Resposta do glucagon à administração de insulina prandial em pessoas com diabetes tipo 1

A regulação e resposta do glucagon em pessoas com DM1 no estado basal e em resposta a vários estímulos permanece incerta. O Dr. Philip Cryer relatou anteriormente que, em adultos jovens com DM1 com um curso da doença de 16+9 anos, a ausência de secreção endógena de insulina resulta em aumento da secreção de glucagon após uma refeição mista, concluindo que a insulina endógena regula reciprocamente o alfa- secreção celular de glucagon e também sugerindo que a desregulação do glucagon pode desempenhar um papel importante na hiperglicemia pós-prandial em DM1. Curiosamente, pesquisas recentes em ilhotas humanas mostraram que a insulina inibe a secreção contrarreguladora de glucagon por um efeito parácrino mediado pela estimulação dependente de SGLT2 da liberação de somatostatina. Uma lacuna importante em nosso conhecimento é se o momento das doses de insulina prandial afeta a resposta do glucagon a um estímulo hiperglicêmico em pacientes com DM1 que têm peptídeo C indetectável.

Curso T1D. Em geral, é necessária uma perda de 80% da função das células beta para desenvolver hiperglicemia grave. A secreção endógena de insulina é quase totalmente perdida dentro de 3 a 5 anos após o diagnóstico. Em crianças com novo diagnóstico de DM1, os níveis de glucagon foram altamente associados à glicemia pós-prandial, mas não ao nível de HbA1c. Também foi relatado que a hiperglucagonemia pós-prandial piora significativamente enquanto a secreção de peptídeo C diminui durante o primeiro ano da doença. Além disso, em crianças com mais de cinco anos de DM1, os níveis de glucagon pós-prandial aumentaram 160% de um a sessenta meses após o diagnóstico (8) e naqueles com duração da doença de 6,9 ​​+ 4 anos, os níveis de glucagon foram fortemente correlacionados com a glicose pós-prandial e levemente correlacionada com os níveis de HbA1C. Um estudo em adultos com DM1 realizado na China mostrou que os níveis de glucagon pós-prandial foram maiores em pacientes com DM1 no primeiro ano da doença em comparação com aqueles com curso mais longo da doença, e que os eventos hipoglicêmicos foram menores em pacientes recém-diagnosticados, sugerindo que a função secretora de glucagon pode ficar prejudicada com a duração mais longa da doença. Esses estudos sugerem que a desregulação do glucagon pode afetar o controle da glicose com insulina exógena e que essa desregulação pode mudar com a duração da doença.

A hiperglicemia pós-prandial aumenta a variabilidade da glicose, dificuldade com a dosagem de insulina e instabilidade geral do controle da glicose. Uma análise recente do estudo T1D Exchange, que incluiu 4.768 participantes com menos de 26 anos com diagnóstico clínico de DM1 por pelo menos 1 ano, mostrou que 21% dos participantes relataram administrar insulina vários minutos antes, 44% imediatamente antes, 10% durante , e 24% após a refeição. Curiosamente, os participantes que relataram a administração de insulina durante ou após uma refeição eram mais propensos a relatar falta de ≥1 dose de insulina na hora da refeição por semana em comparação com aqueles que administraram insulina antes das refeições. Além disso, uma subanálise mostrou que os participantes que administram insulina nas refeições no período pós-prandial apresentam pior controle glicêmico e maior frequência de hipoglicemia grave. No entanto, apesar desses resultados recentes, os pacientes são frequentemente aconselhados a administrar insulina depois de comer porque a ingestão calórica é incerta. Compreender os mecanismos por trás do pico pós-prandial mais alto de glicose com a administração tardia de insulina pode ajudar os médicos a orientar o momento apropriado da administração de insulina para pacientes com DM1 com curso longo da doença.

Regulação do Glucagon:

Diferentes modelos têm sido usados ​​para estudar a regulação do glucagon. Uma vez que tanto a hiperglicemia quanto a hipoglicemia estimulam as células alfa a produzir glucagon, tanto a falta de insulina intra-ilhotas quanto a resposta do glucagon em forma de U contribuem para a desregulação da glicose no DM1. Foi relatado que em pacientes com DM1 com duração da doença de 26,4+7,5 anos, os níveis de glucagon aumentaram em resposta ao OGTT em condições euglicêmicas e hiperglicêmicas, no entanto, a contribuição relativa da hiperglucagonemia para o aumento da glicose pós-prandial na presença ou ausência de insulina pré-prandial não foi claramente elucidada. Não foi estudado se a insulina exógena apropriadamente cronometrada pode modificar a resposta do glucagon às flutuações da glicose. Assim, este estudo piloto tem como objetivo caracterizar a resposta do glucagon à hiperglicemia na hora da refeição e comparar a diferença na secreção de glucagon quando a insulina em bolus na hora da refeição é administrada antes da refeição versus após a refeição, com o objetivo de entender os fatores que contribuem para o pico pós-refeição. - glicemia prandial e AUC da glicemia após uma refeição mista nesta população-alvo.

