O efeito da vasopressina na regulação da glicose (HYPERGlu)

Introdução O hormônio neuro-hipofisário arginina vasopressina (AVP), também conhecido como hormônio antidiurético, foi um dos primeiros hormônios identificados por suas propriedades vasopressinas em 1895 por Oliver e Schäfer. Eles mostraram que o extrato da glândula pituitária aumentou a pressão arterial em cães anestesiados. A AVP é sintetizada principalmente no núcleo paraventricular e supraóptico do hipotálamo. O hormônio é transferido para o lobo neural da hipófise posterior, onde é liberado para a circulação. Os órgãos-alvo percebem os estímulos hormonais por três receptores diferentes: V1a, V1b e V2. O receptor V1a é expresso principalmente na parede vascular e é responsável pela vasoconstrição. O receptor V1b é encontrado principalmente na hipófise anterior, mediando a secreção do hormônio corticotropina adrenal, enquanto o receptor V2 é expresso principalmente nos túbulos do néfron, desencadeando a reabsorção de água. Desde a descoberta da AVP, tanto a vasopressina quanto as propriedades antidiuréticas têm sido muito bem estudadas e documentadas.

Além dos efeitos do AVP na pressão sanguínea e na homeostase da água, o hormônio está envolvido em uma variedade de outras funções, incluindo dor, metabolismo ósseo e lipídico, hipertensão, comportamento social, envelhecimento, função cognitiva, proliferação celular, inflamação, infecções, homeostase, hipotálamo -eixo hipófise-adrenal e diabetes. Todos esses efeitos podem fornecer informações úteis sobre muitas doenças. Portanto, o foco desta aplicação está nos efeitos da AVP na regulação da glicose em humanos saudáveis.

A AVP é conhecida por aumentar a glicogenólise hepática pela ativação dos receptores V1a e pelo aumento da liberação de glucagon, resultando em aumento dos níveis de glicose em animais experimentais. Mesmo quando os receptores de glucagon no fígado são bloqueados, o AVP ainda aumenta a glicose no sangue. Os receptores V1b foram identificados nas células alfa e beta das ilhotas de Langerhans. Assim, a AVP estimula a secreção de insulina neutralizando o aumento da glicose no sangue. Em um experimento com camundongos knockout para os receptores AVP V1a e V1b, foram observadas alterações no metabolismo da glicose e da gordura, sugerindo que a AVP pode desempenhar um papel na regulação da glicose e distúrbios metabólicos. Estudos em humanos com uma variação genética do receptor AVP V1a mostraram aumento da prevalência de diabetes em indivíduos com sobrepeso ou com dieta rica em gordura. Recentemente, um estudo em ratos propensos à disfunção metabólica examinou o efeito da influência a longo prazo da vasopressina na homeostase da glicose. Ele relatou que a alta vasopressina aumentou a hiperinsulemia e a intolerância à glicose em ratos obesos, enquanto o tratamento com o antagonista do receptor de vasopressina V1a reduziu a intolerância à glicose.

Em um estudo epidemiológico francês, uma coorte de 3.615 homens e mulheres com glicemia de jejum normal foi acompanhada por 9 anos. Ele indicou que a ingestão de água foi inversa e independentemente associada ao risco de desenvolver hiperglicemia. Os autores levantaram a hipótese de que seus resultados foram devidos ao aumento relacionado à hipoidratação da vasopressina plasmática. Mais recentemente, uma coorte sueca de 2.064 indivíduos da dieta malmo e do estudo do câncer foi analisada após 15,8 anos com um teste oral de tolerância à glicose. Eles descobriram que a copeptina (um marcador confiável e clínico substituto da AVP) previu independentemente diabetes mellitus e adiposidade abdominal.

Curiosamente, a hipohidratação e o baixo consumo de água estão ligados à AVP crônica elevada. Em um estudo recente com adultos de vida livre, a baixa ingestão habitual de água levou a AVP significativamente elevada em comparação com adultos com alta ingestão de água.

