围手术期营养与胰岛素对接受 CABG 患者的合成代谢作用

心脏直视手术与分解代谢反应有关，其特征是高血糖和全身蛋白质丢失。 先前研究的结果表明，在接受冠状动脉旁路移植术 (CABG) 手术后接受胰岛素和等热量葡萄糖（高胰岛素血症-正常血糖钳夹，HNC）的患者全身蛋白质分解和合成减少。 因为在胰岛素治疗存在下蛋白质氧化没有改变并且氨基酸的循环浓度降低（低氨基酸血症），所以全身蛋白质平衡保持负值，即患者仍然分解代谢。 研究人员假设，这种缺乏合成代谢作用的原因是缺乏合成代谢底物供应（氨基酸）。 本研究的主要目的是检验在 CABG 期间和之后立即将胰岛素作为高胰岛素血症-正常血糖钳夹的一部分给药的假设：

1. 如果补充静脉内氨基酸 (AA) 以维持正常 AA 血浆浓度（异氨基酸血症），将诱导全身蛋白质正平衡，以及
2. 如果结合输注 AA 将 AA 血浆浓度增加到超正常水平（高氨基酸血症），将进一步增强全身蛋白质平衡 主要结果，全身蛋白质平衡，将在重症监护室手术后 2 小时进行测量单元。 次要目标包括 (1) 测量肝白蛋白合成和 (2) 评估代谢-内分泌环境的变化。

方法：将招募 30 名计划进行需要体外循环的择期 CABG 手术的患者。 同意的患者将被随机分为 3 组。 第 1 组患者将从手术开始到手术后八小时研究期结束期间接受 HNC。 将不提供氨基酸。 第 2 组患者将在手术期间和手术后接受 HNC 和 AA（Travasol Baxter，Deerfield IL），其量相当于手术前测量的患者能量消耗（EE）的 20%，以维持异氨基酸血症。 第 3 组患者将在手术期间和手术后接受相当于患者 EE 35% 的 HNC 和 Travasol，以促进高氨基酸血症。 HNC 将包括 5 mU/kg/min 的胰岛素输注和可变的葡萄糖输注（葡萄糖 20%）以维持血糖正常（4-6 mmol/L）。 全身蛋白质平衡将通过 L-[1-13C] 亮氨酸示踪动力学进行评估。 蛋白质平衡将计算为蛋白质合成减去亮氨酸出现率 (Ra)，正值表示合成代谢，负值表示分解代谢。 全身葡萄糖代谢将通过稳定同位素示踪剂 [6,6-2H2] 葡萄糖进行评估。 肝白蛋白合成将通过使用预先准备好的连续输注 L-[2H5] 苯丙氨酸来确定。 术前测量将在手术前的早晨进行。 术后研究将在重症监护病房手术后 2 小时进行。 手术后将对患者进行 12 小时的随访。 将使用 ANOVA 分析两组之间的全身亮氨酸动力学以进行重复测量。 统计显着性将被设置为P<0.05。 将呈现的所有 p 值都是双尾的。

示踪剂动力学：

在手术前一天和术后重症监护病房中，在吸收后条件下进行了全身亮氨酸和葡萄糖代谢测量。 葡萄糖和亮氨酸的血浆动力学，即葡萄糖和亮氨酸出现率 (Ra)、亮氨酸氧化和非氧化亮氨酸处理，通过 L-[1-13C] 亮氨酸和 [6] ,6-2H2]葡萄糖。 在输注前收集血液和呼出气体样本，以分析基线浓度。 随后给予 NaH13CO3（1 µmol/kg，口服）、L-[1-13C] 亮氨酸（4 µmol/kg，静脉注射）和 [6,6-2H2] 葡萄糖（22 µmol/kg，静脉注射）的初始剂量通过输注 L-[1-13C] 亮氨酸 (0.06 µmol.kg-1.min-1) 和 [6,6-2H2] 葡萄糖 (0.44 µmol.kg-1.min-1)。 为了测定 13CO2 同位素富集，在同位素输注 150、160、170 和 180 分钟后采集了四个呼气样本。

在稳态条件下，使用双池随机模型通过常规同位素稀释技术计算全身亮氨酸和葡萄糖动力学。 在同位素稳态下，血浆中未标记底物的 Ra 来源于血浆同位素富集，表示为 MPE，根据以下等式：Ra = I.(MPEinf/MPEpl - 1)，其中 I 是示踪剂的输注速率，MPEinf 是输液中示踪剂的富集，MPEpl 是血浆中示踪剂的富集。 最终的 MPE 值代表每个同位素平台期间所有 MPE 测量值的平均值。 当同位素平台的 MPE 值的 CV <5% 时，同位素稳态条件被视为有效。

在同位素稳态亮氨酸通量 (Q) 通过以下公式量化：Q = S+O = B+I，其中 S 是亮氨酸合成蛋白质的速率，O 是氧化速率，B 是蛋白质分解， I 是饮食摄入量。 此外 Q 等于 Ra (Ra = B+I) 和消失率 (Rd; Rd = S+O)。 当在禁食状态下进行示踪剂研究时，亮氨酸通量等于 B。蛋白质合成速率的计算方法是从亮氨酸通量中减去亮氨酸氧化 (S = Q-O)。 蛋白质平衡计算为蛋白质合成减去亮氨酸 Ra，正值表示合成代谢，负值表示分解代谢。 血浆 [1-13C]α-KIC 用于计算亮氨酸的通量和氧化。 α-KIC 由亮氨酸在细胞内形成并释放到体循环中。 它比血浆亮氨酸本身更准确地反映了细胞内前体池的富集。