Hipótese

1. Pacientes com respostas mais altas de glucagon a um estímulo de refeição mista terão picos de glicose pós-prandial mais altos e maior AUC de glicose pós-prandial.
2. Insulina em bolus administrada antes da refeição (20 minutos antes da refeição) resultará em menor pico de glicose pós-prandial, menor AUC e níveis mais baixos de glucagon pós-prandial
3. A dose de insulina em bolus administrada após a refeição (20 minutos após a refeição) resultará em um pico mais alto de glicose pós-prandial, maior AUC da glicose pós-refeição e níveis mais altos de glucagon
4. Haverá uma correlação entre o pico de resposta de glucagon pós-prandial e a AUC de glicose pós-refeição, 0 a 180 minutos.

Planos de Pesquisa O estudo será conduzido no Centro de Diabetes (Unidade de Pesquisa Intensiva, parte do CTSA) no Barnes Jewish Hospital/Washington University em St Louis.

Visitas de estudo

• A triagem será feita por telefone e com revisão dos registros médicos se os exames laboratoriais necessários tiverem sido realizados nos últimos 6 meses
• As visitas A e B serão realizadas em ordem aleatória
• Dados demográficos, revisão do histórico de diabetes, medicamentos e alergias serão registrados na primeira visita do estudo. As doses de insulina e a eficácia da proporção atual de carboidratos serão avaliadas e registradas. As doses de insulina nas refeições serão estabelecidas na primeira visita do estudo.
• A insulina na hora das refeições será administrada por meio de injeção por uma enfermeira do estudo para padronizar o procedimento de administração.
• Sinais vitais, altura e peso serão medidos em cada visita
• O peptídeo C será verificado com os laboratórios em jejum na primeira visita do estudo
• A glicose basal deve ser de 80 a 140 mg/dl. Caso a glicose basal não esteja na faixa alvo, a visita do estudo será remarcada.
• O sangue total será coletado em vacutainers por meio de um cateter venoso periférico com supervisão de enfermagem.
• As amostras serão desidentificadas antes do envio ao laboratório.
• Nenhum teste genético será realizado.

Visite A

• Níveis de glicose em jejum, 30, 60, 120 e 180 minutos
• Níveis de glucagon em jejum, 30, 60, 120 e 180 minutos
• A dose usual de insulina será administrada 20 minutos antes de um desafio de refeição mista com Assegurar Plus*

Visita B

• Glicose feita em jejum, 30, 60, 120 e 180 minutos
• Níveis de glucagon em jejum, 30, 60, 120 e 180 minutos
• A dose usual de insulina será administrada 20 minutos após o desafio de refeição mista com

Assegurar Mais*

*Ensure Plus (Abbott Nutrition) a 6cc/kg (max 360 cc), conteúdo por 100 ml: carboidrato 21,5 gramas, proteína 5,5 gramas, com supervisão de enfermagem.

Medidas de Laboratório:

Laboratório central para estudos clínicos na Universidade de Washington (https://research.wustl.edu/core-facilities/core-laboratory-clinical-studies, CLCS) medirá a glicose na plataforma Roche cobas c510 usando o ensaio enzimático acoplado da Roche (hexoquinase, glicose-6-fosfoato desidrogenase). A taxa de formação de NADPH é diretamente proporcional à concentração de glicose e medida fotometricamente. A imprecisão interdiária é tipicamente <2,0% CV. O CLCS também medirá o peptídeo C na plataforma Roche cobas e601 usando o imunoensaio de eletroquimioluminescência em sanduíche da Roche. Neste ensaio, um anticorpo monoclonal biotinilado específico do peptídeo C e um anticorpo monoclonal específico do peptídeo C marcado com um complexo de rutênio ligam-se ao peptídeo C para formar o sanduíche. Em seguida, usando micropartículas revestidas com estreptavidina, o complexo é arrastado para a célula de medição e permanece enquanto o material não ligado é lavado. A aplicação de uma voltagem ao eletrodo induz a emissão quimioluminescente que é medida pelo instrumento. A precisão entre execuções normalmente varia de 1,9 a 2,7% CV.

O glucagon é medido usando um kit de radioimunoensaio da Millipore. Este é um imunoensaio competitivo que usa glucagon marcado com I-125 e um anticorpo específico de glucagon. Sua precisão declarada entre ensaios é de 12% CV. A precisão típica dentro da execução é de 2,0 - 3,0% CV em nossas mãos.

Métodos de análise de dados A análise de dados será realizada usando STATA 15.1 para Windows (StataCorp LP, College Station, Texas, Estados Unidos). O cálculo do tamanho da amostra assume que o pico de glicose pós-prandial aumentará em 80 +/-20 mg/dl no grupo de insulina pré-refeição e 140 +/-20 mg/dl no grupo pós-refeição. Portanto, o pico médio esperado de glicose pós-prandial será de até 220 mg/dL para a Visita A e o pico médio de glicose pós-prandial será de até 280 mg/dL para a Visita B. O tamanho da amostra terá 80% de poder para detectar uma diferença entre grupos em p<0,05. Assumimos correlação entre as visitas A e B de 0,5. O tamanho da amostra foi corrigido por uma perda antecipada de seguimento de 10% dos participantes. O tamanho da amostra calculado é de 10 participantes com conjuntos de dados completos disponíveis para 8 participantes. A randomização do estudo é projetada da seguinte forma: 5 participantes comparecerão primeiro à Visita A e depois à Visita B. Os 5 participantes restantes comparecerão primeiro à Visita B e depois à Visita A. AUC de glicose pós-prandial e glucagon e pico pós-prandial máximo de glicose e o glucagon será analisado por meio de T Student pareado. As relações entre as variáveis ​​foram avaliadas pelo teste de correlação de Spearman.