Den anabola effekten av perioperativ näring med insulin hos patienter som genomgår CABG

Öppen hjärtkirurgi är associerad med ett kataboliskt svar som kännetecknas av hyperglykemi och proteinförlust i hela kroppen. Resultat från en tidigare studie visade att en minskning av proteinnedbrytning och syntes av hela kroppen hos patienter som får insulin och isokaloriska mängder glukos (hyperinsulinemic-normoglycemic clamp, HNC) efter kranskärlsbypassoperation (CABG). Eftersom proteinoxidationen inte förändrades och de cirkulerande koncentrationerna av aminosyror minskade (hypoaminoacidemia) i närvaro av insulinterapi förblev hela kroppens proteinbalans negativ, dvs patienterna var fortfarande katabola. Utredarna antar att denna brist på anabol effekt beror på frånvaron av anabola substrattillförsel (aminosyror). Det primära syftet med denna studie är att testa hypotesen att insulin administrerat som en del av en hyperinsulinemisk-normoglykemisk klämma under och omedelbart efter CABG:

1. Kommer att inducera helkroppspositiv proteinbalans om de kompletteras med intravenösa aminosyror (AA) i mängder för att bevara normala AA-plasmakoncentrationer (isoaminoacidemia), och
2. Kommer att ytterligare förbättra helkroppsproteinbalansen om den kombineras med infusion av AA i mängder för att öka AA-plasmakoncentrationerna till övernormala nivåer (hyperaminoacidemia) Det primära resultatet, helkroppsproteinbalansen, kommer att mätas 2 timmar efter operationen på intensivvården enhet. Sekundära mål inkluderar (1) mäta hepatisk albuminsyntes och (2) bedöma förändringar i den metaboliskt-endokrina miljön.

Metoder: 30 patienter schemalagda för elektiv CABG-kirurgi som kräver kardiopulmonell bypass kommer att registreras. Patienter som samtycker kommer att delas in slumpmässigt i 3 grupper. Patienter i grupp 1 kommer att få HNC från början av operationen till slutet av den åtta timmar långa studieperioden efter operationen. Inga aminosyror kommer att ges. Patienter i grupp 2 kommer att få HNC och AA (Travasol Baxter, Deerfield IL) under och efter operationen i en mängd motsvarande 20 % av patientens energiförbrukning (EE) mätt före operation för att upprätthålla isoaminoacidemia. Patienter i grupp 3 kommer att få HNC och Travasol under och efter operation i en mängd motsvarande 35 % av patientens EE för att främja hyperaminoacidemi. HNC kommer att bestå av en insulininfusion på 5 mU/kg/min tillsammans med en variabel infusion av glukos (dextros 20%) för att upprätthålla normoglykemi (4-6 mmol/L). Helkroppens proteinbalans kommer att bedömas med L-[1-13C]leucinspårkinetik. Proteinbalansen kommer att beräknas som proteinsyntes minus leucinhastighet (Ra) med positiva värden som indikerar anabolism och negativa värden katabolism. Hela kroppens glukosmetabolism kommer att bedömas med stabila isotopspårare [6,6-2H2]glukos. Hepatisk albuminsyntes kommer att bestämmas genom att använda förberedd kontinuerlig infusion av L-[2H5]fenylalanin. De preoperativa mätningarna kommer att utföras på morgonen före operationen. Postoperativa studier kommer att genomföras 2 timmar efter operationen på intensivvårdsavdelningen. Patienterna kommer att följas i 12 timmar efter operationen. Leucinkinetiken i hela kroppen mellan de två grupperna kommer att analyseras med ANOVA för upprepade mätningar. Statistisk signifikans sätts till P<0,05. Alla p-värden kommer att presenteras är 2-tailed.

Spårningskinetik:

Helkroppsmätningar av leucin och glukosmetabolism gjordes under postabsorptiva förhållanden dagen före operationen och, postoperativt, på intensivvårdsavdelningen. Plasmakinetiken för glukos och leucin, d.v.s. glukos och leucins utseendehastighet (Ra), leucinoxidation och icke-oxidativt leucinavfall, bestämdes genom en förberedd konstant infusion av spårmängder av L-[1-13C]leucin och [6] ,6-2H2]glukos. Blod- och utandningsluftprover togs före infusionen för att analysera baslinjeanrikningar. Primerdoser av NaH13CO3 (1 µmol/kg, po), L-[1-13C]leucin (4 µmol/kg, iv) och [6,6-2H2]glukos (22 µmol/kg, iv), administrerades följt genom infusion av L-[1-13C]leucin (0,06 µmol.kg-1.min-1) och [6,6-2H2]glukos (0,44 µmol.kg-1.min-1). För bestämning av 13CO2-isotopberikningar togs fyra utandningsprov efter 150, 160, 170 och 180 minuters isotopinfusion.

Leucin- och glukoskinetiken i hela kroppen beräknades med den konventionella isotopspädningstekniken med användning av en tvåpools slumpmässig modell under steady state-förhållanden. Vid isotopisk steady state härleds Ra för omärkt substrat i plasma från plasmaisotopanrikningen, uttryckt som MPE, enligt följande ekvation: Ra = I.(MPEinf/MPEpl - 1), där I är infusionshastigheten för spårämnet MPEinf är anrikningen av spårämnet i infusatet och MPEpl är spårämnesanrikningen i plasma. De slutliga MPE-värdena representerar medelvärdet av alla MPE-mätningar under varje isotopplatå. Isotopiska steady state-förhållanden ansågs vara giltiga när CV för MPE-värdena vid isotopplatå var <5 %.

Vid isotopisk steady state kvantifieras leucinflödet (Q) med följande formel: Q = S+O = B+I, där S är synteshastigheten för protein från leucin, O är oxidationshastigheten, B är proteinnedbrytning och Jag är kostintaget. Dessutom är Q lika med Ra (Ra = B+I) och hastigheten för försvinnandet (Rd; Rd = S+O). När spårämnesstudier görs i fastande tillstånd är leucinflödet lika med B. Proteinsynteshastigheten beräknas genom att subtrahera leucinoxidation från leucinflödet (S = Q-O). Proteinbalansen beräknas som proteinsyntes minus leucin Ra med positiva värden som indikerar anabolism och negativa värden katabolism. Plasma [1-13C]α-KIC används för att beräkna flödet och oxidationen av leucin. α-KIC bildas intracellulärt från leucin och frisätts i den systemiska cirkulationen. Det återspeglar anrikningen av den intracellulära prekursorpoolen mer exakt än plasmaleucin i sig.