Влияние глюкагона на скорость окисления митохондрий в печени у мужчин по оценке PINTA

Цели:

Чтобы изучить влияние глюкагона на метаболизм глюкозы и жиров в печени in vivo, в этом исследовании будет применен новый метод позиционного изотопомерного ЯМР-анализа (PINTA) для количественной оценки скорости печеночного митохондриального окисления и потока пируваткарбоксилазы, который был перекрестно проверен в бодрствующем состоянии. грызуны и люди (Perry et al. Коммуникации природы 2017). Предварительные исследования на грызунах показали, что глюкагон стимулирует внутрипеченочный липолиз посредством InsP3R-I-зависимого процесса, что приводит к увеличению содержания ацетил-КоА в печени, что аллостерически активирует активность и поток пируваткарбоксилазы, и что это явление объясняет его острое, независимое от транскрипции действие. для острой стимуляции печеночного глюконеогенеза in vivo (неопубликованные результаты). Кроме того, с помощью PINTA-анализа было показано, что глюкагон стимулирует печеночное митохондриальное окисление посредством передачи сигналов кальция у бодрствующих мышей, и что этот процесс можно использовать с помощью краткосрочного непрерывного лечения глюкагоном, что приводит к двукратному увеличению печеночного митохондриального окисления жира, что в свою очередь, приводит к значительному уменьшению стеатоза печени и заметным улучшениям толерантности к глюкозе за счет устранения резистентности печени к инсулину в модели безалкогольной жировой печени крыс, получавших пищу с высоким содержанием жира.

Гипотеза:

1. Физиологическое увеличение концентрации глюкагона в плазме будет способствовать значительному увеличению скорости печеночного митохондриального окисления у здоровых людей.
2. Физиологическое увеличение концентрации глюкагона в плазме будет способствовать значительному увеличению скорости потока печеночной пируваткарбоксилазы у здоровых людей.
3. Физиологическое увеличение концентрации глюкагона в плазме будет способствовать значительному увеличению скорости обмена 13C4 β-гидроксибутирата (печеночный кетогенез) у здоровых людей.

Дизайн исследования - Клинический план:

Эффекты физиологического повышения уровня глюкагона в плазме на скорость окисления митохондрий в печени и поток пируваткарбоксилазы будут исследованы у 12 здоровых участников (в возрасте 21–65 лет) с использованием индикаторного анализа позиционных изотопомеров ЯМР (PINTA) (Perry et al. Связь с природой, 2017 г.). Кратко скорость печеночного митохондриального окисления и печёночный поток пируваткарбоксилазы будет оцениваться у 12 здоровых участников, голодавших в течение ночи, с помощью PINTA после трёхчасовой инфузии глюкагона или физиологического раствора. Инфузия глюкагона предназначена для увеличения концентрации глюкагона в плазме периферической и воротной вены в 3-4 раза. Влияние физиологического увеличения уровня глюкагона в плазме на скорость печеночного кетогенеза также будет оцениваться с использованием инфузии β-бетагидроксибутирата 13C4 (Perry et al. Cell Metabolism 2017).

Показатели потока печеночной пируваткарбоксилазы / потока цитратсинтазы по PINTA: участники (n = 12) будут изучены PINTA при 2 условиях: 1) после ночного голодания и 3-часовой инфузии физиологического раствора (контроль), 2) после ночного голодания и 3-часовая инфузия глюкагона. Вкратце, после сбора исходных образцов крови будет начато 3-часовое введение индикаторов, как описано ниже. Относительные скорости потока пируваткарбоксилазы к потоку синтеза цитрата будут оцениваться с использованием постоянной инфузии [3-13C] лактата, а скорости продукции глюкозы будут измеряться с использованием инфузии [2H7]глюкозы (Perry et al. Связь с природой, 2017 г.). Скорость печеночного кетогенеза будет измеряться с использованием постоянной инфузии [3C β-гидроксибутирата, как описано ранее (Perry et al. Cell Metabolism 2017).

Расход энергии всего тела и дыхательный коэффициент будут оцениваться с помощью непрямой калориметрии.