Juris J. Meier, Baptist Gallwitz, Stefan Salmen, Oliver Goetze, Jens J. Holst, Wolfgang E. Schmidt, Michael A. Nauck, Normalizarea concentrațiilor de glucoză și decelerarea golirii gastrice după mesele solide în timpul peptidei asemănătoare glucagonului 1 la pacienți cu diabet de tip 2, Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, volumul 88, numărul 6, 1 iunie 2003, paginile 2719-2725, https://doi.org/10.1210/jc.2003-030049

concentrațiilor

Efectele diferitelor doze iv de peptida 1 asemănătoare glucagonului (GLP-1) asupra homeostaziei glucozei și golirii gastrice au fost comparate la pacienții cu diabet zaharat de tip 2. Doisprezece pacienți cu diabet de tip 2 au primit trei viteze diferite de perfuzie de GLP-1 (0,4, 0,8 și 1,2 pmol/kg · min) sau placebo în starea de repaus alimentar și după o masă solidă de testare (conținând [13 C] acid octanoic). Sângele a fost extras pentru determinări de glucoză, insulină, peptidă C, glucagon și GLP-1. Rata de golire gastrică a fost calculată din cele 13 rate de excreție de CO2 în probele de respirație. Statisticile au fost determinate folosind măsuri repetate ANOVA și Duncan’s post hoc Test.

Concentrațiile de glucoză plasmatică au fost la fel de normalizate cu toate dozele de GLP-1 (P

Datorită efectelor sale insulinotrope și glucagonostatice dependente de glucoză, peptida 1 asemănătoare glucagonului (GLP-1) are un potențial promițător pentru tratamentul diabetului de tip 2 (1-5). În prezent sunt încercate diferite încercări de a utiliza proprietățile antidiabetogene ale GLP-1 (6-8). Cu toate acestea, o normalizare completă a concentrațiilor de glucoză a fost demonstrată numai cu perfuzia IV de GLP-1 (1, 9, 10). În anumite situații clinice, de ex. tulburări metabolice după un infarct miocardic acut sau proceduri chirurgicale majore, administrarea iv de GLP-1 nativ poate fi o abordare adecvată pentru controlul glucozei (11, 12).

În plus față de efectele sale metabolice, GLP-1 accelerează puternic golirea gastrică (13-16), încetinind astfel intrarea nutrienților în circulație și reducând apetitul și consumul de alimente (5, 17). Cu toate acestea, o decelerare a motilității gastrice poate duce la greață sau vărsături după ingestia mesei (18). Având în vedere că perturbarea motilității gastro-intestinale este prezentă la cel puțin un subgrup de pacienți cu diabet de tip 2 (19), s-ar putea specula că inhibarea suplimentară a golirii gastrice de către GLP-1 s-ar putea să nu fie benefică la astfel de pacienți.

În majoritatea studiilor anterioare care utilizează administrarea iv de GLP-1 la pacienții cu diabet zaharat de tip 2, a fost aleasă o rată de perfuzie de 1,2 pmol/kg greutate corporală · min sau mai mult (1, 9, 14, 20, 21). Există doar câteva studii care au comparat doze mai mici de GLP-1 (15, 22), dar relația dintre efectele de scădere a glucozei și decelerarea golirii gastrice cu diferite doze de GLP-1 nu a fost încă studiată la pacienții cu tip 2 diabet. Prin urmare, scopul acestui studiu a fost compararea efectelor diferitelor rate de perfuzie de GLP-1 (0,4, 0,8 și 1,2 pmol/kg · min) și placebo asupra homeostaziei glucozei în starea de post, precum și în starea postprandială. și pentru a cuantifica efectele sale asupra golirii gastrice după o masă solidă la pacienții cu diabet de tip 2. Rezultatele preliminare au fost comunicate în formă abstractă (23).

Pacienți și metode

Protocol de studiu

Protocolul de studiu a fost aprobat de comitetul de etică al Universității Ruhr din Bochum înainte de studiu. Consimțământul informat scris a fost obținut de la toți participanții.

