Az elhízás és a glükóz tolerancia külön hatása az inkretin hatásra normál betegekben és 2-es típusú cukorbetegekben

Absztrakt

CÉLKITŰZÉS-Az elhízás és a hyperlykaemia különálló hatásának számszerűsítése az inkretin hatásra (azaz az orális glükóz utáni β-sejtek funkciójának növekedése az intravénás glükózzal szemben).

KUTATÁSI TERVEZÉS ÉS MÓDSZEREKAz izoglikémiás orális (75 g) és intravénás glükózadagolást 51 (24 normál glükóztoleranciával [NGT], 17 károsodott glükóztoleranciával [IGT] és 10 2-es típusú cukorbetegséggel), széles BMI-tartományban (20– 61 kg/m 2). C-peptid dekonvolúciót használtunk az inzulin szekréció sebességének rekonstrukciójához, és matematikai modellezéssel meghatároztuk a β-sejt glükóz érzékenységét (az inzulin szekréció/glükóz koncentráció dózis-válasz görbe meredeksége). Az inkretin hatást a válaszok orális/intravénás arányaként határoztuk meg. 8 NGT-ben és 10 cukorbeteg alanyban kettős nyomjelző technikával mértük az orális glükóz megjelenését.

EREDMÉNYEK-A teljes inzulinszekrécióra és a β-sejt glükózérzékenységre gyakorolt inkretin hatás és az orális glükózra adott GLP-1 válasz szignifikánsan csökkent a cukorbetegségben az NGT-hez vagy az IGT-hez képest (P ≤ 0,05). Az eredmények hasonlóak voltak, amikor az alanyokat a BMI tertile alapján rétegeztük (P ≤ 0,05). A teljes adatkészletben az inkretin-hatás minden megnyilvánulása fordítottan összefüggött mind a glükóz toleranciával (2 órás plazma glükózszint), mind a BMI-vel (parciális r = 0,27–0,59, P ≤ 0,05), független, additív módon. Az orális glükóz megjelenése nem különbözött a cukorbetegség és az NGT között, és pozitívan kapcsolódott a GLP-1 válaszhoz (r = 0,53, P 2 H2] -glükóz (Cambridge Isotype Laboratories, Boston, MA) ([28 μmol/kg × [éhomi glycemia/5] - elsődleges, majd 0,28 μmol/kg infúzióval) az egész bazális periódusban (−180 és 0 perc között) és az OGTT alatt (0–180 perc) adtuk. A 0. időpontban az alanyok 75 g glükózoldatot ittak 1,5 g [1-2H] -glükózt tartalmaz.

Vizsgálatok.

A plazma glükózszintet glükóz-oxidáz technikával mértük (Beckman Glucose Analyzers; Beckman, Fullerton, CA). A plazma inzulint duplikátumban mértük radioimmun vizsgálattal, a humán inzulin készleteinek felhasználásával, elhanyagolható keresztreaktivitással a proinsulinnal és annak hasított termékeivel (Linco Research, St. Louis, MO). A glükagont és a C-peptidet radioimmun vizsgálattal (Linco Research) mértük. A plazma trigliceridet és a szérum HDL-koleszterint két példányban, standard spektrofotometriás módszerekkel vizsgáltuk CX4 szinkron klinikai rendszeren (Beckman). A teljes COOH-terminális amidált GLP-1-et radioimmun vizsgálattal vizsgáltuk a 2. sz. Poliklonális antiszérum alkalmazásával. 89390 (nyulakban nevelkedett), amelynek abszolút követelménye van a GLP-1 amidált C-terminálisa szempontjából, és nem reagál keresztreakcióval a C-terminálisan csonka metabolitokkal vagy a glicinnel meghosszabbított formákkal. A vizsgálat keresztreakciót adott a 2 H2] glükóz és az [1 H] -glükóz dúsulás mérésére gázkromatográfiával/tömegspektrometriával.

Számítások.

Az inzulinérzékenységet az orális glükózterhelésre adott plazma glükóz- és inzulinválasz alapján becsültük meg az orális glükóz inzulinérzékenységi index kiszámításával, amelyről korábban kimutatták, hogy jól korrelál az euglikémiás-hiperinsulinémiás bilincs M-értékével (30). Az időkoncentrációs görbék (AUC) alatti területeket a trapéz szabály szerint számítottuk ki. Az inkretin hatás nagyságának becsléséhez az orális és az intravénás mérések arányát használtuk (6). Ez a számítás önmagában megsemmisíti a glükózszint hatását, amelyet protokoll szerint egyeztettek.

β-sejt funkció modellezése.

Statisztikai analízis.

Az adatokat átlagként ± SD vagy mediánként (interkvartilis tartomány) adjuk meg a nem normálisan elosztott változókra. Ez utóbbiakat természetes logaritmusaikba alakították át statisztikai tesztelés céljából. A csoportok közötti különbségeket az ANOVA elemezte; az egyes csoportok közötti különbségeket Bonferroni-Dunn teszttel elemeztük. A párosított csoportértékeket összehasonlítottuk a Wilcoxon teszttel. A csoportok közötti időbeli különbségeket kétutas ANOVA-val elemeztük az ismételt mérésekhez. A lineáris regressziós modelleket standard technikákkal teszteltük. A kovariátok kiigazítását az ANCOVA végezte. A ≤0,05 P értéket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük; amikor post hoc több összehasonlítást végez; a P értéket elosztottuk az összehasonlítások számával.

