Изучение физиологии упражнений

Сахарным диабетом страдает около 10% нашего населения, а 5% больных диабетом имеют тип 1, который определяется абсолютным дефицитом инсулина. Необходимость лечения диабета имеет решающее значение, учитывая экономическое бремя этого заболевания, с прямыми расходами на здравоохранение более 175 миллиардов долларов и еще почти 70 миллиардами долларов косвенными расходами в связи с инвалидностью и потерей работы. Личное воздействие одинаково важно для людей с этим заболеванием, так как сахарный диабет является основной причиной слепоты, необходимости диализа почек и нетравматических ампутаций в Соединенных Штатах. Диабет 2 типа связан со сниженной чувствительностью к инсулину и метаболическим синдромом, а модификация диеты и физические упражнения являются важными компонентами лечения лежащей в основе резистентности к инсулину. Однако эти стратегии образа жизни также важны при диабете 1 типа по многим причинам: 1) пациенты с диабетом 1 типа теперь доживают до зрелого возраста, когда резистентность к инсулину и ожирение становятся факторами гликемического контроля, 2) латентный аутоиммунный диабет зрелого возраста (LADA) представляет собой «смешанная» форма аутоиммунного диабета, при которой могут существовать некоторые характеристики диабета 2 типа, такие как резистентность к инсулину, и 3) модификация диеты и физические упражнения остаются эффективными средствами для лечения острой гипергликемии и, в долгосрочной перспективе, HbA1c, потенциально снижая риск микрососудистых заболеваний. осложнения. Таким образом, потребность в физических упражнениях по-прежнему очевидна у пациентов с диабетом 1 типа для поддержания хорошего гликемического контроля и предотвращения развития осложнений. Тем не менее, людям с СД1 сложно справиться с физическими упражнениями. Упражнения вызывают повышенную чувствительность к инсулину наряду с быстрым поглощением глюкозы мышцами и другими тканями в организме, что приводит к резкому снижению уровня глюкозы и гипогликемии, как показали другие группы, а также наша.

Без корректировки инсулина в зависимости от физической нагрузки гипогликемия часто встречается у людей с диабетом 1 типа. В исследовании 48 человек с СД1 без коррекции дозы инсулина, которые выполняли упражнения средней интенсивности в течение 60 минут, уровень глюкозы снизился в среднем на 40%, при этом у 52% участников он упал до 70 мг/дл или ниже. Несмотря на очевидную необходимость корректировки инсулина во время физических упражнений, не существует единых рекомендаций о том, как дозировать инсулин во время физических упражнений. В 2006 году исследовательская группа DirecNet опубликовала исследование о влиянии приостановки введения базального инсулина в начале тренировки у 40 детей с диабетом 1 типа на терапию инсулиновой помпой. Это вмешательство значительно уменьшило гипогликемию (с 43% до 16%), но гораздо чаще приводило к гипергликемии (увеличилось с 4% до 23%). Schiavon, Cobelli и др. рассмотрели вопрос о том, как лучше всего настроить инсулин для упражнений с помощью моделирования in silico. Коррекция доз инсулина в среде in silico снижала гипогликемию с 88% до 16% пациентов при применении универсальной корректировки и до 4% при индивидуальной корректировке.

Исследование, описанное в этом протоколе, предназначено для устранения неоднозначности влияния физических упражнений на инсулин и неинсулинопосредованных эффектов на гликемический контроль. Чтобы достичь этого, исследователи проведут серию исследований стабильных индикаторов глюкозы, в которых испытуемые будут голодать в течение примерно 8 часов и выполнять аэробные упражнения на умеренном и интенсивном уровне в течение 45 минут, в то время как уровень инсулина будет зафиксирован на низком уровне (базальный уровень испытуемого). скорость), средняя (базальная х 1,5) и высокая (базовая х 3) скорость инфузии инсулина. Базальные дозы субъекта будут получены из введенных базальных количеств инсулина, таких как НПХ/гларгин/детемир, или базальные дозы у тех, кто использует инсулиновые помпы, и будут скорректированы с учетом HbA1c, как описано в системе OHSU AP. Дидейтерированная глюкоза (6,6-2H2-глюкоза), которая не является радиоактивной и которая может метаболизироваться обычными путями в организме человека, будет стабильным индикатором. Каждый субъект в каждой группе будет проходить 3 10-часовых исследования, при этом уровни глюкозы, инсулина и глюкагона в крови регистрируются на протяжении всего исследования, а уровни катехоламинов и жирных кислот фиксируются во время и сразу после периода упражнений, как указано ниже. Уровни индикатора глюкозы будут измеряться в OHSU с помощью основной лаборатории Bioanalytical Shared Resource/PK, а расчет скорости появления (Ra) и скорости исчезновения (Rd) глюкозы будет выполняться нашими коллегами из Университета Макгилла с использованием нестационарного модель состояния динамики глюкозы.

Данные, полученные в результате этого исследования, послужат основой для обновленной модели регуляции уровня глюкозы при диабете 1 типа, предоставив упражнения в качестве входных данных для модели, которая будет использоваться в системе модельного прогностического контроля (MPC) для лечения диабета 1 типа. Такую систему можно использовать для доставки инсулина и/или глюкагона для управления гликемическими изменениями во время и вне тренировки.