Atsparumas insulinui esant tetraplegijai, bet ne vidurinei krūtinės ląstos paraplegijai: ar vidurinės krūtinės ląstos nugaros smegenys yra susijusios su gliukozės reguliavimu? | nugaros smegenys

Atsparumas insulinui esant tetraplegijai, bet ne vidurinei krūtinės ląstos paraplegijai: ar vidurinės krūtinės ląstos nugaros smegenys yra susijusios su gliukozės reguliavimu? | nugaros smegenys

Anonim

Dalykai

  • Metaboliniai sutrikimai
  • Nugaros smegenys
  • Nugaros smegenų ligos

Anotacija

Studiju dizainas:

Kontroliuojamas eksperimentinis žmogaus tyrimas.

Tikslai:

Įvertinti atsparumą insulinui (IR) esant tetraplegijai ir paraplegijai bei nugaros smegenų (SC) vaidmenį reguliuojant gliukozę.

Nustatymas:

Loewenstein reabilitacijos ligoninės stuburo tyrimų laboratorija.

Metodai:

Gliukozės ir insulino lygis bei širdies ritmo kitimo spektriniai komponentai LF (žemas dažnis), HF (aukštas dažnis) ir LF / HF buvo tiriami gulint gulint gulint, pakreipiant galvą į viršų ir po standartinio valgio trijose grupėse: 13 sveikų asmenų, 7 pacientų, sergančių T 4 –T 6 paraplegija, ir 11 pacientų, sergančių C 4 – C 7 tetraplegija.

Rezultatai:

Gliukozė ir insulinas žymiai padidėjo po valgio visose grupėse ( P <0, 001). Gliukozė padidėjo žymiai daugiau tetraplegijoje nei kitose grupėse ( P <0, 01). Padidėjęs insulino lygis padidėjo LF / HF po valgio tetraplegijos ir kontrolinėse grupėse, bet ne paraplegijos grupėje.

Išvada:

Porandialinis IR pasireiškia C 4 –C 7, bet ne T 4 – T 6 SC traumos atveju. Tyrimo rezultatai, sujungti su anksčiau paskelbtomis išvadomis, atitinka hipotezes, kad IR yra susijęs su simpatinės nervų sistemos aktyvacija, o žemiau T 4 vidurinės krūtinės ląstos smegenys yra susijusios su gliukozės ir insulino lygio reguliavimu.

Įvadas

Buvo aprašytas pacientų, turinčių nugaros smegenų pažeidimą (SCI), atsparumas insulinui (IR), susijęs su akivaizdžiai didėjančia šių pacientų cukrinio diabeto (DM) ir širdies ir kraujagyslių ligų rizika, kuri gali turėti įtakos jų išgyvenimui. 1, 2 IR po SCI mechanizmas nežinomas, tačiau reikia ištirti ryšį tarp nugaros smegenų (SC) ir insulino veiklos.

IR yra būklė, kai tam tikra insulino koncentracija sukelia mažiau nei tikėtasi biologinį poveikį. Šios būklės pacientams insulino ir gliukozės kiekis gali padidėti labiau nei sveikiems žmonėms. IR paprastai siejamas su nutukimu, nuo insulino nepriklausomu DM ir esmine hipertenzija. IR sindromas (dar vadinamas metaboliniu sindromu) apima sutrikusį insulino stimuliuojamą gliukozės vartojimą, hiperinsulinemiją, gliukozės netoleravimą, hipertenziją ir dislipidemiją. Nors IR gali būti taikomas bet kuriam insulino poveikiui, terminas paprastai taikomas poveikiui audinių gliukozės pasisavinimui. Vyraujantis periferinis audinys, atsakingas už insulino sukeltą gliukozės įsisavinimą, yra raumenys, o IR dažnai pasireiškia kaip sutrikęs gliukozės įsisavinimas raumenyse ar riebaliniame audinyje. 1, 4

