Metabolizm i funkcja hipokampa u pacjentów z cukrzycą typu 1

W tym badaniu zbadamy profil neurochemiczny hipokampa i kinetykę transportu glukozy za pomocą spektroskopii rezonansu magnetycznego (MRS) u pacjentów z cukrzycą typu 1 i nieświadomością hipoglikemii oraz dopasowanymi zdrowymi kontrolami. Zbadamy również funkcję hipokampa w tych grupach pacjentów podczas euglikemii i hipoglikemii i skorelujemy te wyniki ze zmianami w profilu neurochemicznym i kinetyce transportu glukozy.

Protokół badania

Eksperymenty MRS Rankiem w dniu eksperymentów MRS, badani zgłoszą się do Centrum Badań nad Rezonansem Magnetycznym (CMRR) o 7 rano na czczo, aby wziąć udział w protokole, z którym nasza grupa ma znaczące doświadczenie. Po przybyciu zostaną oni przygotowani do badania zaciskowego poprzez wprowadzenie jednego cewnika dożylnego do jednej żyły w dole łokciowym w celu późniejszego wlewu glukozy, insuliny i potasu. Drugi cewnik dożylny zostanie umieszczony wstecznie w żyle w dystalnej części nogi w celu późniejszego pobrania krwi. Następnie zostanie rozpoczęty dożylny wlew insuliny, który w razie potrzeby zostanie dostosowany, aby stężenie glukozy we krwi osiągnęło 95 mg/dl. Krew będzie pobierana co 10 minut w celu pomiaru poziomu glukozy na pobliskim urządzeniu Analox w celu dostosowania szybkości wlewu insuliny. Eksperyment rozpocznie się, gdy badany osiągnie poziom 95 mg/dl. W czasie 0 dożylny wlew insuliny zostanie ustalony na 1 mU/kg/min, próbki glukozy we krwi będą pobierane co 5 minut, a w razie potrzeby zostanie podany dożylny wlew glukozy (20% dekstrozy) w celu utrzymania stężenia glukozy we krwi na poziomie 95 mg/dl. Po +5 minutach badani zostaną umieszczeni w magnesie. Stężenie glukozy we krwi będzie utrzymywane na poziomie 95 mg/dl przez następne 25 minut w miarę wybierania objętości zainteresowania (VOI) hipokampa i zbierania podstawowych danych MRS. W + 30 minucie pacjentom zostanie podany dożylny bolus glukozy w ciągu 1-2 minut, stosując formułę podawania 2 mg glukozy/kg masy ciała na każdy pożądany wzrost o 1 mg/dl, którą nasza grupa stosowała wcześniej z powodzeniem. Natychmiast po wstrzyknięciu bolusa rozpocznie się ciągła infuzja 20% dekstrozy, a szybkość podawania zostanie dostosowana w celu utrzymania pożądanego docelowego stężenia glukozy wynoszącego 200 mg/dl, 300 mg/dl lub 400 mg/dl. Dane MRS będą zbierane w sposób ciągły począwszy od 10 minut przed wstrzyknięciem bolusa (linia bazowa) do końca badania ~60 minut po bolusie, co jest wystarczające do osiągnięcia stężenia glukozy w stanie stacjonarnym w mózgu i utrzymania go przez co najmniej 20 minut . Po zakończeniu badania infuzje zostaną przerwane; pacjent wznowi swój zwykły schemat podawania insuliny i otrzyma posiłek. Pacjenci z cukrzycą zostaną przygotowani do tego protokołu poprzez poinstruowanie ich, aby kontrolowali cukrzycę w taki sposób, aby zminimalizować ilość podskórnej insuliny obecnej w czasie badania bez powodowania hiperglikemii w dniu poprzedzającym badanie (tj. pacjenci z pompą przestaną pompować po przybyciu na miejsce, pacjenci leczeni glarginą przyjmą ostatnią dawkę glargine 24 godziny przed rozpoczęciem badania). Po zakończeniu badania uczestnicy będą mogli powrócić do zwykłego schematu podawania insuliny.

Testy neurokognitywne Rankiem w dniu testu neurokognitywnego uczestnicy zgłaszają się do Instytutu Nauk Klinicznych i Translacyjnych o 7 rano na czczo. Pacjenci z cukrzycą będą mieli sprawdzany poziom glukozy we krwi, aby upewnić się, że poziom glukozy we krwi wynosi od 90 do 200 mg/dl. Jeśli stężenie glukozy we krwi nie mieści się w zakresie docelowym, zostanie zastosowane leczenie w celu skorygowania stężenia glukozy lub badanie zostanie przełożone. Uczestnicy zostaną poddani testom neurokognitywnym za pomocą California Verbal Learning Test - Second Edition (CVLT-II) oraz podtestom z Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS): Pamięć historii (natychmiastowa i opóźniona), Rozpiętość cyfr i Kodowanie. Po zakończeniu badań neurokognitywnych w każdym przedramieniu zostanie umieszczony cewnik dożylny w celu wykonania kolejnych infuzji i pobrania krwi. Insulina będzie podawana z szybkością 2,0 mU/kg/min razem z fosforanem potasu (4 mEq/godz.), a poziom glukozy we krwi zostanie obniżony do 55 mg/dl, a następnie utrzymany na tym poziomie przez zmienny wlew 20% dekstrozy. Próbki glukozy we krwi będą pobierane co 5 minut w celu pomiaru glukozy. Gdy docelowy poziom glukozy we krwi zostanie osiągnięty na poziomie 55, podmiot ponownie przejdzie testy neurokognitywne. Po zakończeniu testów neurokognitywnych badani zostaną nakarmieni i przywrócona zostanie euglikemia.