Jak regulowana jest superkompensacja glikogenu w ludzkim mięśniu szkieletowym (Supercomp)

W badaniu wzięło udział dziewięciu zdrowych, średnio sprawnych ochotników płci męskiej. Osoby badane wyraziły pisemną świadomą zgodę po poinformowaniu ich o możliwym ryzyku i dyskomforcie związanym z badaniem. Badanie zostało zatwierdzone przez regionalną komisję etyczną w Danii (numer dziennika: H-4-2013-071) i zostało wykonane zgodnie z Deklaracją Helsińską II.

Wszyscy pacjenci przeszli 3 badania kliniczne (dzień 1, dzień 2 i dzień 5) podczas 5-dniowego reżimu superkompensacji glikogenu. Badanych poproszono o powstrzymanie się od aktywności fizycznej i stosowanie kontrolowanej diety zawierającej 60% węglowodanów (CHO) przez 4 dni przed pierwszymi eksperymentami.

Po przybyciu do laboratorium w dniu 1, badani wykonywali ćwiczenie prostownika kolana na jednej nodze przez 1 godzinę przy 80% PWL, przeplatane 5-minutowymi atakami przy 90% PWL. Następnie wykonywano ćwiczenia interwałowe aż do wyczerpania, zawierające 4-minutowe ataki rozpoczynające się przy 100% PWL, po których następowała 1 minuta przy 50% PWL. Po zaprzestaniu ćwiczeń badani brali prysznic i odpoczywali w pozycji leżącej przez 4 godziny. Następnie zainicjowano 120-minutową hiperinsulinemiczną klamrę euglikemiczną poprzez wstrzyknięcie insuliny w bolusie (9,0 mU/kg, Actrapid, Novo Nordisk, Dania), a następnie ciągły wlew insuliny (1,42 mU/kg/min insuliny) osiągając poziom insuliny w osoczu około 100 µU /ml (n=9). Co najmniej 2 godziny przed zaciskiem insulinowym cewniki umieszczono w obu żyłach udowej, jednej przedłokciowej i jednej żyle grzbietowej ręki. Podkładkę rozgrzewającą umieszczono wokół dolnej części ramienia i dłoni w celu „arterializowania” krwi pobieranej z żyły ręki. Wychwyt/uwalnianie substratu przez nogi obliczono przez pomnożenie różnicy między tętnicami a żyłami (AV) w stężeniu substratu krwi przez tętniczy przepływ krwi w tętnicy udowej (zmierzony za pomocą ultradźwięków, Philips DICOM). Poziomy glukozy we krwi utrzymywano na wcześniej określonym docelowym poziomie euglikemii przez ciągłe dostosowywanie szybkości infuzji glukozy (GIR) (20% roztwór glukozy; Fresenius Kabi, Szwecja). Jednoczesne pomiary substratowych różnic AV i przepływu krwi wykonywano co 20 minut. Biopsje mięśni z m. vastus lateralis uzyskano w znieczuleniu miejscowym (3-5 ml ksylokainy, 20 mg/ml.) w stanie podstawowym i po stymulacji insuliną (120 min) za pomocą techniki biopsji igłowej. Próbki mięśni zamrożono w ciągu 20 sekund w ciekłym azocie i przechowywano w temperaturze -80°C do dalszej analizy. Przy każdej biopsji wykonywano nowe nacięcie w odległości 4-5 cm od siebie.

Ta procedura zaciskania insuliny w połączeniu z biopsją mięśnia podstawowego i stymulowanego insuliną została powtórzona w stanie spoczynku (bez wcześniejszego wysiłku fizycznego) w dniu 2 i dniu 5. Badani przybyli rano na czczo w dniu 1, dniu 2 i dniu 5. Podczas 5-dniowego reżimu superkompensacji badanym podawano z góry ustaloną dietę izokaloryczną zawierającą 80% węglowodanów, 10% tłuszczu i 10% białka. Wszystkie produkty żywnościowe były dostarczane badanym, a przestrzeganie reżimu dietetycznego sprawdzono za pomocą ankiety.