Abstract

OBIECTIV Acest studiu a determinat dacă scăderea triacilglicerolului pancreatic în timpul pierderii în greutate în diabetul zaharat de tip 2 (T2DM) reflectă pur și simplu grăsimea corporală sau este specifică diabetului și este asociată cu recuperarea simultană a funcției secretoare de insulină.

pancreatic

PROIECTAREA ȘI METODELE CERCETĂRII Persoanele enumerate pentru intervenția chirurgicală de bypass gastric care au avut T2DM sau toleranță normală la glucoză (NGT) potrivite pentru vârstă, greutate și sex au fost studiate înainte și la 8 săptămâni după operație. Pancreasul și triacilglicerolul hepatic au fost cuantificate utilizând RMN în fază și în fază. S-au măsurat, de asemenea, răspunsul insulinei în prima fază la o perfuzie intravenoasă de glucoză, sensibilitatea la insulină hepatică și răspunsurile glicemice și incretine la o masă de testare semisolidă.

REZULTATE Pierderea în greutate după operație a fost similară (NGT: 12,8 ± 0,8% și T2DM: 13,6 ± 0,7%) la fel ca și modificarea masei grase (56,7 ± 3,3 la 45,4 ± 2,3 față de 56,6 ± 2,4 la 43,0 ± 2,4 kg). Triacilglicerolul pancreatic nu sa modificat în NGT (5,1 ± 0,2-5,5 ± 0,4%), dar a scăzut în grupul cu T2DM (6,6 ± 0,5 până la 5,4 ± 0,4%; P = 0,007). Răspunsul de insulină în prima fază la o perfuzie intravenoasă de glucoză treptată nu s-a modificat în NGT (0,24 [0,13-0,46] la 0,23 [0,19-0,37] nmol ⋅ min −1 ⋅ m −2), dar s-a normalizat în T2DM (0,08 [−0,01 până la –0.10] la 0.22 [0.07-0.30]) nmol ⋅ min −1 ⋅ m −2 în săptămâna 8 (P = 0.005). Nu s-a observat niciun efect diferențial al secreției de incretină după bypassul gastric, cu o absorbție mai rapidă a glucozei care a dus la creșterea echivalentă a secreției de peptidă 1 de tip glucagonic în cele două grupuri.

CONCLUZII Scăderea triacilglicerolului intrapancreatic în T2DM, care are loc în timpul pierderii în greutate, este asociată cu starea în sine, mai degrabă decât cu scăderea grăsimii corporale totale.

Introducere

Diabetul zaharat de tip 2 (T2DM) a atins proporții epidemice, afectând 9,2% din S.U.A. populației și costând țării 322 miliarde de dolari în 2012 (1). Starea este recunoscută pe scară largă ca fiind cauzată de o combinație de rezistență la insulină și insuficiență secretorie a insulinei. Cu toate acestea, rezistența la insulină singură nu determină creșterea glicemiei (2), iar T2DM apare numai atunci când răspunsul acut la insulină al celulelor β pancreatice devine inadecvat pentru controlul glicemiei (3,4). Procesul etiologic care stă la baza acestuia este încă incert. Inhibarea excesului de acizi grași intracelulari sau a metaboliților acestora este un mecanism potențial (5-7). Am demonstrat anterior la persoanele cu T2DM că pierderea în greutate de peste 8 săptămâni poate normaliza răspunsul acut la insulină și concentrația intrapiacreatică de triacilglicerol (8). Normoglicemia rezultată persistă, cu condiția să se evite recâștigarea greutății (9). Aceste observații au confirmat unele aspecte ale ipotezei ciclului dublu al etiologiei T2DM (10).

Rămâne nesigur dacă modificarea triacilglicerolului intrapancreatic este specifică diabetului în sine sau pur și simplu reflectă scăderea conținutului de grăsime din întregul corp și ar avea loc în timpul oricărei pierderi substanțiale de greutate. Compararea modificărilor T2DM și a toleranței normale la glucoză (NGT) în timpul pierderii în greutate ar putea defini acele modificări specifice recuperării capacității secretoare de insulină. Obținerea unei scăderi în greutate dietetice echivalente la persoanele NGT care nu au motivația de a-și inversa potențial diabetul la normal ar fi o provocare. Chirurgia de bypass gastric pentru obezitate produce pierderea de greutate fiabilă și permite compararea detaliată a modificărilor fiziopatologice în grupuri cu T2DM și NGT.