Pagrindiniai veiksniai, atsakingi už IR vystymąsi, nėra žinomi, tačiau buvo pasiūlyta įvairių etiologijų, įskaitant pirminį insulino molekulės defektą, insulino antikūnų susidarymą, insulino receptorių skaičiaus sumažėjimą insulino tikslinėse ląstelėse, sumažėjimą. receptorių afinitete su insulinu, pakitęs signalo perdavimas receptoriaus lygyje, ląstelių membranų savybių pokyčiai ir citoplazminiai postreceptorių defektai, mažinantys gliukozės transportą ir glikogeno sintezę. Ląstelių defektai gali būti pirminis ligų, tokių kaip 2 tipo DM, pasireiškimas arba gali būti antrinis tokioms ligoms ar sąlygoms kaip nutukimas. 3, 4

Taip pat nustatyta, kad autonominės nervų sistemos (ANS) pokyčiai turi įtakos IR. Tokie pokyčiai gali paaiškinti pacientų, sergančių LKA, IR, tačiau ANS indėlio po IR pobūdis nėra aiškus. Bendras simpatinės nervų sistemos (SNS) aktyvumas, kuris yra pagrindinis SC ANS aktyvumas, sumažėja po SCI, tačiau dauguma tyrimų rodo, kad SNS aktyvacija nesumažino, o sukėlė arba paaštrino IR. 5 Vis dėlto yra tyrimų, rodančių, kad padidėjęs SNS aktyvumas nėra būtinas IR, o insulinas daro įtaką SNS veiklai. 6

Kai kurie tyrimai siejo IR su kraujo tėkmės sumažėjimu po SNS aktyvavimo ir kraujagyslių susiaurėjimo, nes sumažėjęs kraujo srautas gali sumažinti gliukozės sunaudojimą audiniuose. Taip pat buvo pasiūlyta, kad padidėjęs simpatinis aktyvumas gali skatinti IR, suaktyvindamas α1 adrenerginius receptorius riebaliniame audinyje. 7

Parasimpatinės nervų sistemos pokyčiai taip pat buvo susiję su IR po SCI. Keli tyrimai su gyvūnais rodo, kad paprastai vagalinė aktyvacija sukelia jautrumą insulinui (IS). Nustatyta, kad siūloma neaiškios kilmės IS indukcija apima pagumburio aktyvaciją, aferencinį ar efektinį kepenų vagalinės šakos aktyvumą 8 ir kepenų receptorių stimuliavimą. Vagalinio aktyvumo slopinimas mažinant simpatinį aktyvumą gali būti IR priežastis po SCI. Bet kiti tyrimai parodė, kad vagalinė stimuliacija gali nesukelti IS, o afektinė kepenų vagalinės šakos aktyvacija gali prisidėti prie IR. 9

Papildomi tyrimai rodo, kad dėl kūno sudėjimo pokyčių SCI gali turėti įtakos reakcijai į insuliną. Didesnio riebalų kiekio ir sumažintos skeleto raumenų masės, dažnai pasitaikančios pacientams, sergantiems lėtiniu SCI, derinys gali sukelti ryškią laisvųjų riebalų rūgščių ir gliukozės oksidacijos konkurenciją, sukeliančią IR. Paralyžiuotuose regionuose prie infuzijos taip pat gali prisidėti insulinui jautrių IIA tipo skaidulų pakeitimas mažiau insulinui jautriais IIB tipo pluoštais. 2

Kai kurie tyrimai rodo, kad galvos smegenų infarktą IR gali paveikti sužalojimo laipsnis ir sunkumas. IRT pacientams, sergantiems SCI, labiau tikėtina, kad jie patyrė didesnius ir visiškus sužalojimus, nei esant mažesniems ir neišsamiems pažeidimams. 1 Normalus gliukozės metabolizmas buvo nustatytas pacientams, sergantiems T 3 –T 4 paraplegija, kontroliuojant paveldą, palyginti su broliais ir seserimis. 10 Tačiau nėra aiškaus IR tyrimo aprašymo pacientų, kurių krūtinės ląstos SKI yra didesnė nei T 3 ar mažesnė nei T 4, grupėje.

