Fett- och glukosmetabolism i mat och fastande tillstånd hos patienter med låg skelettmuskelmassa

Design. Detta är en prospektiv fall-kontrollstudie som undersöker fett- och glukosmetabolism hos patienter med låg muskelmassa under långvarig fasta, och jämför resultat med de som finns hos friska kontroller.

Miljö. Alla barn lades in på Barn- och ungdomsmedicinska avdelningen, Rigshospitalet, och alla vuxna försökspersoner togs in på Neurologiska avdelningen, Rigshospitalet kl. 16.00 för en 24-timmars fasteperiod.

Protokoll. Protokollet bestod av två besök. Ett förexperimentellt besök och ett studiebesök.

Förexperimentellt besök. Total muskelmassa presenterad som mager kroppsmassa (LBM) mättes med DEXA-skanning. Vidare inkluderade preexperimentella förberedelser att alla försökspersoner instruerades att följa nationella näringsrekommendationer med en hälsosam kost bestående av mindre än 30 % fett, lågfettprotein, långkedjiga kolhydrater och minimera sockerintaget tre dagar före studien.

Studiebesök. Patienterna lades in på sjukhuset kl. 16:00 för IV-kateterplacering och en standardiserad kvällsmåltid kl. 17:00. Två venkatetrar infördes, en i kubitalvenen (för stabil-isotopinfusion) och en i den distala cefaliska venen (för blodprovstagning). En värmedyna, som täckte handen och distala underarmen, säkerställde shuntning av arteriellt blod till venerna för att få arteriellt blod. En förberedd infusion med konstant hastighet av [U-13C]-palmitat (0,0026 mg kg-1 min-1, förberedd med en 0,085 mg kg-1 NaH13CO3-bolus) och [D2]-glukos (0,0728 mg kg-1 min-1) 3,203 mg kg-1 D2-glukosbolus) tillfördes av en Gemini PC2-pump (IMED, San Diego, CA). Beredning av spårämnen och spårämnesberäkningar utfördes enligt beskrivningen.

Blod- och luftprover togs strax före start av infusion av de stabila isotoperna och igen efter 2, 10, 14, 16, 18, 20, 22 och 24 timmars fasta (figur 1). Gasutbytesmätningar (indirekt kalorimetri) utfördes med en metabolisk vagn (Cosmed Quark b2; Cosmed Srl., Milano, Italien). Vid samma tidpunkter samlades utandningsluft upp i en 15 L Douglas-påse (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA) och 10 ml prover överfördes till vakuumrör (Vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) för 13CO2-analys.

Blodsockernivåerna övervakades kontinuerligt vid alla blodprovstillfällen och var tredje timme under natten hos patienterna. Om försökspersonerna utvecklade symtom på hypoglykemi (trötthet, yrsel, illamående) mättes blodsockret omedelbart. Fasteperioden varade i 24 timmar eller tills tecken på hypoglykemi enligt ovan eller blodsocker under 3,0 mmol/L. Patienterna fick en IV-bolus på 10 % glukos efter vikt om tecken på hypoglykemi uppträdde.

Analyser av blodprover och utgått 13CO2. Venöst blod överfördes till kylda rör med EDTA (etylendiamintetraättiksyra) (0,33 M, 10 μL mL-1) och centrifugerades vid 4 000 rpm i 10 minuter. Plasma distribuerades till Eppendorf-rör och frystes omedelbart på torris och förvarades vid -80°C fram till analys. Plasmainsulin- och glukagonanalyser utfördes vid Institutionen för klinisk biokemi vid Rigshospitalet, Köpenhamn, Danmark (Cobas 8000, Roche, Rotkreuz, Schweiz). Plasmafria fettsyror och katekolaminer analyserades med spektrofotometri (Multiskan GO, Thermo Scientific, SkanIt™ Software, Thermo Fisher Scientific Inc., USA). Plasmapalmitat, β-hydroxibuturat, acetoacetat, pyruvat, glycerol och aminosyror samt 13CO2-andningsanrikning analyserades med gaskromatografi isotopförhållande-masspektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland). Isotopspårberikningar bestämdes med användning av gaskromatografi-masspektrometri (Thermo Finnigan MAT GmbH, Bremen, Tyskland).

Glukos och laktat analyserades på (ABL 700) omedelbart när blodet togs.

Shofield-ekvationen användes för att beräkna förväntad basal metabolisk hastighet för barnen: män 10-17 år: (17,7 x vikt+657+105) och kvinnor 10-17 år: (13,4 x vikt+692+112) och resultaten jämfördes med den vilande metaboliska hastigheten (RMR) mätt med indirekt kalorimetri, som beskrivits ovan, i slutet av studien, där patienter hade vilat och fastat i mer än 8 timmar.