Odpowiedź glukagonu na posiłkowe podawanie insuliny u osób z cukrzycą typu 1

Regulacja i odpowiedź glukagonu u osób z T1D w stanie podstawowym iw odpowiedzi na różne bodźce pozostaje niejasna. Dr Philip Cryer wcześniej informował, że u młodych osób dorosłych z T1D z przebiegiem choroby 16+9 lat brak wydzielania endogennej insuliny skutkuje zwiększonym wydzielaniem glukagonu po mieszanym posiłku, dochodząc do wniosku, że insulina endogenna wzajemnie reguluje alfa- wydzielanie glukagonu w komórkach, a także sugeruje, że dysregulacja glukagonu może odgrywać ważną rolę w hiperglikemii poposiłkowej w T1D. Co ciekawe, ostatnie badania na ludzkich wysepkach wykazały, że insulina hamuje przeciwregulacyjne wydzielanie glukagonu poprzez efekt parakrynny, w którym pośredniczy zależna od SGLT2 stymulacja uwalniania somatostatyny. Ważną luką w naszej wiedzy jest to, czy czas posiłkowych dawek insuliny wpływa na odpowiedź glukagonu na bodziec hiperglikemiczny u pacjentów z T1D, którzy mają niewykrywalny peptyd C.

Kurs T1D. Ogólnie rzecz biorąc, do wystąpienia ciężkiej hiperglikemii konieczna jest utrata 80% funkcji komórek beta. Endogenne wydzielanie insuliny zanika prawie całkowicie w ciągu 3 do 5 lat od rozpoznania. U dzieci z nowo rozpoznaną T1D poziomy glukagonu były silnie związane z glikemią poposiłkową, ale nie z poziomem HbA1c. Donoszono również, że hiperglukagonemia poposiłkowa znacznie się pogarsza, podczas gdy wydzielanie peptydu C spada w pierwszym roku choroby. Również u dzieci z T1D powyżej pięciu lat poposiłkowy poziom glukagonu wzrósł o 160% od jednego do sześćdziesięciu miesięcy po postawieniu diagnozy (8), a u dzieci z chorobą trwającą 6,9 + 4 lata poziom glukagonu był silnie skorelowany z poposiłkowym stężeniem glukozy i słabo skorelowane z poziomami HbA1C. Badanie na dorosłych z T1D przeprowadzone w Chinach wykazało, że poposiłkowe poziomy glukagonu były wyższe u pacjentów z T1D w pierwszym roku choroby w porównaniu z osobami z dłuższym przebiegiem choroby, a epizody hipoglikemii były rzadsze u nowo zdiagnozowanych pacjentów, co sugeruje, że funkcja wydzielnicza glukagonu może ulec upośledzeniu wraz z dłuższym czasem trwania choroby. Badania te sugerują, że rozregulowanie glukagonu może wpływać na kontrolę glukozy za pomocą egzogennej insuliny i że rozregulowanie to może zmieniać się wraz z czasem trwania choroby.

Hiperglikemia poposiłkowa zwiększa zmienność glikemii, trudności w dawkowaniu insuliny i ogólną niestabilność kontroli glikemii. Niedawna analiza z badania T1D Exchange, w którym wzięło udział 4768 uczestników w wieku poniżej 26 lat z kliniczną diagnozą T1D od co najmniej 1 roku, wykazała, że ​​21% uczestników zgłosiło podawanie insuliny kilka minut wcześniej, 44% bezpośrednio przed, 10% w trakcie i 24% po posiłku. Co ciekawe, uczestnicy, którzy zgłaszali podawanie insuliny w trakcie lub po posiłku, częściej zgłaszali pominięcie ≥1 dawki insuliny doposiłkowej tygodniowo w porównaniu z tymi, którzy podawali insulinę przed posiłkami. Ponadto subanaliza wykazała, że ​​uczestnicy, którzy dawkowali insulinę doposiłkową w okresie poposiłkowym, mieli gorszą kontrolę glikemii i większą częstość występowania ciężkiej hipoglikemii. Jednak pomimo tych ostatnich wyników, pacjentom często zaleca się podawanie insuliny po jedzeniu, ponieważ ilość przyjmowanych kalorii jest niepewna. Zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw wyższego poposiłkowego szczytu glukozy w przypadku opóźnionego podawania insuliny może pomóc klinicystom w ustaleniu odpowiedniego czasu podawania insuliny u pacjentów z T1D z długim przebiegiem choroby.