Dabartiniuose eksperimentuose, kurie buvo didesnio tyrimo dalis, 11, 12, 13, 14 palyginome gliukozės ir insulino reakcijas į įprastą maistą ir pakreiptą galvą aukštyn (HUT) pacientų grupėje, turinčioje krūtinės ląstos vidurį, žemiau T 4, SCI, su pacientų, sergančių gimdos kaklelio SCI, ir sveikų asmenų reakcijomis. Mes taip pat palyginome insulino reakciją į maistą su žemo dažnio (LF) / aukšto dažnio (HF) santykio pokyčiais po prandialinio periodo, LF / HF širdies ritmo (HR) variacijų galios reikšmėmis. Jie gaunami atliekant spektrinę analizę, kuri parodo ultragarso HR svyravimų sinusoidinius komponentus ir apskaičiuoja kiekvieno komponento galią (arba amplitudės kvadratą). Nubraižant HR svyravimų galią atsižvelgiant į jų dažnį, parodomos tipiškos smailės, esančios maždaug 0, 15 Hz (LF) ir 0, 4 Hz (HF). HF svyravimai yra neaiškūs, LF svyravimai - tiek simpatinis, tiek parasimpatinis tonas, o LF / HF santykis parodo simpatinio-vagalinio balansą. Šie palyginimai buvo atlikti siekiant nustatyti vidurinės krūtinės ląstos ŠK ir ANS vaidmenį sukeliant IR.

Dalykai ir metodai

Dalykai

Iš viso į šiuos eksperimentus buvo įtraukta 13 sveikų kontrolinių asmenų ir 18 pacientų, sergančių 3–31 metų SCI. Septyni pacientai sirgo T 4 –T 6 paraplegija, 11 - C 4 – C 7 tetraplegija. Kontroliniai tiriamieji buvo devyni vyrai ir keturios moterys, kurių amžius 34 ± 13 metų. Pacientai, sergantys paraplegija, buvo šeši vyrai ir viena moteris, 33 ± 10 metų, turintys Amerikos stuburo traumų asociacijos (AIS) 16 laipsnio skalę. Tetraplegija buvo 11 vyrų, 42 ± 8 metų, aštuoni su AIS. A laipsnio ir trys su AIS B laipsniu. Amžiaus skirtumai tarp grupių nebuvo reikšmingi ( P > 0, 05). Tiriamieji nepateikė jokių medicininių sąlygų, galinčių turėti įtakos rezultatams, pavyzdžiui, karščiavimo liga, širdies nepakankamumas, inkstų nepakankamumas, DM, nutukimas ar papildomas neurologinis sutrikimas.

Procedūra

Loewenstein reabilitacijos ligoninės etikos komitetas patvirtino tyrimą ir visi dalyviai pasirašė informuotą sutikimą. Ryte, po 12 valandų pasninko, kiekvienas tiriamasis gulėjo ant elektrinės pakreipiamosios lovos, palyginti ramioje ligoninės aplinkoje, kai aplinkos temperatūra buvo apie 22 ° C. Tiriamieji buvo pririšti prie lovos plačiomis juostomis aplink krūtinę, dubens ir kelius, vengiant spaudimo į pilvą.

Po 30 min. Gulėjimo ramybės laikotarpiu 10 min. Buvo palenkta 35 ° (HUT 1) ir 15 min. Gulėta gulint ramiai, po to 55-ą eksperimento minutę tiriamiesiems buvo duotas įprastas maistas (1 lentelė). Praėjus 45 minutėms nuo maitinimo pradžios, lova 10 minučių vėl buvo pakreipta į 35 ° (HUT 2) ir vėl grąžinta į horizontalią padėtį.

