna: Menn 10-17 år: (17,7 x vekt+657+105) og kvinner 10-17 år: (13,4 x vekt+692+112) og resultatene ble sammenlignet med hvilemetabolsk hastighet (RMR) målt ved indirekte kalorimetri, som beskrevet ovenfor, ved slutten av studien, der pasienter hadde hvilet og fastet i mer enn 8 timer.