Резистентность к инсулину: сердечная недостаточность

Появляется все больше доказательств обратной взаимосвязи между хронической сердечной недостаточностью (ХСН) и резистентностью к инсулину (ИР). Исследования показали, что у пациентов с ЗСН имеется ИР и что степень ИР связана со снижением переносимости физической нагрузки и пиковым потреблением кислорода (VO2).

ИР также была связана со снижением переносимости физической нагрузки у пациентов с сахарным диабетом и другими хроническими заболеваниями, а также у здоровых лиц, подтверждающих, что ИР независимо связана с непереносимостью физической нагрузки. Исследования показали, что ИР патофизиологически связана с ЗСН и вовлечена в прогрессирование заболевания при ХСН. Вероятно, это связано с тем, что ИР связана с эндотелиальной дисфункцией, воспалением, повышенным окислительным стрессом и ремоделированием миокарда; процессы, ускоряющие прогрессирование заболевания при ХСН. Таким образом, ИР теперь стал потенциальной мишенью для вмешательства с целью улучшения симптомов и исхода у пациентов с ХСН.

Тем не менее, есть еще несколько ключевых вопросов без ответа. Во-первых, какова распространенность ИР в когорте пациентов с ЗСН в Тайсайде? Предыдущие исследования за пределами Великобритании, изучавшие распространенность ИР при ЗСН, проводились в эпоху до применения B-блокаторов. Однако в настоящее время для лечения ХСН широко используются В-блокаторы, которые могут ухудшать метаболический контроль. Вполне вероятно, что распространенность может быть выше в нашей нынешней когорте пациентов с CHF. Во-вторых, каковы потенциальные факторы, способствующие ИР при ЗСН? Точные механизмы ИР при ЗСН неизвестны. Симпатическая гиперактивность при ХСН может резко снизить чувствительность к инсулину, а также уменьшить высвобождение инсулина бета-клетками поджелудочной железы и увеличить выработку глюкозы в печени. Другие медиаторы включают цитокины, а также адипонектин и лептин. Потеря массы скелетных мышц и нарушение функции эндотелия со сниженным кровотоком в скелетных мышцах также могут способствовать развитию ИР при ЗСН. Определение относительной важности этих различных факторов может помочь определить терапевтические стратегии преодоления ИР при ХСН. Наконец, каков механизм снижения переносимости физической нагрузки и снижения пикового VO2 при ХСН? VO2 при физической нагрузке измеряет общее потребление кислорода организмом, которое отражает как сердечный выброс, так и периферическое использование кислорода. Мы не знаем, связана ли проблема с ухудшением сниженного сердечного выброса при ЗСН и/или снижением периферического использования. Чтобы определить это, мы планируем измерять сердечный выброс одновременно с измерением VO2.

Цели и задачи исследования:

Основные цели

• Установить распространенность инсулинорезистентности (ИР) среди пациентов с хронической сердечной недостаточностью (ХСН) в Тайсайде.
• Выявить факторы, связанные с ИР при ХСН.

Второстепенные цели IR может иметь потенциальные функциональные последствия

• Связано ли это со снижением работоспособности?
• Связано ли это с измененной эндотелиальной функцией?

Исследования:

Пациенты будут поступать в исследовательскую лабораторию после ночного голодания. После письменного информированного согласия пациенты пройдут полное медицинское обследование и возьмут кровь (40 мл) для измерения нейрогормонов. После этого будут проведены следующие тесты:

(я). Измерение резистентности к инсулину будет оцениваться с использованием эмпирического индекса резистентности к инсулину натощак (FIRI). Для этого теста будут измеряться уровень глюкозы в крови натощак и уровень инсулина. Индекс резистентности к инсулину натощак состоит из произведения инсулина плазмы и глюкозы, FIRI = глюкоза натощак X инсулин натощак / 25.

(ii). Антропометрические измерения (для измерения жировой и безжировой массы). Жир тела можно измерить по (росту, весу, толщине кожной складки, окружности талии и бедер). Оценка жировых отложений в этом исследовании будет проводиться путем измерения толщины кожной складки или калипера Холтейна для кожных складок18. Для измерения можно использовать от 3 до 9 различных стандартных анатомических участков тела. Правую сторону обычно измеряют только путем защемления кожи в соответствующем месте, чтобы поднять двойной слой кожи и подлежащую жировую ткань, но не мышцу. Затем штангенциркуль прикладывают на 1 см ниже и под прямым углом к ​​зажиму, и через 2 секунды снимают показания. Следует взять среднее значение двух измерений. Если два измерения сильно различаются, следует провести третье, а затем взять среднее значение. В этом исследовании штангенциркуль Холтейна для определения кожной складки будет использоваться для измерения кожной складки трицепса до тех пор, пока не будут получены два абсолютно одинаковых последовательных показания у каждого субъекта.