Pilno dydžio lentelė

Iš intraveninio kateterio buvo paimti kraujo gliukozės ir insulino mėginiai 25, 35, 70, 85, 95, 105, 115 ir 145 minutėmis (prieš valgį, 15, 30, 40, 60 ir 90 min. Po valgio). ir 5 min. po kiekvieno namelio pradžios).

Kraujas buvo imamas lėtai ir atsargiai, kad būtų išvengta hemolizės. Pirmieji 0, 5 ml kiekvieno piešinio buvo pašalinti, kad būtų pašalintas heparinas, kuris skalavo intraveninį kateterį. Įpylus kraujo mėginius į atitinkamus mėgintuvėlius, kateteris buvo pakartotinai nuplaunamas praskiestu heparinu. Vamzdeliai su kraujo mėginiais eksperimento metu buvo laikomi susmulkintame lede, atvėsintame termiškai izoliuotame korpuse, o po to pristatyti į laboratoriją. Per 90 minučių po eksperimento pavyzdžiai buvo atvėsinti centrifuguoti. Atskirtos plazmos buvo nedelsiant išanalizuotos arba užšaldytos ir vėliau išanalizuotos.

Gliukozės kiekis plazmoje buvo nustatytas automatiniu ligoninės analizatoriumi, kuriame naudojamas gliukozės oksidazės metodas. Insulino lygis buvo nustatytas atliekant radioimunologinius tyrimus, kurie yra pagrįsti konkrečiai medžiagai būdingais antikūnais ir pažymėta medžiaga, konkuruojančia dėl antikūnų vietų.

Buvo gauti nuolatiniai EKG pėdsakai HR įrašymui, naudojant paviršiaus elektrodus ir išankstinio stiprintuvo A / D sistemą (BIOPAC Systems, Santa Barbara, CA, JAV). EKG signalai buvo imami internete 500 Hz dažniu. Skaitmenintas signalas buvo paverčiamas neprisijungus prie nenutrūkstamo spartos HR signalo ir imamas iš naujo imant atjungimą 10 Hz dažniu. Pritaikius vidutinį 251 mėginio filtrą, buvo atlikta HRV spektrinė analizė. Diskretinė Furjė transformacija buvo naudojama kartu su Welchio periodogramos metodu, norint apskaičiuoti atrinktų HR signalo svyravimų galią (amplitudės kvadratą). 17 Norint gauti galios spektro LF ir HF komponentus, buvo apskaičiuoti galios verčių nuo 0 iki 0, 17 Hz (LF) ir nuo 0, 17 iki 0, 5 Hz (HF) integralai. HRV galios verčių (LF / HF) santykis buvo apskaičiuotas tokiais laiko intervalais: 5 min prieš 1 HUT ir valgį, 15 min nuo valgio pradžios, 15–30 min nuo valgio pradžios, 30– 45 min. Nuo maitinimo pradžios, 10 min. Per 2 HUT ir 85–90 min. Nuo valgymo pradžios.

Statistinė analizė

Gulint poilsiui, valgymui ir HUT poveikiui grupėse ir tarp jų (paraplegija, tetraplegija ir sveikiems asmenims) bei pačių grupių poveikis gliukozės ir insulino vertėms buvo tiriamas analizuojant dispersiją pakartotiniais matavimais. Post-hoc palyginimai tarp grupių ir sąlygų buvo atlikti, norint nustatyti specifinę SCI įtaką gliukozės ir insulino lygiui. Duomenys buvo analizuojami naudojant SPSS for Windows (SPSS Inc., Čikaga, IL, JAV).

Rezultatai

Tarp tiriamųjų grupių reikšmingų priešlaikinio gliukozės ir insulino lygio skirtumų (1 ir 2 pav.) Nebuvo ( P > 0, 05).

