Captação de glicose mediada por contração (exercício) como um alvo terapêutico no diabetes tipo 2

Objetivo 1: Determinar se a infusão aguda de nitroprussiato de sódio, um doador de NO, aumenta a captação de glicose nas pernas em repouso em pacientes com diabetes tipo 2.

Vinte pacientes diabéticos tipo 2 do sexo masculino com idades entre 30 e 60 anos serão recrutados em nossa clínica e por meio de anúncio. Os critérios de inclusão:

• não fumantes
• livre de doença coronariana evidente (ECG de estresse)
• índice de massa corporal < 35 kg.m-2
• glicose plasmática em jejum > 7 mmol.L-1 e/ou níveis de glicose plasmática pós-carga oral de glicose de 75 g > 11,1 mmol.L-1
• não medicado (dieta controlada)

As respostas do fluxo sanguíneo da perna (termodiluição) e da captação de glicose (diferenças arteriovenosas) a três doses cumulativas de nitroprussiato de sódio (0,1, 0,3 e 0,6 ug.kg-1.min-1, 10 minutos por dose) infundidas na artéria femoral utilizando técnicas estabelecidas em nosso laboratório serão avaliadas. As doses são baseadas em nossas extensas observações não publicadas e foram calculadas para se situar na parte linear da curva dose-resposta e para induzir efeitos hemodinâmicos locais e não sistêmicos. Como controle também avaliaremos as respostas ao vasodilatador independente de nitrato, Verapamil (Isoptin) (1, 3 e 6 ug.kg-1.min-1 Doses). O verapamil é um antagonista dos canais de cálcio que causa vasodilatação por ações diretas no músculo liso. As doses serão tituladas para dar respostas de fluxo sanguíneo semelhantes e as duas drogas serão administradas em ordem aleatória com um período de wash-out de 60 minutos. As doses de verapamil serão determinadas em experimentos piloto. Biópsias do vasto lateral serão realizadas no início e após a dose mais alta de cada droga e a translocação de cGMP e GLUT-4 medida.

Uma única biópsia do vasto lateral será realizada como comparação com diabéticos tipo 2.

Significado: Este estudo determinará se a suplementação aguda de NO estimula a translocação muscular de GLUT-4 e a captação de glicose em pacientes com diabetes tipo 2.

Estudo Piloto: Determinar se os nitratos orais aumentam os níveis de NO exalado em voluntários saudáveis ​​e comparar o mononitrato de isossorbida (ISMN) com o tetranitrato de pentaeritritol (PETN) para determinar qual droga é mais eficaz em aumentar o NO exalado.

Quinze voluntários saudáveis ​​do sexo masculino (conforme determinado por meio de triagem médica) com idade entre 18 e 65 anos serão recrutados por meio de anúncio. Os critérios de inclusão para controles saudáveis ​​serão:

• não fumantes
• livre de doença coronariana evidente (ECG)
• índice de massa corporal < 30 kg.m-2
• glicose plasmática em jejum < 6,1 mmol.L-1
• não medicado

Amostras de sangue serão obtidas e um teste oral de tolerância à glicose (OGTT) será realizado. O óxido nítrico exalado (NO) basal e o fluxo sanguíneo pulmonar serão medidos em colaboração com o Dr. Bruce Thompson do Departamento Respiratório Alfred. O nitroprussiato de sódio (SNP) é um doador conhecido de NO e será utilizado como controle positivo. Após as medições iniciais, os participantes receberão uma infusão intravenosa (veia do antebraço) de SNP (titulada de 0,3 ug/kg/min até um máximo de 3 ug/kg/min durante 30 minutos). A pressão arterial será monitorada através de um esfigmomanômetro automatizado. Após a infusão, o NO exalado e o fluxo sanguíneo pulmonar serão medidos.

Os participantes iniciarão a segunda fase do estudo para determinar se ISMN e PETN aumentam os níveis de NO exalado e para determinar qual droga é mais potente a esse respeito.

