Effekt av fysiologisk hyperglukogonemi på fettstoffmetabolisme (Glucagon)

Besøk 1 Screening: Alle forsøkspersoner vil bli utført indirekte kalorimetri for å bestemme hastigheten på energiforbruk og glukose/lipidoksidasjon i 40 minutter før alle andre prosedyrer for å oppnå en fastekalorimetri. Forsøkspersonene vil deretter ha en oral glukosetoleransetest på 75 gram for å dokumentere tilstedeværelsen av normal glukosetoleranse. Blod vil bli tatt ved -30, -15, 0 og ved 15, 30, 45, 60, 90 og 120 minutter deretter for bestemmelse av plasmaglukose, insulin, C-peptid, glukagon, FFA, glyserol, GLP-1 og GIP-konsentrasjoner. Den totale mengden blod som skal tas under OGTT er 148 ml eller ca. 10 spiseskjeer. Deltakerne vil også gjennomgå et totalt kroppsfett (DXA) og hepatisk fettinnhold (MRS). Forsøkspersonene vil også ha en rutinemessig fysisk undersøkelse, et EKG, vekt, høyde, vitale egenskaper og innsamling av tidligere medisinsk historie. Studieteamet vil også sjekke blodsukker (sukker) og blodlipid (fett) nivåer. Den totale mengden blod vi skal ta for screening av blodprøver, HbA1c, lipid og andre blodprøver er 34 ml eller omtrent 2 1/3 spiseskjeer.

Besøk 2 Måling av fettvevsmetabolisme: Forsøkspersonene (n=12) vil bli tatt opp til CRC kl. 16.00 dagen før studien og får en standardisert, vektopprettholdende diett som inneholder 50 % CHO: 30 % fett: 20 % protein. Kl. 18.00 vil forsøkspersonene motta et kontinuerlig glukagon (3 ng/kg.min, N=6) eller glukagon (6 ng/kg.min, N=6) i 12 timer. Forsøkspersonene vil forbli faste etter kl. 22.00. Prøver for glukagon, FFA, insulin og C-peptid vil bli samlet inn klokken 1700, 1730, 1800, 1900, 2100, 2300, 0100, 0300 og 0500 timer.

Kl. 06.00 den påfølgende morgenen vil forsøkspersonene motta prime-kontinuerlige sporinfusjoner av følgende i 4 timer (se figur 1):

(i) 14-C-glyserol (prime = 30 µCi; kontinuerlig infusjon = 0,3 µCi/min) for bestemmelse av total kroppshastighet av lipolyse.

(ii) 3-3H-glukose (prime = 40 µCi; kontinuerlig infusjon = 0,4 µCi/min) for bestemmelse av hastigheter for total kroppsglukoseopptreden og forsvinning.

(iii) D2O (5 g/kg fettfri masse kl. 21.00 oralt) for å bestemme hastigheten på de novo lipogenese.

Kl. 06.00 vil det bli utført en kirurgisk biopsi av subkutant abdominal fettvev for måling av hormonsensitiv (HSL) lipaseaktivitet, AMPK-aktivitet og serin-fosforylering av HSL (se figur 2), FGF-21, FAP, Beta-klotho. Insulinsignalering (IR/IRS-1 tyrosinfosforylering, PI-3 kinaseaktivitet, Akt) molekyler, GLUT4, markører for betennelse (IkB, NF-kB, T4R4TLR4, JNK, p38 MAPK, M2/M1 makrofager, IL-1, IL -6, TNF alfa, MCP-1) vil også bli målt på fettbiopsien. Lipidomanalyse for å kvantifisere mengden og typen fett i fettvevsbiopsien vil også bli utført. Etter kirurgisk biopsi av fettvev, starter sporevekvilibreringen (6AM), vil det bli tatt blod hvert 15.–30. minutt i 4 timer (6–10.00) for substrat (glukose, FFA, glyserol, triglyserider), hormon (glukagon, insulin, C-peptid, GLP-1, GIP, adiponectin, leptin, FGF21 [aktivt og totalt], FAP [nedbrytende enzym]), radioisotop (14-C-glyserol og 3-3H glukose) spesifikk aktivitet. Deltakerne vil legge hånden i en gjennomsiktig termoregulert plastboks oppvarmet til 50-60°C (122-140°F) for å sikre god blodstrøm til hånden. Pasma-prøver for radioisotopaktivitet (bakgrunn) vil bli innhentet kl. 06.00. Kl. 09.00 vil kontinuerlig indirekte kalorimetri bli utført for å bestemme hastigheten på energiforbruk og glukose/lipidoksidasjon i 40 minutter.

Glukagoninfusjonen vil fortsette gjennom den 4-timers sporinfusjonen (dvs. 06.00–10.00). Ved slutten av glukagoninfusjonen (~10 AM) vil en gjentatt måling av leverfettinnholdet bli oppnådd. Totalt vil det bli tappet 366 ml blod.

Kl. 08.00 vil insulinsensitivitetstesten utføres i løpet av de siste to timene av sporstoffinfusjonen. I løpet av de 2 timene av insulinsensitivitetstesten, vil insulin (60 mU/m2 ⋅ min) og glukose gis gjennom kateteret i venen i pasientens arm for å bestemme graden av insulinfølsomhet for hele kroppen. Det forventes ingen bivirkninger som forsøkspersonene vil oppleve under begge infusjonene.