(4). Функцию эндотелия определяют с помощью реактивной гиперемии и тонометрии периферических артерий [RH-PAT] RH-PAT представляет собой неинвазивный метод оценки функции эндотелия периферических микрососудов путем измерения изменений объема пальцевого пульса во время реактивной гиперемии 21-24. Bonetti et al.21 недавно сообщили, что это надежный неинвазивный инструмент для выявления лиц с коронарной микрососудистой эндотелиальной дисфункцией пальцев. Аппарат (Итамар Медикал Лтд., Кесария, Израиль) состоит из двух пальцевых зондов, которые включают систему надувных латексных воздушных подушек внутри жесткого внешнего корпуса. Конструкция зонда позволяет применять постоянное и равномерно распределенное околодиастолическое противодавление в пределах всего зонда, что повышает чувствительность за счет снятия напряжения артериальной стенки и предотвращает скопление венозной крови во избежание веноартериолярной рефлекторной вазоконстрикции. Пульсирующие изменения объема кончика пальца воспринимаются датчиком давления и передаются на персональный компьютер, где сигнал проходит полосовую фильтрацию (от 0,3 до 30 Гц), усиливается, отображается и сохраняется.

Исследования PAT будут выполняться в положении пациента лежа на спине с обеими руками на одном уровне в комфортной термонейтральной среде. Манжета для измерения артериального давления будет помещена на одно плечо (исследуемая рука), а контралатеральная рука служит контрольной (контрольная рука); Датчики RH-PAT будут помещены на один палец (палец II, III или IV) каждой руки (один и тот же палец на обеих руках). Пальцы по обе стороны от пальца с датчиком будут разделены с помощью мягких губчатых колец, и будет начата непрерывная запись откликов пульсирующего объема крови с обеих рук. После 10-минутного периода уравновешивания манжету для измерения артериального давления на исследуемой руке накачивают до 60 мм рт. ст. выше систолического давления в течение 5 минут. Затем манжету сдувают, чтобы вызвать реактивную гиперемию, в то время как запись PAT будет продолжена. Через 10 минут пациентам дадут однократную дозу нитроглицерина (НТГ) (0,4 мг, сублингвально) для оценки эндотелий-независимой реакции ПАТ.

Данные реактивной гиперемии-PAT будут проанализированы компьютером независимым от оператора способом. В качестве меры степени реактивной гиперемии индекс реактивной гиперемии-PAT будет рассчитываться как отношение средней амплитуды сигнала PAT за 1-минутный интервал времени, начинающийся через 1 минуту после спуска воздуха из манжеты, к средней амплитуде Сигнал PAT за 3,5-минутный период времени до раздувания манжеты (базовый уровень); Значения реактивного индекса -PAT из исследуемой группы затем будут нормализованы к контрольной группе, чтобы компенсировать потенциальные системные изменения. Гиперемический ответ на NTG будет оцениваться аналогичным образом. Сначала средняя амплитуда сигнала PAT четырех последовательных 1-минутных периодов, начиная с 5-й минуты после сублингвального введения NTG (5-6-минуты, 6-7-минуты, 7-8-минуты и 8-9 минут). -мин интервал) будет рассчитан; Затем ответ PAT на NTG будет рассчитываться как отношение амплитуды PAT 1-минутного интервала, в течение которого был зарегистрирован пик среднего сигнала PAT, к амплитуде сигнала PAT на исходном уровне (индекс NTG-PAT).

(в). Сердечно-легочное нагрузочное тестирование будет определяться с помощью добавочной велоэргометрии. Анализ выдыхаемого газа будет проводиться непрерывно на протяжении всего теста с помощью системы Innocor (Innocor, Дания), которая позволяет определять VO2 и сердечный выброс.