Modificări majore ale hormonilor incretinici apar după intervenția chirurgicală de bypass gastric Roux-en-Y (RYGB) care ar putea contribui potențial la creșterea observată a secreției de insulină legată de masă (11). Având în vedere răspunsul subnormal al glucagonului-cum ar fi peptida 1 (GLP-1) la ingestia de alimente în T2DM (12), RYGB poate exercita un efect specific în T2DM care diferă de cel la subiecții fără diabet. Unele studii au susținut acest concept (13), deși s-a observat o restaurare similară a normoglicemiei numai după restricția calorică (14). Puține studii au comparat efectul bypass-ului gastric în T2DM și NGT asupra funcției fiziologice a incretinei și asupra secreției de insulină, administrată intravenos de glucoză, administrată intravenos.

Obiectivele acestui studiu au fost de a testa ipotezele conform cărora restaurarea secreției de insulină în prima fază după intervenția chirurgicală RYGB ar fi însoțită de o scădere a triacilglicerolului pancreatic în mod specific în T2DM și că modificarea postchirurgicală a răspunsurilor hormonilor incretinici nu ar diferi în T2DM și NGT. . Deoarece modificarea triacilglicerolului pancreasului trebuie să reflecte exportul de triacilglicerol VLDL din ficat, au fost de asemenea evaluate conținutul hepatic de triacilglicerol și sensibilitatea hepatică la insulină.

Proiectare și metode de cercetare

Participanți

Persoanele enumerate pentru RYGB laparoscopic au fost identificate din două centre regionale de chirurgie bariatrică. Persoanele cu T2DM (n = 18) au fost recrutați cu diabet zaharat de durată 2 (din cauza constrângerilor scanerului), HbA1c 14 unități/săptămână, intervenție chirurgicală intestinală anterioară sau tratament cu steroizi, tiazolidindioni sau analogi GLP-1. Cei 18 indivizi cu T2DM și cei 9 indivizi NGT au fost grupați pentru vârstă și greutate (49,1 ± 1,6 față de 46,3 ± 2,1 ani, 121,0 ± 3,0 față de 114,5 ± 5,0 kg; 11 femei, 7 bărbați vs. 7 femei, 2 bărbați, respectiv). NGT a fost confirmat printr-un test oral de toleranță la glucoză de 75 g. Toleranța la glucoză afectată a fost găsită la doi subiecți, iar screening-ul a fost continuat până la atingerea dimensiunii planificate a grupului de 9 NGT. În grupul cu T2DM, trei persoane au fost menținute cu terapie cu insulină și nouă cu sulfoniluree la recrutare.

Protocolul de studiu a fost aprobat de Comitetul de etică al cercetării din Newcastle upon Tyne 1. Toți participanții au acordat consimțământul scris în scris.

O persoană nu a fost supusă unei intervenții chirurgicale după studiile de bază din cauza diagnosticului unei probleme medicale fără legătură.

Protocol experimental

Participanții cu T2DM și participanții la NGT au fost studiați chiar înainte de operație și la 8 săptămâni postoperator. Preoperator, toți participanții au fost rugați să urmeze o dietă hipocalorică (~ 1200 kcal) timp de 7-10 zile. În fiecare moment, s-au măsurat răspunsurile metabolice și incretinei la un test standard de masă, prima fază și secreția maximă de insulină și conținutul de pancreas și triacilglicerol hepatic prin scanare RMN. Participanții au fost rugați să oprească metformina și/sau sulfonilureele cu cel puțin 72 de ore înainte de primul studiu sau să oprească insulina cu cel puțin 24 de ore înainte și toți au rămas în afara agenților hipoglicemianți după aceea. Activitatea fizică intensă și consumul de alcool/cofeină au fost evitate cu 48 de ore înainte de fiecare studiu. Toate studiile metabolice au fost efectuate după un post de 10 ore peste noapte.

