Estudo de Fisiologia do Exercício

A diabetes mellitus atinge cerca de 10% da nossa população e 5% dos diabéticos são do tipo 1, que se define por uma deficiência absoluta de insulina. A necessidade de controlar o diabetes é crítica, dado o peso econômico dessa doença, com mais de US$ 175 bilhões em custos diretos de saúde e quase outros US$ 70 bilhões em custos indiretos por incapacidade e perda de trabalho. O impacto pessoal é igualmente importante para as pessoas com esta doença, uma vez que a diabetes mellitus é a principal causa de cegueira, necessidade de diálise renal e amputações não traumáticas nos Estados Unidos. O diabetes tipo 2 está associado à redução da sensibilidade à insulina e à síndrome metabólica, e a modificação da dieta e o exercício são componentes importantes no manejo da resistência à insulina subjacente. No entanto, essas estratégias de estilo de vida também são importantes no diabetes tipo 1 por vários motivos: 1) os indivíduos com diabetes tipo 1 agora vivem na idade adulta, quando a resistência à insulina e a obesidade se tornam fatores para o controle glicêmico, 2) o diabetes autoimune latente da idade adulta (LADA) representa um forma "mista" de diabetes autoimune em que podem existir algumas características do diabetes tipo 2, como resistência à insulina, e 3) modificação da dieta e exercícios continuam sendo meios eficazes para o controle da hiperglicemia aguda e, a longo prazo, da HbA1c, potencialmente reduzindo o risco de doença microvascular complicações. Portanto, a necessidade de exercícios ainda é evidente em indivíduos com diabetes tipo 1 para manter um bom controle glicêmico e prevenir o desenvolvimento de complicações. No entanto, o exercício é um desafio para as pessoas com DM1. O exercício causa aumento da sensibilidade à insulina, juntamente com a rápida absorção de glicose pelos músculos e outros tecidos do corpo, levando a um declínio acentuado nos níveis de glicose e hipoglicemia, conforme demonstrado por outros grupos, assim como o nosso.

Sem ajustes na insulina para o exercício, a hipoglicemia é comum em pessoas com diabetes tipo 1. Em um estudo com 48 indivíduos com DM1, sem ajustes de insulina, que se exercitaram por 60 minutos em intensidade moderada, os níveis de glicose caíram em média 40%, com 52% dos indivíduos caindo para 70 mg/dL ou menos. Apesar dessa clara necessidade de ajustes de insulina para o exercício, não há recomendações uniformes sobre como dosar a insulina no momento do exercício. Em 2006, o DirecNet Study Group publicou um estudo sobre o impacto da suspensão da insulina basal no início do exercício em 40 crianças com diabetes tipo 1 em terapia com bomba de insulina. Essa intervenção reduziu significativamente a hipoglicemia (de 43% para 16%), mas muito mais comumente resultou em hiperglicemia (aumentou de 4% para 23%). Schiavon e Cobelli et al abordaram esta questão de como melhor ajustar a insulina para o exercício usando simulações in silico. O ajuste das doses de insulina no ambiente in silico diminuiu a hipoglicemia de 88% para 16% dos pacientes quando um ajuste universal foi aplicado e para 4% quando um ajuste individual foi aplicado.

O estudo descrito neste protocolo é projetado para esclarecer o impacto do exercício na insulina e os efeitos não mediados pela insulina no controle glicêmico. Para conseguir isso, os pesquisadores realizarão uma série de estudos de rastreadores de glicose estáveis ​​nos quais os indivíduos estarão em jejum por cerca de 8 horas e serão submetidos a exercícios aeróbicos em um nível moderado e intenso por 45 minutos, enquanto as taxas de insulina são mantidas em um nível baixo (basal do indivíduo taxa), média (basal x 1,5) e alta (basal x 3) taxa de infusão de insulina. As taxas basais do indivíduo serão obtidas a partir de quantidades injetadas de insulina basal, como NPH/glargina/detemir, ou taxas basais naqueles que usam bombas de insulina e serão ajustadas para HbA1c, conforme descrito no sistema OHSU AP. A glucose di-deuterada (6,6-2H2-glucose) que não é radioactiva e que pode ser metabolizada pelas vias habituais no corpo humano será o traçador estável. Cada sujeito por braço passará por 3 estudos de 10 horas enquanto os níveis de glicose no sangue, insulina e glucagon são capturados durante o estudo, e os níveis de catecolamina e ácidos graxos são capturados durante e logo após o período de exercício, conforme descrito abaixo. Os níveis do marcador de glicose serão medidos na OHSU através do laboratório principal Bioanalytical Shared Resource/PK, e o cálculo da taxa de aparecimento (Ra) e taxa de desaparecimento (Rd) da glicose será realizado por nossos colegas da McGill University usando um modelo de estado da dinâmica da glicose.

Os dados obtidos neste estudo irão informar um modelo atualizado de regulação da glicose no diabetes tipo 1, fornecendo exercício como uma entrada para o modelo, que será utilizado em um sistema de controle preditivo modelo (MPC) para o gerenciamento do diabetes tipo 1. Esse sistema pode ser usado para fornecer insulina e/ou glucagon para controlar as alterações glicêmicas durante e fora do exercício.