Пациенты будут выполнять градуированный тест с максимальной нагрузкой на велосипеде. После 3 минут отдыха нагрузка начнется с нагрузки 0 Вт и будет увеличиваться каждые 3 минуты на 25 Вт до достижения максимума, ограничивающего симптомы. Анализ выдыхаемого газа будет выполняться непрерывно на протяжении всего теста с помощью системы Innocor (Innocor, Innovision A/S, Оденсе, Дания), которая позволяет определять VO2 и сердечный выброс. Пиковое потребление кислорода будет определяться как максимальное значение поглощения кислорода, достигнутое за последние 20 секунд упражнения. В дополнение к поглощению кислорода [V02], будет определяться продукция диоксида углерода [VC0 2], частота дыхания [RR], произведение давления пиковой частоты [RPP] и общий объем выдоха [VE]. Анаэробный порог будет определяться по надиру вентиляционного эквивалента VO2. Сердечный выброс будет определяться методом повторного дыхания инертным газом (R) с использованием N2o (газ, растворимый в крови) и SF6 (газ, не растворимый в крови), с концентрациями, обогащенными o2, 0,5% и 0,1% соответственно. Дыхательный объем будет постепенно увеличиваться в замкнутом контуре, чтобы соответствовать физиологическому увеличению. Использование SF6 позволяет измерить объем легких, клапана и дыхательного мешка. Концентрация N2o снижается во время возвратного дыхания. Для вымывания N2o потребуется от трех до четырех дыхательных циклов.

(ви). Нейрогормоны: кровь берут на норадреналин плазмы, лептин сыворотки, адипонектин и цитокины плазмы. (a) Количественное измерение лептина 25-28 в сыворотке, выполненное с использованием иммуноферментного анализа лептина или набора ELISA 29 (DRG Diagnostics, Марбург, Германия) в соответствии с инструкциями производителя. титрационный микропланшет и инкубировать при комнатной температуре в течение 1 часа. Содержимое лунок вытряхивают и трижды промывают лунки разбавленным промывочным раствором. В каждую соответствующую лунку вносили по 50 мкл образцов (разбавленных 1:5) и стандартов в концентрациях 0, 0,8, 1,6, 3,1, 6,2, 12,5 и 25 нг/мл. Затем в центр каждой лунки вносили 50 микролитров антитела к лептину для достижения полного перемешивания, и планшет инкубировали в течение ночи при 4°C во влажной камере. Содержимое лунок вытряхивают, лунки трижды промывают, а оставшиеся капли удаляют. В каждую лунку вносят сто микролитров разбавленного второго антитела и инкубируют при комнатной температуре в течение 1,5 часов. Содержимое лунок вытряхивают и лунки промывают три раза. В каждую лунку вносят 100 мкл ферментного комплекса пероксидазы хрена и инкубируют при комнатной температуре в течение 45 мин. Удаление и промывание лунок повторяют перед добавлением 100 мкл раствора субстрата тетраметилбензидина, а затем инкубируют при комнатной температуре в течение 20 мин. Ферментативную реакцию останавливают, добавляя 50 мкл стоп-раствора серной кислоты в центр каждой лунки, и определяют оптическую плотность при 450 нм с использованием микротитрационного планшетного ридера ELISA (Tecan, Зальцбург, Австрия). Стандартная кривая будет построена путем построения графика поглощения каждого эталонного стандарта в зависимости от его соответствующей концентрации в нанограммах на миллилитр. Используя соответствующую абсорбцию для экстраполяции значения стандартной кривой и умножая его на коэффициент разбавления 5, можно определить концентрацию лептина в каждом образце сыворотки. (b) Уровни адпонетина 30-33 будут измеряться с помощью радиоиммуноанализа в лаборатории профессора Джилл Белч. (c) Норадреналин плазмы. Образцы крови пациентов центрифугировали при 4°C в течение 20 минут, выделенную плазму немедленно замораживали и хранили при -80°C до тестирования. Плазменный норадреналин (НА) будет измеряться высокоэффективной жидкостной хроматографией с использованием электрохимического детектора. Это упрощенный, чувствительный и надежный метод определения НА в плазме. (г) Цитокины: набор ELISA фактора некроза опухоли a (TNF-a) будет использоваться для измерения TNF-a в сыворотке с помощью радиоиммуноанализа 34-36.

(VII). Анкета физической активности; в этом исследовании будет использоваться опросник по кардиомиопатии Канзас-Сити (KCCQ).

(viii). Сбор эндотелиальных клеток и крови С помощью J-образной проволоки диаметром 0,021 дюйма (Daig), введенной через ангиокат 18-го калибра (Becton Dickinson), эндотелиальные клетки будут собираться из поверхностной вены предплечья. Проволоку переносят в буфер для диссоциации (0,5% бычий сывороточный альбумин, 2 ммоль/л ЭДТА и 100 мкг/мл гепарина в фосфатно-солевом буфере) при 4°C. Клетки промывают, фиксируют в 3,7% формальдегиде, переносят на предметные стекла, сушат на воздухе и хранят при температуре _80°C. Плазму и сыворотку отделяют центрифугированием и хранят при температуре _80°C.