Interventie chirurgicala

RYGB a fost efectuat laparoscopic. Un membru biliopancreatic de 50-70 cm de la flexura duodenojejunală a fost anastomozat la punga gastrică de 30-50 ml. A fost apoi măsurat un membru alimentar de 100-150 cm și s-a efectuat o jejunojejunostomie antimesenterică laterală. Doi pacienți cu T2DM au fost supuși gastrectomiei mânecii în loc de RYGB datorită prezenței aderențelor intraabdominale semnificative și au fost excluși din analizele de incretină.

Compoziția corpului și antropometria

Compoziția corpului a fost determinată folosind un Bodystat1500 (Bodystat Ltd, Isle of Man, Marea Britanie). Circumferințele de talie și șold au fost măsurate utilizând o bandă măsurată standard nedistensibilă, iar înălțimea a fost măsurată cu stadiometru de către un observator (S.S.).

Test de masă

Fiecare test a fost efectuat cu participantul semireclinat la un unghi de 45 ° în pat pentru a evita schimbarea pozițională care afectează golirea gastrică. Probele de sânge inițiale au fost prelevate la -10 și 0 min. Subiecților li s-a cerut apoi să consume o masă semisolidă în decurs de 3 minute (10 g ovăz de porumb instant Mornflake, 64 g lapte integral și 6 g miere de salcâm: 100 kcal, 57% carbohidrați, 28% grăsimi, 13% proteine), concepute în conformitate cu cu volumul și consistența așteptate a dietei consumate la 1 săptămână după RYGB. Probele pentru glucagon, GLP-1 și peptidă gastrointestinală (GIP) au fost luate în tuburi EDTA răcite care conțin Trasylol. Toate probele au fost imediat centrifugate la 4 ° C, iar plasma a fost separată în alicote și congelată la -40 ° C până la analiză. Probele au fost prelevate la fiecare 10 minute pentru primele 30 de minute ale testului, apoi la fiecare 30 de minute până la 2 ore.

Măsurarea conținutului intraorganic de triacilglicerol

Datele RMN au fost obținute utilizând un scaner 3-Tesla Philips Achieva (Philips Healthcare, Best, Țările de Jos) cu o matrice cardiacă cu șase canale (Philips Healthcare) sau patru bobine de suprafață mari și medii flexibile (Philips Healthcare), dacă este necesar din cauza habitusului corporal . Datele au fost achiziționate folosind o metodă Dixon în 3 puncte (15), cu scanări de ecou gradient dobândite în timpul a patru respirații de 17 s (timp de repetare/timpi de ecou/medii/unghi de întoarcere = 50 ms/3,45, 4,60, 5,75 ms/1/5 °). În mod critic, cooperarea participanților a fost maximizată printr-o explicație atentă din partea radiografilor de cercetare. O dimensiune a matricei de 160 × 109 și cu o vizualizare a câmpului de 400-480 mm a fost utilizată în funcție de dimensiunea voluntarilor.

Datele despre ficat au fost obținute cu o grosime a feliei de 10 mm și datele despre pancreas cu o grosime a feliei de 5 mm. Contribuțiile triacilglicerolului și apei semnalului RMN au fost separate prin modelarea matematică a schimbărilor lor chimice cunoscute folosind un program intern scris în MATLAB, cu conținutul de triacilglicerol din imagini exprimat ca procent din semnalul total din fiecare pixel. Procentul de triacilglicerol intraorganic a fost evaluat din regiunile de interes pe două felii de imagine ale pancreasului și cinci felii de imagine ale ficatului, definite și mediate de un observator (S.S.). Deoarece analiza se bazează pe imagini, selectarea regiunilor de interes asigură nicio includere a țesutului adipos visceral, iar măsurarea este luată în mod specific din parenchimul pancreasului, evitând orice incursiune a țesutului adipos. Analiza triacilglicerolului pancreasului a fost orbită de starea subiectului și de punctul de timp.