Projeto Experimental Sessenta indivíduos entre 30 e 55 anos de idade com ausência de resistência à insulina serão recrutados para o estudo. Trinta dos adultos estarão com índice de massa corporal normal (IMC; 15 homens e 15 mulheres, 18,5 kg∙m-2 < IMC ≤25 kg∙m-2) e trinta adultos com sobrepeso ou obesidade (15 homens e 15 mulheres, 28 kg∙m-2 ≤ IMC ≤35 kg∙m-2) serão recrutados para participar do estudo. A estimativa do tamanho da amostra mostrou que 60 indivíduos fornecerão poder de 0,8 com nível alfa definido em 0,05. O efeito da vasopressina no metabolismo da glicose será estudado via estimulação osmótica da vasopressina (AVP) utilizando infusão de solução salina hipertônica seguida de teste oral de tolerância à glicose. Cada sujeito realizará dois experimentos idênticos, diferindo apenas no teor de cloreto de sódio (NaCl) da infusão (isotônico vs. solução salina hipertônica). Todas as mulheres realizarão ambos os testes durante a fase folicular inicial, aproximadamente 2 a 6 dias após o início da menstruação, para garantir baixos níveis endógenos de estrogênio e progesterona. Depois de descansar na posição sentada por 30 minutos, os indivíduos receberão infusão intravenosa de NaCl a 3% (solução salina hipertônica, portanto, HYPER) ou NaCl a 0,9% (solução salina isotônica, portanto, ISO) durante um período de 120 minutos a uma taxa de infusão de 0,1 ml/min /kg de peso corporal de forma simples-cega e em ordem contrabalançada. Essa infusão de solução salina hipertônica aumenta a osmolalidade plasmática de 285 para pelo menos 300 mmol/kg. A partir de um cateter venoso separado, amostras de sangue serão coletadas a cada 30 minutos. Após a infusão, os indivíduos descansarão por um período de equilíbrio de 30 minutos antes de iniciar um teste oral de tolerância à glicose de 4 horas.

Preparação do sujeito para o teste oral de tolerância à glicose (OGTT): Os sujeitos devem comer uma dieta normal por 3 dias antes do teste e realizar atividade física normal. O jantar será padronizado no dia anterior e não será permitido álcool. Os indivíduos serão instruídos a jejuar pelo menos 10 horas antes do teste.

Procedimento para TOTG: O teste TOTG consistirá em uma ingestão de 75 g de glicose seguida de um período de coleta de sangue, com amostras coletadas a cada 30 minutos durante 240 minutos. Amostras de urina serão coletadas ao final da infusão e ao final do OGTT. A pressão arterial será registrada por meio de um esfigmomanômetro automatizado após cada amostra de sangue. O consumo de oxigênio e a taxa de troca respiratória serão avaliados de hora em hora por meio de calorimetria indireta, totalizando sete vezes por tentativa. Durante a coleta de sangue, a percepção de sede e boca seca também serão avaliadas por meio de escalas analógicas visuais.

Análise das Amostras Um total de quatorze amostras de sangue serão coletadas em cada ensaio experimental e analisadas quanto a: hematócrito (Hct), hemoglobina (Hb), osmolalidade (Osm), sódio (Na) e potássio (K), proteínas plasmáticas totais, glicose, insulina, peptídeo c, glucagon, copeptina, atividade da renina plasmática, hormônio liberador de corticotropina (CRF), cortisol, triglicerídeos e ácidos graxos livres (FFA).

Amostras de urina serão analisadas quanto à osmolaridade e gravidade específica da urina fresca. Amostras de reserva de soro, plasma e urina serão armazenadas, congeladas a -80°C, no caso de análises adicionais serem necessárias, ou como substituição de frascos quebrados.

Manuseio e análise de dados Para garantir a qualidade e integridade dos dados coletados, serão utilizados formulários de relatórios de casos. Os formulários de relato de caso (CRF) serão projetados para registrar os dados coletados de forma a atender aos mais altos padrões. O CRF será desenvolvido, testado e aprovado antes da inscrição de qualquer disciplina. O cientista envolvido na coleta de dados do estudo será treinado no uso do CRF antes do início da coleta de dados. Uma biblioteca em papel e digital para todos os CRFs será estabelecida e mantida durante o experimento e pelo menos por mais 2 anos após a publicação dos manuscritos. O gerente do banco de dados e o investigador principal serão as únicas pessoas que terão acesso às informações identificáveis ​​do sujeito. Todos os demais documentos serão codificados para garantir o anonimato do assunto. O Plano de Monitoramento de Dados e Segurança inclui: Estrutura geral para monitoramento de dados e segurança, parte responsável pelo monitoramento e procedimentos para relatar eventos adversos/problemas imprevistos. Após a coleta de dados, a entrada de dados ocorrerá por dois cientistas autorizados. Os dados dos diagnósticos da Quest estão disponíveis em formato PDF e a entrada de dados também será realizada e verificada por dois cientistas. A integração dos dados e a limpeza do banco de dados serão realizadas em software estatístico via análise e visualização.