EREDMÉNYEK

Az NGT-vel, IGT-vel és cukorbetegséggel rendelkező csoportok kora és nemi megoszlása, testtömeg-indexe és zsírtömege hasonló volt. Az A1C és a szérum trigliceridszintek magasabbak voltak cukorbetegségben, és az inzulinérzékenység mind az IGT, mind a cukorbetegségben csökkent (1. táblázat). Az éhgyomri és az OGTT utáni plazma glükózkoncentrációk magasabbak voltak IGT-ben és cukorbetegségben, mint NGT-ben, és tervük szerint gyakorlatilag azonosak voltak az OGTT és az izoglikémiás teszt során az egyes csoportokban (1. ábra). Az orális glükózra adott plazma inzulin válasz IGT-ben magasabb, cukorbetegségben alacsonyabb volt, mint az NGT. Az éhomi inzulin szekréció aránya nőtt a cukorbetegségben (medián 115 [interkvartilis tartomány 53]), szemben az NGT-vel (86 [81] pmol · min -1 -1 m 2, P 2 vs. 67 [21] nmol/m 2 vs. 67 [38] nmol/m 2), de késik cukorbetegségben (P −1 · m −2 · mmol −1 · l, P = 0,03, szemben 1 482 [1589] pmol · min −1 · m −2 · mmol - 1 l az NGT esetében); az inkretin-hatás (az orális és az intravénás érték aránya) azonban nem különbözött a glükóz tolerancia státusban. Hasonlóképpen, a potencírozásra vonatkozó inkretin-hatás (egyetlen értékként 2 órával szemben a kiindulási értékkel) hasonló volt a csoportok között.

Az OGTT alkalmazásával a plazma GLP-1 szintje hasonló volt az IGT-ben és az NGT-ben, de a cukorbetegségben jelentősen csökkent, míg a plazma GIP-koncentrációja magasabb volt a cukorbetegségben, mint az NGT-ben vagy az IGT-ben, gyors válasz és késleltetett csúcs. A plazma glükagonszintje hasonló volt az NGT-ben és az IGT-ben, de szignifikánsan magasabb volt a cukorbetegségben, ami paradox módon emelkedett 30 perccel az OGTT-be (3. ábra). Sem a GLP-1, sem a GIP nem változott szignifikánsan az intravénás teszt során, míg a glükagon egyformán elnyomott minden csoportban (az adatokat nem közöljük). A hormonális AUC-k elemzését a 2. táblázat tartalmazza.

A kettős nyomjelző protokollt kapó alcsoportban az orális glükóz még mindig jelentős sebességgel (átlagosan 16 ± 10 μmol · perc -1-1 kgFFM -1) jelent meg a szisztémás keringésben, 180 percnél. Az OGTT 3 órája alatt megjelenő orális glükóz mennyisége cukorbetegségben 43 ± 7 g, NGT-ben 47 ± 11 g volt (P = NS); ugyanebben az időszakban a plazma glükóz clearance-e markánsan csökkent a cukorbetegségben (2,3 ± 0,4 vs. 4,2 ± 1,4 ml · perc –1 · kgFFM -1; P 2 = 5,6, P = 0,2) (3. táblázat). A várakozásoknak megfelelően az inzulinérzékenység fokozatosan alacsonyabb volt, az inzulinszint és a szekréció aránya (éhgyomri és posztglükóz) pedig a BMI növekedésével fokozatosan magasabb volt (4. táblázat). Azonban a β-sejtek glükózérzékenysége hasonló volt a BMI-tertilisekben orális glükózzal, és némileg növekedett intravénás glükóz esetén. A sebességérzékenység és a potenciáció hasonló volt a BMI csoportokban. A GLP-1 válasz, de a GIP vagy a glükagon válasz nem, a BMI növekedésével romlott.

Incretinek és az inkretin hatás.

Az inkretin hatást külön elemeztük a teljes inzulin szekréció és a β-sejt glükóz érzékenység szempontjából. Mindkét paraméter esetében az inkretin-hatás jelentősen gyengült a cukorbetegséggel összefüggésben (2. ábra). BMI-tercilitásokkal elemezve az inkretin hatása a teljes inzulinszekrécióra fokozatosan alacsonyabb volt magasabb BMI mellett (orális-intravénás arány = 1,8 ± 0,6 vs. 1,4 ± 0,3 vs. 1,1 ± 0,2; P = 0,0002); ugyanez vonatkozott a β-sejt glükózérzékenységre gyakorolt inkretin hatásra (2,1 ± 1,0 vs. 1,6 ± 0,8 vs. 1,3 ± 0,5; P = 0,02). Kétváltozós elemzésben a BMI és a glükóz tolerancia hatása független volt egymástól. Folyamatos változók alkalmazásával a teljes inzulinszekrécióra vonatkozó inkretin hatás a BMI egyidejű függvénye volt (részleges r = −0,59, P 2 és 2 órás plazma glükózszint esetén, amely megfelel az NGT, IGT és diabéteszes csoportok mediánjának. előrejelzett értékek egyértelműen szemléltetik az elhízás és az IGT additív hatását a teljes inzulin szekrécióra és a β-sejt glükóz érzékenységére gyakorolt inkretin hatásokra (4. ábra).

A teljes csoportban az inzulin szekréció és a β-sejt glükózérzékenység az orális (□) és az intravénás (▪) glükóz hatására. * P ≤ 0,05 az orális és az intravénás különbség szempontjából (Wilcoxon-teszt). §P ≤ 0,05 az NGT-vel való különbséghez képest (Bonferroni-Dunn teszt).