Pacienți

Doisprezece pacienți cu diabet de tip 2 (cinci bărbați și șapte femei) au participat la studiu. Vârsta medie a fost de 57 ± 9 ani (medie ± sd), indicele de masă corporală a fost de 30,2 ± 5,0 kg/m 2, raportul talie la șold a fost de 0,95 ± 0,11, iar durata diabetului a fost de 4 ± 1 an. Zece pacienți au fost tratați doar cu dietă, o persoană a primit sulfoniluree (glibenclamidă), iar unul a fost tratat cu metformină. Hemoglobina A1c medie a fost de 6,8 ± 1,3% (interval normal, 4,8-6,0%), concentrația totală de colesterol a fost de 5,1 ± 1,06 mmol/litru (interval normal, 0-5,2 mg/dl), concentrația de trigliceride a fost 1,38 ± 0,44 mmol/litru (interval normal, 0-2,3 mg/dl), iar concentrația de glucoză în post a fost de 8,88 ± 2,72 mmol/litru (interval normal de post, 1,5 mg/dl) au fost excluse.

Design de studiu

Toți participanții au fost studiați în cinci ocazii. 1) La o vizită de screening, sângele a fost extras în starea de repaus pentru parametrii de laborator și s-a efectuat un examen clinic. Dacă subiecții îndeplineau criteriile de includere, aceștia erau recrutați pentru următoarele teste. 2) În două ocazii separate, metabolismul glucozei a fost evaluat în timpul unei perfuzii de 360 ​​de minute de GLP-1 sau placebo în starea de post. 3) Pe 2 d metabolism suplimentar al glucozei și golirea gastrică după o masă solidă au fost evaluate în timpul unei infuzii de 300 de minute de GLP-1 sau placebo. Masa de test a fost servită la 60 de minute după începerea perfuziei GLP-1/placebo. Cel puțin 1 zi a trebuit să treacă între teste. Toate tratamentele antidiabetice au fost retrase cu 1 zi înainte de experimente. Fiecare participant a fost studiat cu două doze diferite de GLP-1, în conformitate cu următorul protocol de randomizare: 1) placebo și 0,4 pmol/kg · min, 2) placebo și 0,8 pmol/kg · min, 3) placebo și 1,2 pmol/kg · Min, 4) 0,4 și 0,8 pmol/kg · min, 5) 0,4 și 1,2 pmol/kg · min și 5) 0,8 și 1,2 pmol/kg · min. Prin urmare, șase pacienți au fost studiați cu fiecare doză.

Proceduri experimentale

Testele au fost efectuate dimineața după un post peste noapte în decubit dorsal pe parcursul experimentelor cu corpul superior ridicat cu 30 °. Două vene ale antebrațului au fost perforate cu o canulă de teflon (Moskito 123, calibru 18, Vygon, Aachen, Germania) și au păstrat brevetul utilizând NaCl 0,9% (pentru prelevarea de sânge și, respectiv, pentru administrarea de glucoză și GLP-1, respectiv). Ambii lobi ai urechii au fost hiperemici utilizând Finalgon (Nonivamid, 4 mg/g; Nicoboxil, 25 mg/g).

După extragerea specimenului de sânge bazal la -30 și 0 min, la 0 min s-a început o infuzie de GLP-1 sau placebo (1% albumină serică umană în 0,9% NaCI) și s-a menținut timp de 360 ​​min (20 ml/h; Perfusor Secura, Braun Melsungen, Germania). Probele de sânge capilar și venos au fost colectate la intervale de 30 de minute.

Experimentele au fost începute după extragerea probelor de sânge bazale (-30 și 0 min) cu infuzie de GLP-1 sau placebo la 0 min. După 60 de minute, a fost servită o masă standard de testare (un ou, două felii de pâine albă, 5 g margarină și 150 ml apă; 250 kcal) conținând 100 mg [13 C] sodiu-octanoic acid, și s-au recoltat probe de respirație în intervale de 10 minute. Probele de sânge venos și capilar au fost colectate la intervale de 30 de minute.

Specimen de sânge

Sângele venos a fost extras în tuburi răcite care conțin EDTA și aprotinin (Trasylol; 20.000 unități inhibitoare de calikreină/ml, 200 μl/10 ml sânge; Bayer Corp., Leverkusen, Germania) și ținut pe gheață. O probă (~ 100 μl) a fost depozitată în fluorură de sodiu (Microvette CB 300, Sarstedt, Numbrecht, Germania) pentru măsurarea imediată a glucozei. După centrifugare la 4 ° C, plasma pentru analize hormonale a fost menținută înghețată la -28 ° C.

