Träningsfysiologistudie

Diabetes mellitus drabbar nära 10 % av vår befolkning och 5 % av de med diabetes har typ 1, vilket definieras av en absolut brist på insulin. Behovet av att hantera diabetes är kritiskt, med tanke på den ekonomiska bördan av denna sjukdom, med över 175 miljarder dollar i direkta hälsovårdskostnader och nästan ytterligare 70 miljarder dollar i indirekta kostnader för funktionshinder och arbetsförlust. Den personliga påverkan är lika viktig för personer med denna sjukdom, eftersom diabetes mellitus är den främsta orsaken till blindhet, behovet av njurdialys och icke-traumatiska amputationer i USA. Typ 2-diabetes är förknippat med minskad insulinkänslighet och det metabola syndromet, och kostförändringar och träning är viktiga komponenter i hanteringen av underliggande insulinresistens. Men dessa livsstilsstrategier är också viktiga vid typ 1-diabetes av många anledningar: 1) patienter med typ 1-diabetes lever nu i vuxen ålder, när insulinresistens och fetma blir faktorer för glykemisk kontroll, 2) latent autoimmun diabetes i vuxen ålder (LADA) representerar en "blandad" form av autoimmun diabetes där vissa egenskaper hos typ 2-diabetes såsom insulinresistens kan förekomma, och 3) kostmodifiering och träning förblir effektiva medel för att hantera akut hyperglykemi och, på längre sikt, HbA1c, vilket potentiellt minskar risken för mikrovaskulär komplikationer. Därför är behovet av träning fortfarande uppenbart hos patienter med typ 1-diabetes för att upprätthålla god glykemisk kontroll och för att förhindra att komplikationer utvecklas. Men träning är en utmaning för personer med T1D att hantera. Träning orsakar ökad insulinkänslighet tillsammans med ett snabbt upptag av glukos i muskler och andra vävnader i kroppen, vilket leder till en kraftig minskning av glukosnivåerna och hypoglykemi, vilket även andra grupper har visat.

Utan justeringar av insulin för träning är hypoglykemi vanligt hos personer med typ 1-diabetes. I en studie av 48 individer med T1D, utan insulinjusteringar, som tränar i 60 minuter med måttlig intensitet, sjönk glukosnivåerna i genomsnitt med 40 %, med 52 % av försökspersonerna som föll till 70 mg/dL eller lägre. Trots detta tydliga behov av insulinjusteringar för träning, finns det inga enhetliga rekommendationer om hur man doserar insulin runt träningstillfället. 2006 publicerade DirecNet Study Group en studie om effekten av att suspendera basalinsulin vid träningsstart hos 40 barn med typ 1-diabetes på insulinpumpsbehandling. Denna intervention minskade hypoglykemi signifikant (från 43 % till 16 %), men resulterade mycket vanligare i hyperglykemi (ökade från 4 % till 23 %). Schiavon och Cobelli et al tog upp denna fråga om hur man bäst justerar insulin för träning med hjälp av silico-simuleringar. Justering av insulindoser i silico-miljö minskade hypoglykemi från 88 % till 16 % av patienterna när en universell justering gjordes och till 4 % när en individuell justering gjordes.

Studien som beskrivs i detta protokoll är utformad för att disambiguera effekten av träning på insulin och icke-insulinmedierade effekter på glykemisk kontroll. För att uppnå detta kommer utredarna att utföra en serie stabila glukosspårstudier där försökspersonerna kommer att fasta i cirka 8 timmar och genomgå aerob träning på en måttlig och intensiv nivå i 45 minuter medan insulinhastigheten är låg (försökspersonens basala nivåer). hastighet), medelhög (basal x 1,5) och hög (basal x 3) insulininfusionshastighet. Försökspersonens basaldos kommer att erhållas från injicerade basalinsulinmängder, såsom NPH/glargin/detemir, eller basaldoser hos de som använder insulinpumpar och kommer att justeras för HbA1c, enligt beskrivningen i OHSU AP-systemet. Di-deuterat glukos (6,6-2H2-glukos) som inte är radioaktivt och som kan metaboliseras via vanliga vägar i människokroppen kommer att vara det stabila spårämnet. Varje försöksperson per arm kommer att genomgå 3 10-timmarsstudier medan blodsocker-, insulin- och glukagonnivåer registreras under hela studien, och katekolamin- och fettsyranivåer registreras under och strax efter träningsperioden, som beskrivs nedan. Glukosspårnivåer kommer att mätas vid OHSU genom Bioanalytical Shared Resource/PK core lab, och beräkning av hastigheten för utseende (Ra) och hastigheten för försvinnande (Rd) av glukos kommer att utföras av våra kollegor vid McGill University med en icke-stabil tillståndsmodell för glukosdynamik.

Data som erhålls från denna studie kommer att informera en uppdaterad modell för glukosreglering vid typ 1-diabetes, vilket ger träning som input till modellen, som kommer att användas i ett modellförutsägande kontrollsystem (MPC) för att hantera typ 1-diabetes. Ett sådant system kan användas för att tillföra insulin och/eller glukagon för att hantera glykemiska förändringar under och utanför träning.