Regulacja glukagonu:

Do badania regulacji glukagonu zastosowano różne modele. Ponieważ zarówno hiperglikemia, jak i hipoglikemia stymulują komórki alfa do wytwarzania glukagonu, zarówno brak insuliny wewnątrz wysepek, jak i ta odpowiedź glukagonu w kształcie litery U przyczyniają się do rozregulowania glukozy w T1D. Donoszono, że u pacjentów z T1D z czasem trwania choroby 26,4+7,5 lat poziom glukagonu wzrastał w odpowiedzi na OGTT w warunkach euglikemii i hiperglikemii, jednak względny udział hiperglukagonemii w glikemii poposiłkowej wzrasta w obecności lub brak insuliny przedposiłkowej nie został jednoznacznie wyjaśniony. Nie badano, czy egzogenna insulina w odpowiednim czasie może modyfikować odpowiedź glukagonu na wahania glukozy. Jako takie, to badanie pilotażowe ma na celu scharakteryzowanie odpowiedzi glukagonu na hiperglikemię w czasie posiłku i porównanie różnicy w wydzielaniu glukagonu, gdy insulina w bolusie do posiłku jest podawana przed posiłkiem i po posiłku, w celu zrozumienia czynników, które przyczyniają się do szczytu po posiłku - posiłkowy poziom glukozy we krwi i AUC glukozy we krwi po mieszanym posiłku w tej populacji docelowej.

Hipoteza

1. Pacjenci z wyższą odpowiedzią glukagonu na bodziec złożony z posiłku będą mieli wyższy szczytowy poziom glukozy po posiłku i większe AUC glukozy po posiłku.
2. Bolus insuliny podany przed posiłkiem (20 min przed posiłkiem) spowoduje niższy szczytowy poziom glukozy po posiłku, niższy AUC i niższy poziom glukagonu po posiłku
3. Insulina w bolusie podana po posiłku (20 min po posiłku) spowoduje wyższy szczytowy poziom glukozy po posiłku, wyższe AUC glukozy po posiłku i wyższe poziomy glukagonu
4. Będzie istniała korelacja między szczytową poposiłkową odpowiedzią glukagonu a AUC glukozy po posiłku, od 0 do 180 minut.

Plany badawcze Badanie zostanie przeprowadzone w Centrum Diabetologicznym (Intensive Research Unit, część CTSA) w Barnes Jewish Hospital/Washington University w St Louis.

Wizyty studyjne

• Badanie przesiewowe zostanie przeprowadzone przez telefon i z przeglądem dokumentacji medycznej, jeśli wymagane laboratoria zostały wykonane w ciągu ostatnich 6 miesięcy
• Wizyty A i B będą realizowane w kolejności losowej
• Dane demograficzne, przegląd historii cukrzycy, przyjmowanych leków i alergii zostaną zapisane podczas pierwszej wizyty studyjnej. Dawki insuliny i skuteczność aktualnego stosunku węglowodanów zostaną ocenione i zapisane. Dawki insuliny doposiłkowej zostaną ustalone podczas pierwszej wizyty badawczej.
• Insulina doposiłkowa będzie podawana we wstrzyknięciu przez pielęgniarkę badającą w celu ujednolicenia procedury podawania.
• Parametry życiowe, wzrost i waga będą wykonywane podczas każdej wizyty
• Peptyd C zostanie sprawdzony w laboratoriach na czczo podczas pierwszej wizyty studyjnej
• Wyjściowe stężenie glukozy powinno wynosić od 80 do 140 mg/dl. W przypadku, gdy wyjściowy poziom glukozy nie mieści się w docelowym zakresie, wizyta studyjna zostanie przełożona.
• Krew pełna zostanie pobrana w próżniakach przez założony na stałe obwodowy cewnik żylny pod nadzorem pielęgniarki.
• Próbki zostaną zdeidentyfikowane przed wysłaniem do laboratorium.
• Nie będą wykonywane żadne badania genetyczne.