A variável de resposta primária do metabolismo da glicose será capturada por 4 variáveis ​​(glicose, insulina, peptídeo C e glucagon), todas medidas em uma escala de proporção e em 14 ocasiões.

Os Resultados Secundários serão: Hb, Hct, Proteínas Totais, Osmolalidade, Na, K, Copeptina, hormônio liberador de corticosteropina adrenal (ACTH), CRH, Angiotensina II, atividade da renina plasmática (PRA), Aldosterona, Triglicerídeos, FFA.

Resultados contínuos repetidos adicionais serão: (1) Pressão sanguínea que será medida em 14 ocasiões; (2) Consumo de oxigênio e taxa de câmbio respiratório que serão avaliados em 7 ocasiões distintas; e (3) percepção de sede e boca seca que serão medidos em 14 ocasiões.

Medições de covariáveis ​​Os grupos de tratamento (solução salina isotônica versus hipertônica) serão a principal comparação de interesse. Outras covariáveis ​​incluirão sexo (mulheres vs. homens) e estado de peso (peso normal vs. sobrepeso/obeso), idade (30-55) e tempo (1-14).

Para examinar se os perfis de resposta média são semelhantes nos grupos, ou seja, se os padrões de mudança ao longo do tempo na resposta média variam por grupo, o presente estudo irá explorar ainda mais os efeitos de interação de grupo por tempo: (por exemplo, tratamento por interação temporal; interação peso por tempo; sexo por interação temporal).

Plano de análise de dados

• Para este quase-experimental com design de medida repetida, os pesquisadores conduzirão uma análise longitudinal para descrever as mudanças na resposta média ao longo do tempo e como essas mudanças estão relacionadas às covariáveis ​​de interesse.
• A normalidade dessas variáveis ​​contínuas será avaliada por meio do teste de normalidade de Shapiro-Wilk.
• Para todos os resultados contínuos, as estatísticas resumidas (média e desvio padrão) serão conduzidas a cada momento e por sequência. Além disso, serão realizadas correlações entre as medidas do metabolismo da glicose.
• As porcentagens serão calculadas para as covariáveis ​​medidas em escala nominal, e médias e desvios ± padrão apresentados para aquelas medidas em escala contínua.
• Serão avaliadas as distribuições dos índices de sensibilidade à insulina e áreas sob a curva.

Modelagem Estatística Para estudar como as mudanças na resposta média se relacionam com as covariáveis ​​ao longo do tempo, a Modelagem Linear Generalizada de Efeitos Mistos - com interceptações e inclinações aleatórias - será empregada usando a Estimativa de Máxima Verossimilhança Restrita. Supõe-se que a resposta média de cada grupo mudará linearmente ao longo do tempo. No entanto, se a resposta média ao longo do tempo não for linear, as tendências polinomiais de ordem superior serão exploradas.

O pesquisador ajustará o modelo de padrão de covariância apropriado para explicar as correlações entre as medidas repetidas para que sejam feitas as inferências apropriadas.

A significância estatística será determinada em um alfa de 0,05. Todas as análises estatísticas seriam realizadas com o seguinte software estático STATA©, JMP© ou SAS©.

Achados e conclusões antecipados Durante o teste de infusão de solução salina hipertônica, o balanço hídrico será manipulado artificialmente (hipervolemia hipertônica). O aumento da osmolalidade plasmática estimulará a secreção de vasopressina. Prevê-se que a estimulação de AVP eleve a insulina a um grau maior do que a glicose, resultando em maior resistência à insulina. Espera-se também que haja grande osmolaridade urinária em resposta aos níveis elevados de vasopressina e menor débito urinário.

Importância do Projeto O diabetes, juntamente com a obesidade, é uma das principais doenças não transmissíveis nos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Mais de 29 milhões de americanos são diabéticos e outros 86 milhões estão em estado pré-diabético. O custo do diabetes em 2012 foi de US$ 245 bilhões e está crescendo. A hipohidratação, por outro lado, é um fenômeno bastante comum ligado a muitos problemas de saúde, como infecções do trato urinário, cálculos renais, doenças cardiovasculares, estado de humor e desempenho cognitivo. Um dos mecanismos potenciais por trás dos efeitos da hipohidratação é o nível elevado de AVP. Dados epidemiológicos recentes e experimentos em animais indicam que a hipoidratação e a alta vasopressina estão ligadas ao diabetes e à desregulação da glicose. No entanto, não existem dados experimentais de um estudo controlado em humanos. O objetivo do estudo proposto é realizar um ensaio controlado em humanos saudáveis ​​para examinar o efeito da vasopressina elevada na regulação da glicose.