Peptide

GLP-1 uman sintetic a fost un cadou de la Restoragen, Inc. (Lincoln, NE). Numărul lotului (de calitate farmaceutică) a fost 0340298. Peptida a fost dizolvată în 0,9% NaCl/1% albumină serică umană (săracă în sare; Behring, Marburg, Germania), filtrată prin filtre de nitroceluloză de 0,2 μm (Sartorius, Gottingen, Germania) și stocată înghețat la -28 C. Profilurile HPLC (furnizate de producător) au arătat că preparatul a fost mai mare de 99% (coelutare cu un singur vârf cu standarde adecvate). Probele au fost analizate pentru creșterea bacteriană (tehnici standard de cultură) și pentru pirogeni (laboratorul Dr. Balfanz, Munster, Germania). Nu a fost detectată nicio contaminare bacteriană. Concentrația de endotoxină în probe din soluția stoc GLP-1 a fost de 0,08 UI/ml.

Determinarea golirii gastrice

[13 C] Octanoat de sodiu [100 mg; CH3- (CH2) 6-13 COONa, Euriso-top, Saint-Aubin, Franța; puritate chimică, 99,7%; puritate izotopică, 99,1%] a fost amestecată în ouă amestecate pentru a marca componenta solidă a mesei de testat. Deoarece lichidul servit cu masa nu conținea substanțe nutritive, substraturi sau niciun material marcat cu 13 C, ratele de golire gastrică raportate sunt cele pentru componenta solidă a mesei. La intervale de 10 min, probele de respirație au fost prelevate în saci de plastic etanși la gaz, care conțin aproximativ 50 ml. În termen de 24 de ore, conținutul de 13 CO2 al acestor probe a fost determinat utilizând spectrometrie nedispersivă în infraroșu (Wagner Analysentechnik, Bremen, Germania). Rezultatele au fost ambele exprimate ca valoare per pe milion (‰) și δ peste valoarea inițială (DOB = δs - δ0). Definiția valorii δ: δs = (RS/RPDB - 1) × 1000 [‰], cu Rs = 13 C/12 C raport izotop în CO2 în respirație și RPDB = 0,0112372 = raport izotop în referință (PDB, PeeDeeBelmnite, SC; δO = raportul izotopului la momentul inițial).

Pentru a măsura proporția de substrat administrată pe cale orală, care este metabolizată, rezultatele au fost exprimate ca o doză procentuală de 13 C recuperată (PDR) în timp pentru fiecare interval de timp din care a fost calculat PDR cumulativ (cPDR) pentru fiecare interval de timp, conform la către Ghoos și colab. (24). S-a presupus că producția de CO2 este de 300 mmol/m 2 suprafață corporală · h.

Evaluarea testului de respirație octanoat pentru golirea gastrică a fost efectuată prin analiza de regresie neliniară (PRISM, versiunea 2, GraphPad Software, Inc., San Diego, CA) a celor 13 curbe de excreție de CO2 (PDR) la formula: PDR (t) = at be −ct (Eq I), care a fost derivat din distribuția χ 2 în statistici. Expresia ln a, care este coeficientul de golire gastrică, este un parametru fiabil pentru a descrie viteza cu care stomacul se golește (24).

Procentul de 13 valori cumulative de CO2 a fost potrivit folosind un model dat de: cPDR (t) = M (1 - e −kt) β (Eq II), unde y este cPDR la ora t în ore și m, k, și β sunt constante estimate de regresie, cu M cantitatea totală de 13 CO2 expirată când timpul este infinit. Golirea gastrică la jumătatea timpului (t1/2; calculată numai în grupul placebo) a fost calculată luând PDR (t) egal cu M/2 în ecuația PDR, care este exprimată ca: t1/2 = (-1/k ) ln (1 - 2 -1/β) (Eq III) (25). Golirea gastrică a fost exprimată ca procent din conținutul gastric inițial (M = 100%) calculând diferența față de această valoare inițială la fiecare moment: conținut gastric (t) = (M - cPDR (t))/M) × 100 % (Ec. IV).

Determinări de laborator

Glucoza a fost măsurată așa cum s-a descris anterior (26) folosind o metodă de glucoză oxidază cu un analizor de glucoză 2 (Beckman, München, Germania).

Insulina a fost măsurată utilizând o imunoanaliză enzimatică cu microparticule de insulină (IMx Insulin, Abbott Laboratories, Wiesbaden, Germania). Coeficienții de variație intra-test au fost de aproximativ 4%.

Peptida C a fost măsurată folosind godeuri de microtitrare acoperite cu anticorpi C-peptidă (imunoanaliză enzimatică MTPL a peptidei C) de la DRG Instruments GmbH (Marburg, Germania). Coeficienții de variație intra-test au fost de aproximativ 6%. Ca standarde s-au folosit insulina umană și peptida C.

