Anaboliczny wpływ okołooperacyjnego odżywiania insuliną u pacjentów poddawanych CABG

Operacja na otwartym sercu wiąże się z reakcją kataboliczną, która charakteryzuje się hiperglikemią i utratą białka w całym organizmie. Wyniki poprzedniego badania wykazały, że zmniejszenie rozpadu i syntezy białek całego ciała u pacjentów otrzymujących insulinę i izokaloryczne ilości glukozy (klamra hiperinsulinemiczno-normogglikemiczna, HNC) po operacji pomostowania aortalno-wieńcowego (CABG). Ponieważ oksydacja białek nie uległa zmianie, a stężenia aminokwasów w krążeniu zmniejszyły się (hipoaminokwasica) w obecności insulinoterapii, bilans białkowy całego organizmu pozostał ujemny, tj. pacjenci nadal byli w stanie katabolicznym. Badacze stawiają hipotezę, że ten brak efektu anabolicznego wynika z braku podaży substratów anabolicznych (aminokwasów). Głównym celem tego badania jest przetestowanie hipotezy, że insulina podawana w ramach klamry hiperinsulinemiczno-normogglikemicznej w trakcie i bezpośrednio po CABG:

1. Wywoła pozytywny bilans białkowy w całym organizmie, jeśli zostanie uzupełniony dożylnymi aminokwasami (AA) w ilościach pozwalających na zachowanie prawidłowego stężenia AA w osoczu (izoaminokwasica) oraz
2. Jeszcze bardziej poprawi równowagę białkową w całym organizmie, jeśli zostanie połączona z infuzją AA w ilościach zwiększających stężenie AA w osoczu do ponadnormalnych poziomów (hiperaminokwasica). Główny wynik, równowaga białkowa w całym organizmie, zostanie zmierzona 2 godziny po operacji na oddziale intensywnej terapii jednostka. Cele drugorzędne obejmują (1) pomiar syntezy albumin w wątrobie i (2) ocenę zmian w środowisku metaboliczno-endokrynnym.

Metody: Do badania zostanie włączonych 30 pacjentów zaplanowanych do planowego zabiegu CABG wymagającego krążenia pozaustrojowego. Pacjenci, którzy wyrażą zgodę, zostaną losowo podzieleni na 3 grupy. Pacjenci z grupy 1 otrzymają HNC od początku operacji do końca ośmiogodzinnego okresu badania po operacji. Żadne aminokwasy nie zostaną podane. Pacjenci w grupie 2 otrzymają HNC i AA (Travasol Baxter, Deerfield IL) podczas i po operacji w ilości odpowiadającej 20% wydatku energetycznego pacjenta (EE) mierzonego przed operacją w celu utrzymania izoaminokwasicy. Pacjenci z grupy 3 otrzymają HNC i Travasol podczas i po zabiegu chirurgicznym w ilości odpowiadającej 35% EE pacjenta w celu wywołania hiperaminokwasicy. HNC będzie składać się z wlewu insuliny 5 mU/kg/min połączonego ze zmiennym wlewem glukozy (dekstroza 20%) w celu utrzymania normoglikemii (4-6 mmol/l). Bilans białka w całym organizmie zostanie oceniony na podstawie kinetyki znacznika L-[1-13C]leucyny. Bilans białek zostanie obliczony jako synteza białek minus szybkość pojawiania się leucyny (Ra), przy czym wartości dodatnie wskazują na anabolizm, a wartości ujemne na katabolizm. Metabolizm glukozy w całym organizmie zostanie oceniony za pomocą znaczników stabilnych izotopów [6,6-2H2]glukozy. Synteza albuminy wątrobowej zostanie określona przy użyciu ciągłego wlewu wstępnego L-[2H5]fenyloalaniny. Pomiary przedoperacyjne zostaną wykonane rano przed operacją. Badania pooperacyjne będą prowadzone 2 godziny po operacji na oddziale intensywnej terapii. Pacjenci będą obserwowani przez 12 godzin po operacji. Kinetyka leucyny całego ciała między dwiema grupami zostanie przeanalizowana przy użyciu ANOVA dla powtarzanych pomiarów. Istotność statystyczna zostanie ustalona jako P<0,05. Wszystkie przedstawione wartości p są dwustronne.

Kinetyka śladu:

Pomiary metabolizmu leucyny i glukozy w całym organizmie wykonano w warunkach poabsorpcyjnych w dniu poprzedzającym operację oraz po operacji na oddziale intensywnej terapii. Kinetykę glukozy i leucyny w osoczu, tj. szybkość pojawiania się glukozy i leucyny (Ra), utlenianie leucyny i nieutleniające usuwanie leucyny, określono przez zagruntowaną stałą infuzję śladowych ilości L-[1-13C]leucyny i [6 ,6-2H2]glukoza. Próbki krwi i wydychanego powietrza pobrano przed infuzją, aby przeanalizować podstawowe wzbogacenia. Dawki pierwotne NaH13CO3 (1 µmol/kg, dożylnie), L-[1-13C]leucyny (4 µmol/kg, iv) i [6,6-2H2]glukozy (22 µmol/kg, iv), a następnie poprzez infuzję L-[1-13C]leucyny (0,06 µmol.kg-1.min-1) i [6,6-2H2]glukoza (0,44 µmol.kg-1.min-1). W celu oznaczenia wzbogacenia izotopowego 13CO2 pobrano cztery próbki wydychanego powietrza po 150, 160, 170 i 180 minutach wlewu izotopu.

Kinetykę leucyny i glukozy w całym organizmie obliczono za pomocą konwencjonalnej techniki rozcieńczania izotopów, stosując losowy model z dwiema pulami w warunkach stanu ustalonego. W izotopowym stanie stacjonarnym Ra nieznakowanego substratu w osoczu pochodzi ze wzbogacenia izotopowego osocza, wyrażonego jako MPE, zgodnie z następującym równaniem: Ra = I.(MPEinf/MPEpl - 1), gdzie I jest szybkością infuzji znacznika , MPEinf to wzbogacenie znacznika w infuzacie, a MPEpl to wzbogacenie znacznika w osoczu. Końcowe wartości MPE reprezentują średnią wszystkich pomiarów MPE podczas każdego plateau izotopowego. Izotopowe warunki stanu ustalonego uznano za ważne, gdy CV wartości MPE przy plateau izotopowym wynosiło <5%.

W izotopowym stanie stacjonarnym przepływ leucyny (Q) określa się ilościowo za pomocą następującego wzoru: Q = S+O = B+I, gdzie S to szybkość syntezy białka z leucyny, O to szybkość utleniania, B to rozpad białka, a I to spożycie w diecie. Ponadto Q jest równe Ra (Ra = B+I) i szybkości zanikania (Rd; Rd = S+O). Kiedy badania znaczników są przeprowadzane na czczo, przepływ leucyny jest równy B. Szybkość syntezy białek oblicza się odejmując utlenianie leucyny od strumienia leucyny (S = Q-O). Bilans białkowy oblicza się jako syntezę białka minus leucyna Ra z wartościami dodatnimi wskazującymi na anabolizm i ujemnymi katabolizmem. Osocze [1-13C]α-KIC jest używane do obliczania strumienia i utleniania leucyny. α-KIC powstaje wewnątrzkomórkowo z leucyny i jest uwalniany do krążenia ogólnoustrojowego. Odzwierciedla wzbogacenie wewnątrzkomórkowej puli prekursorów dokładniej niż sama leucyna w osoczu.