Producția de glucoză hepatică și sensibilitatea la insulină

Glucoza [6′6′-2H] (98% îmbogățită; Cambridge Isotope Laboratories, Andover, MA) a fost utilizată pentru a determina producția hepatică de glucoză (16). Ratele bazale au fost calculate în ultimele 30 de minute ale perioadei bazale de 150 de minute. Indicele de rezistență la insulină hepatică a fost derivat din produsul insulinei plasmatice în repaus alimentar și din producția de glucoză hepatică în repaus alimentar (17). O clemă izoglicemică - hiperinsulinemică (viteza de perfuzie a insulinei 40 mU ⋅ m −2 ⋅ min −1) a fost inițiată la 0 min. Fiecare participant a fost prins la nivelul de glucoză observat la sfârșitul perioadei bazale. Izoglicemia a fost utilizată pentru a se asigura că adevărata stare metabolică a fiecărui participant a putut fi observată la fiecare moment de studiu. Sensibilitatea la insulină a întregului corp a fost determinată în ultimele 30 de minute ale clemei de glucoză hiperinsulinemică de 120 de minute ca eliminare a glucozei pe tot corpul per kilogram de masă fără grăsimi (kgffm) corectată pentru spațiu de glucoză și pierderi urinare (18). Pentru a corecta diferența dintre nivelurile de glucoză în repaus în cursul studiului, sensibilitatea la insulină a întregului corp a fost exprimată ca clearance-ul metabolic al glucozei prin împărțirea ratei de eliminare a glucozei la nivelul întregului corp la glucoza plasmatică la starea de echilibru.

Test de secreție de insulină în trepte cu arginină

La șaizeci de minute după testul cu clemă, când nivelurile de glucoză s-au stabilizat la niveluri de repaus alimentar, au fost realizate două trepte consecutive de 30 de minute de undă pătrată de hiperglicemie (2,8 și 5,6 mmol/L peste valoarea inițială) prin amorsarea dozelor de glucoză, urmată de o variabilă de 20% infuzie de glucoză (19). Probele de sânge pentru determinarea concentrațiilor plasmatice de glucoză, insulină și peptidă C au fost obținute la fiecare 2 minute pentru primele 10 minute și apoi la fiecare 5 minute pentru fiecare etapă. Un bolus de arginină a fost administrat în timpul celei de-a doua etape de hiperglicemie, urmată de prelevare la fiecare 2 minute timp de 10 minute. Rata secreției de insulină a fost calculată utilizând un program computerizat care implementează o metodă de regularizare a deconvoluției și utilizând un model de populație de cinetică a peptidelor C, așa cum a fost descris anterior (8).

Proceduri analitice

Genotiparea PNPLA3 a fost efectuată pe ADN extras din celulele albe din sânge. Sângele integral (10 ml) a fost colectat în EDTA și, după amestecarea amănunțită, a fost depozitat la -40 ° C. ADN-ul a fost izolat și genotiparea efectuată (orbită de parametrii clinici) utilizând analiza de genotipare TaqMan SNP (Applied Biosystems, Carlsbad, CA), așa cum sa descris anterior (20).

Analize statistice

Datele sunt prezentate ca medie ± SEM pentru datele parametrice și mediană (interval) pentru datele neparametrice. Ratele de secreție de insulină sunt date ca mediană cu percentila 25 și 75. Analiza statistică a folosit testele t asociate și nepereche Student, testul U Mann Whitney, testul sumelor de rang Wilcoxon și testul de corelare a rangului Spearman, după caz, utilizând programul statistic Minitab 16 (www.minitab.com).

Rezultate

Pierdere în greutate

Greutatea preoperatorie nu a diferit între grupul cu T2DM și grupul NGT (121,1 ± 3,0 față de 114,5 ± 5,0 kg; P = 0,244). La 8 săptămâni postoperatorii, pierderea în greutate a fost similară în cele două grupuri (13,6 ± 0,7% și respectiv 12,8 ± 0,8%; P = 0,286), la fel ca și modificarea conținutului total de grăsime corporală (Tabelul 1).

Date antropometrice și metabolice înainte și la 8 săptămâni după operație în grupul cu T2DM și grupul NGT