Visita 2, 3 e 4: Os participantes receberão cada um dos seguintes medicamentos do estudo em um desenho de quadrado latino aleatório:

• Placebo administrado uma vez na manhã da Visita 2, 3 ou 4,
• mononitrato ISMN de liberação prolongada (120mg ) administrado uma vez na manhã da Visita 2, 3 ou 4; &
• tetranitrato de pentaeritritol (160mg administrado uma vez na manhã da Visita 2, 3 ou 4).

Haverá um período de wash-out de 7 dias entre cada tratamento/visita. Os participantes serão submetidos a medições repetidas de NO exalado, fluxo sanguíneo pulmonar e OGTT três horas após a administração de cada medicamento do estudo. O sangue será coletado antes e a cada hora após o participante ter tomado cada medicamento para medição de metabólitos de NO (por exemplo, nitrito/nitrato, nitrosotióis, nitrosohemoglobina). Medicamentos à base de nitrato são ocasionalmente associados a cefaléia e tontura. Dores de cabeça podem ser tratadas com paracetamol.

Os desfechos na linha de base e pós-tratamentos serão:

• Pós carga oral de glicose de 75g
• Níveis de NO exalado
• Fluxo sanguíneo pulmonar

Significado: Uma vez determinado o doador de NO mais eficaz, ele será utilizado no estudo de nitrato crônico descrito no Objetivo 2.

Objetivo 2: Determinar se a terapia crônica com nitrato por 12 semanas melhora a tolerância à glicose e HbA1c em pacientes com diabetes tipo 2.

Vinte indivíduos do sexo masculino com diabetes tipo 2 com idade entre 30 e 60 anos e que atendam aos critérios de inclusão especificados no Objetivo 1 serão recrutados em nossas clínicas e por meio de anúncio. Os pacientes serão randomizados para 12 semanas de tratamento com terapia de nitrato de ação prolongada (mononitrato de isossorbida 60 mg por dia, Imdur) e placebo (desenho cruzado). Os endpoints primários serão:

• hemoglobina glicada (HbA1c)
• captação de glicose corporal total em repouso (metodologia do rastreador de glicose estável, (39-41))
• captação de glicose corporal total após (0-2 horas) uma carga oral de glicose de 75 g (metodologia do traçador)
• translocação de cGMP e GLUT-4 do músculo esquelético (biópsia do músculo vasto lateral antes e depois da carga de glicose)
• glicogênio muscular esquelético, lactato, fosfocreatina, creatina e ATP Significado: Este estudo determinará se a terapia crônica com nitrato aumenta a translocação de GLUT-4/captação de glicose e tem efeitos benéficos no controle glicêmico em pacientes com diabetes tipo 2.

Objetivo 3:

Determinar se a infusão aguda de AICAR, um análogo do AMP, aumenta a captação de glicose nas pernas em repouso em pacientes com diabetes tipo 2.

Vinte homens saudáveis ​​e vinte homens diabéticos tipo 2 com idade entre 30 e 60 anos serão recrutados em nossa clínica e por meio de anúncio. Os critérios de inclusão para os diabéticos serão:

• não fumantes
• livre de doença coronariana evidente (ECG de estresse)
• índice de massa corporal < 35 kg.m-2
• glicose plasmática em jejum > 7 mmol.L-1 e/ou níveis de glicose plasmática pós-carga oral de glicose de 75 g > 11,1 mmol.L-1
• não medicado (dieta controlada)

O fluxo sanguíneo da perna (termodiluição) e a captação de glicose (diferenças arteriovenosas) respondem a uma infusão intrafemoral de 60 minutos de AICAR (1 mg.kg-1.min-1, Clinalfa, Suíça) utilizando técnicas estabelecidas em nosso laboratório serão avaliadas. Como controle, também mediremos as respostas à infusão de veículo (solução salina) antes de iniciar a curva de resposta à dose (60 min). Ácidos graxos livres plasmáticos, glicerol, triglicerídeos e lactato serão determinados e gasometrias serão medidas para avaliar o quociente respiratório. As biópsias do vasto lateral serão realizadas no início e após o AICAR e os seguintes parâmetros quantificados:

• atividade AMPK
• nNOS fosforilação
• atividade NOS
• Translocação GLUT-4