Glucagonul imunoreactiv a fost măsurat folosind anticorpul porcin 4305 în plasma extrasă cu etanol, așa cum s-a descris anterior (27). Limita de detectare a fost mai mică de 1 pmol/litru. Coeficienții de variație intra-test au fost de 6,7%, iar coeficienții de variație între teste au fost de 16%.

Imunoreactivitatea GLP-1 a fost determinată în plasma extrasă cu etanol după uscare prin congelare și resuspendare în tampon de testare, așa cum s-a descris anterior (28), utilizând antiser 89390. Această analiză măsoară suma GLP-1 intact și a metabolitului primar, GLP- 1- (9-39) amidă, care se formează în circulație. Prin urmare, concentrațiile măsurate reflectă cu exactitate cantitatea de GLP-1 perfuzat. Coeficienții de varianță intra-test au fost de aproximativ 8%. Limita de detectare a fost mai mică de 5 pmol/litru.

Calcule

Pentru răspunsuri incrementale integrate de glucoză, insulină și peptidă C, a fost calculată zona pozitivă sau negativă de sub curbă (valoarea inițială scăzută). Pentru calcularea concentrațiilor incrementale integrate separat în timpul stărilor preprandiale și postprandiale în studiul mesei, perioada experimentală a fost împărțită în două perioade (perioada 1, 0-60 min; perioada 2, 60-300 min). Concentrațiile bazale medii de glucoză, insulină și peptidă C la –60 și 0 min au fost utilizate ca bază pentru calcularea răspunsului incremental în ambele perioade experimentale.

analize statistice

Secreția de glucagon a fost suprimată în timpul perfuziei cu GLP-1, dar a rămas aproape neschimbată în grupul placebo (P = 0,012; Fig. 1D). Au existat valori suprapuse din cauza concentrațiilor de bază diferite.

Golirea gastrică

În timpul administrării iv a placebo la pacienții cu diabet zaharat de tip 2, repriza de golire gastrică după masa solidă a fost de 164 ± 8 min. În timpul administrării GLP-1, golirea gastrică a fost decelerată într-un mod dependent de doză (Fig. 4). În consecință, 240 min după ingestia mesei, 26 ± 3%, 39 ± 6%, 56 ± 9% și 74 ± 9% din conținutul gastric inițial au rămas în stomac în timpul administrării placebo și 0,4, 0,8 și 1,2 pmol GLP-1/kg · min, respectiv (P Fig. 4A). Coeficienții de golire gastrică au fost semnificativ reduși odată cu creșterea dozelor de GLP-1 (P Fig. 4B). Decelerarea golirii gastrice de către GLP-1 a fost pronunțată; jumătățile de golire gastrică nu au fost atinse în perioada de studiu de 240 min. Comparând rezultatele individuale, coeficienții de golire gastrică au fost reduși cu doza mai mare de GLP-1 la fiecare pacient (detaliile nu sunt prezentate).

Diabetul de tip 2 se caracterizează printr-o pierdere progresivă a secreției de insulină în prima fază și o secreție compensatorie crescută în a doua fază (29, 30). Întârzierea secreției de insulină după ingestia de masă determină suprimarea redusă a producției hepatice de glucoză, precum și secreția de glucagon, ducând la hiperglicemie postprandială (31). Deoarece o perfuzie de GLP-1 a început cu 1 oră înainte de ingestia mesei a crescut semnificativ concentrațiile de insulină preprandială, excursiile glicemice postprandiale ar putea fi reduse în mod eficient.

Reducerea secreției de insulină postprandială cu creșterea dozelor de GLP-1 în prezentul studiu se datorează cel mai probabil concentrațiilor mai mici de glucoză la momentul ingestiei de masă, atinse de pretratamentul GLP-1. În consecință, calculul indicelui insulinogen a relevat cantități similare de insulină secretate în raport cu concentrațiile de glucoză din toate grupurile tratate cu GLP-1 după masă (P = 0,14; detaliile nu sunt prezentate).

Similar studiilor anterioare, a existat o tendință spre scăderea secreției de glucagon în timpul perfuziei cu GLP-1, dar numai în studiul de masă s-a ajuns la semnificația statistică fără a include concentrațiile de glucoză ca covariabil. Acest lucru are sens, deoarece concentrațiile de glucoză au un efect imediat asupra secreției pancreatice de glucagon (32), care este luat în considerare prin această abordare statistică.