Odwiedź A

• Poziomy glukozy na czczo, 30, 60, 120 i 180 minut
• Poziomy glukagonu na czczo, 30, 60, 120 i 180 minut
• Zwykła dawka insuliny zostanie podana 20 minut przed prowokacją z mieszanym posiłkiem z preparatem Sure Plus*

Odwiedź B

• Glukoza na czczo, 30, 60, 120 i 180 minut
• Poziomy glukagonu na czczo, 30, 60, 120 i 180 minut
• Zwykła dawka insuliny zostanie podana 20 minut po prowokacji mieszanym posiłkiem

Zapewnienie Plusa*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) przy 6 cm3/kg (maks. 360 cm3), zawartość na 100 ml: węglowodany 21,5 grama, białko 5,5 grama, pod nadzorem pielęgniarki.

Środki laboratoryjne:

Core Laboratory for Clinical Studies na Washington University (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) zmierzy glukozę na platformie Roche cobas c510 przy użyciu sprzężonego testu enzymatycznego firmy Roche (heksokinaza, dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa). Szybkość tworzenia NADPH jest wprost proporcjonalna do stężenia glukozy i mierzona fotometrycznie. Niedokładność między dniami wynosi zwykle <2,0% CV. CLCS będzie również mierzyć peptyd C na platformie Roche cobas e601 przy użyciu testu immunologicznego z elektrochemiluminescencją kanapkową firmy Roche. W tym teście biotynylowane przeciwciało monoklonalne swoiste wobec peptydu C i przeciwciało monoklonalne swoiste wobec peptydu C wyznakowane kompleksem rutenu wiążą się z peptydem C, tworząc kanapkę. Następnie za pomocą mikrocząstek pokrytych streptawidyną kompleks jest wciągany do celi pomiarowej i pozostaje tam, podczas gdy niezwiązany materiał jest wypłukiwany. Przyłożenie napięcia do elektrody indukuje emisję chemiluminescencyjną, która jest mierzona przez przyrząd. Precyzja między seriami zwykle waha się od 1,9 do 2,7% CV.

Glukagon mierzy się za pomocą zestawu radioimmunologicznego firmy Millipore. Jest to kompetycyjny test immunologiczny wykorzystujący glukagon znakowany I-125 i przeciwciało swoiste dla glukagonu. Jego deklarowana precyzja między testami wynosi 12% CV. Typowa precyzja wewnątrzprzebiegowa wynosi 2,0 - 3,0 % CV w naszych rękach.

Metody analizy danych Analiza danych zostanie przeprowadzona przy użyciu STATA 15.1 dla Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, Stany Zjednoczone). Obliczenie wielkości próby zakłada, że ​​szczytowa glikemia poposiłkowa wzrośnie o 80 +/-20 mg/dl w grupie otrzymującej insulinę przed posiłkiem i 140 +/-20 mg/dl w grupie otrzymującej insulinę po posiłku. Zatem oczekiwany średni szczytowy poziom glukozy poposiłkowej wyniesie do 220 mg/dl podczas wizyty A, a średni szczytowy poziom glukozy poposiłkowej wyniesie do 280 mg/dl podczas wizyty B. Wielkość próbki będzie miała 80% moc wykrywania różnicy między grupy przy p<0,05. Przyjęliśmy korelację między wizytami A i B na poziomie 0,5. Wielkość próby została skorygowana o przewidywaną utratę obserwacji 10% uczestników. Obliczona wielkość próby to 10 uczestników z pełnymi zestawami danych dostępnymi dla 8 uczestników. Randomizacja badania jest zaprojektowana w następujący sposób: 5 uczestników najpierw weźmie udział w Wizycie A, a następnie w Wizycie B. Pozostałych 5 uczestników najpierw weźmie udział w Wizycie B, a następnie w Wizycie A. AUC poposiłkowej glukozy i glukagonu oraz maksymalne poposiłkowe piki glukozy i glukagon zostanie przeanalizowany przy użyciu sparowanego studenta T. Zależności między zmiennymi oceniano za pomocą testu korelacji Spearmana.