Deși secreția endogenă de GLP-1 este stimulată de ingestia mesei, a existat doar o ușoară creștere a concentrației plasmatice a GLP-1 după ingestia mesei testate în grupul placebo. Acest lucru se datorează cel mai probabil conținutului caloric scăzut al mesei (250 kcal), care a avut un efect redus asupra secreției endogene de GLP-1.

Efectele GLP-1 asupra concentrațiilor de post și de glucoză postprandiale au fost similare cu toate dozele testate, dar golirea gastrică a fost întârziată în mod dependent de doză. Această constatare evidențiază dependența de glucoză a acțiunilor metabolice GLP-1 care garantează normalizarea glucozei fără a provoca hipoglicemie (1). Cu toate acestea, inhibarea golirii gastrice pare să depindă în primul rând de cantitatea de GLP-1 administrată. În prezentul studiu, decelerarea golirii gastrice de către GLP-1 a fost proeminentă; doar 25% din conținutul inițial al stomacului s-a golit după 4 ore la pacienții cărora li s-au administrat 1,2 pmol GLP-1/kg · min, în timp ce aproape 75% s-au golit în grupul placebo.

Merită menționat faptul că, deși s-ar putea aștepta ca tranzitul gastric întârziat să conducă la greață sau vărsături, decelerarea golirii gastrice în prezentul studiu nu a provocat simptome raportate în mod conștient de către pacienți. Greața și vărsăturile au fost raportate anterior după administrarea unor doze mari de GLP-1 în unele studii (15, 18), dar nu în toate (8, 21, 22). Acest lucru este în concordanță cu absența simptomelor gastro-intestinale la pacienții cu diabet zaharat care au dovedit o accelerare a golirii gastrice (gastropareză) (19, 33, 34).

Golirea gastrică a fost decelerată la aproximativ 30-50% dintre pacienții cu diabet zaharat de tip 2, dar poate fi accelerată și din cauza neuropatiei autonome (19, 35). Prin urmare, ar putea fi rezonabil să se evalueze golirea gastrică înainte de a începe tratamentul cu GLP-1 pentru a evita inducerea gastroparezei la acești pacienți, mai ales că întârzierea golirii gastrice și tratamentul cu GLP-1 pot modifica, de asemenea, proprietățile farmacocinetice ale altor medicamente.

Deoarece aplicația clinică largă a GLP-1 este limitată de timpul de înjumătățire in vivo de 2-3 minute (36), s-au întreprins diverse încercări de a depăși proprietățile sale farmacocinetice nefavorabile. În prezent, diferiți analogi ai GLP-1, rezistenți la degradarea in vivo de către dipeptidil peptidaza IV (7, 37), precum și inhibitori ai dipeptidil peptidazei IV sunt testați în studiile clinice (6, 38), dar niciunul dintre acești agenți nu a dovedit aceeași potență antidiabetică ca o perfuzie iv de GLP-1 nativ. Prin urmare, pare să merite reconsiderarea administrării iv a GLP-1 nativ, cel puțin în unele situații temporar limitate. Astfel de situații ar putea include infarct miocardic acut, accident vascular cerebral ischemic și intervenții chirurgicale majore, deoarece dezvoltarea hiperglicemiei limitează prognosticul pacienților în aceste condiții (39–41). În schimb, sa demonstrat că tratamentul intensiv cu insulină care vizează normalizarea glucozei inversează efectele dăunătoare ale hiperglicemiei la acești pacienți (11, 39). Cu toate acestea, tratamentul cu insulină necesită un control strict al glucozei și prezintă un risc de inducere a hipoglicemiei. Un tratament antidiabetic cu GLP-1 poate oferi o alternativă practică pentru controlul glucozei la acești pacienți (12).

În concluzie, în timpul administrării iv a diferitelor doze de GLP-1, concentrațiile de post și de glucoză postprandiale pot fi la fel de normalizate. Când este administrat înainte de ingestia mesei, GLP-1 crește concentrațiile de insulină preprandiale și reduce hiperglicemia postprandială. Golirea gastrică este accelerată în funcție de doză de GLP-1, cu o oprire aproape completă a golirii la 4 ore după ingestia mesei în timpul perfuziei de 1,2 pmol/kg · min. Prin urmare, pentru a evita efectele secundare gastrointestinale, dozele mai mici decât cele utilizate anterior par a fi adecvate pentru administrarea iv de GLP-1 la pacienții cu diabet de tip 2.

Mulțumiri

Este foarte recunoscută asistența tehnică excelentă a Birgit Baller și Lone Bagger.

Această lucrare a fost susținută de Deutsche Forschungsgemeinschaft (Na 203/6-1) și FoRUM (F348/2002).