Image

Gliukozės kiekis (vidurkis + sd; mg / 100 ml) įvairiais laiko momentais nuo eksperimento pradžios. Skystųjų miltų vartojimas prasidėjo 55-ą minutę, pakreipimas į viršų (HUT) - 30 ir 100 minučių. Prieš valgį gliukozės lygis visose grupėse buvo panašus. Po valgio gliukozės kiekis padidėjo visiems pacientams, kuriems buvo tetraplegija, žymiai daugiau nei kitiems asmenims, nepaisant kartu padidėjusio insulino lygio (2 pav.). Pakreipimas neturėjo įtakos gliukozės kiekiui.

Visas dydis

Image

Insulino lygis (vidurkis + sd; μU ml −1 ) įvairiais laiko momentais nuo eksperimento pradžios. Skystųjų miltų vartojimas prasidėjo 55 min., Pakilo 30 ir 100 min. - prieš valgį insulino lygis visose grupėse buvo panašus. Po valgio insulino kiekis padidėjo visose grupėse, tačiau vidutinis insulino kiekis padidėjo tetraplegijos grupėje labiau nei kitose grupėse. Pakreipimas (HUT) insulino kiekiui įtakos neturėjo.

Visas dydis

Po valgio padidėjo gliukozės kiekis ( P <0, 001) pacientams, sergantiems tetraplegija, ir daugiau nei kitiems asmenims ( P <0, 01) (1 paveikslas). Insulino reikšmingas padidėjimas po valgio ( P <0, 001), nepriklausomai nuo grupės ( P > 0, 37). Vidutinis insulino lygis po prandialinio periodo visada buvo didesnis tetraplegijoje nei kitose grupėse, o vidutinis insulino lygio skirtumas tarp tetraplegijos ir paraplegijos padidėjo beveik stabiliai po valgio (2 pav.).

Padidėjęs insulino kiekis padidėjo LF / HF po valgio tetraplegijos ir kontrolinėse grupėse, bet ne paraplegijos grupėje (3 paveikslas). Tačiau reikšmingos koreliacijos tarp insulino lygio ir LF / HF pokyčių 15–90 min. Po gydymo pradžios nerasta. Nebuvo nustatyta, kad HUT poveikis gliukozės ir insulino lygiui (1 ir 2 paveikslai) būtų reikšmingas, nepriklausomai nuo grupės ( P > 0, 05).

Image

Kontrolinio tiriamųjų (C, n = 12, r = 0, 4) insulino lygio (d insulino) padidėjimo su LF / HF (d LF / HF) padidėjimu praėjus 40 min. su tetraplegija (T, n = 11, r = 0, 56) ir paraplegija (P, n = 7, r = 0, 02). Padidėjęs insulino kiekis padidėjo LF / HF po valgio tetraplegijos ir kontrolinėse grupėse, nors insulino lygio ir LF / HF pokyčiai nebuvo reikšmingai koreliuojami nė vienoje grupėje.

Visas dydis

Diskusija

Ligoniams, sergantiems tetraplegija, bet neturintiems vidurinės krūtinės ląstos paraplegijos, gliukozės kiekis po valgio padidėjo žymiai labiau nei sveikiems kontroliniams asmenims, todėl vidutiniškai padidėjo insulino koncentracija. Didžiausia tetraplegijos koncentracija, einanti po vartojimo, buvo praėjus 173 mg 100 ml gliukozės ir 135 μU ml −1 insulinui. Tai rodo pogimdyvinį IR (bent jau palyginti su kontroliniais asmenimis) pacientams, sergantiems tetraplegija, bet ne pacientams, kuriems yra vidurinės krūtinės ląstos paraplegija. Tetraplegijoje pastebimas IR gali atsirasti pažeidus gimdos kaklelio SC neuronus, kurie perduoda IS indukuojančius signalus, arba dėl kitų veiksnių, pavyzdžiui, dėl didesnio riebalų kiekio ir sumažintos skeleto raumenų masės po gimdos kaklelio SCI. 2 Tačiau mes manome, kad tai gali atsirasti pažeidus gimdos kaklelio SC neuronus, slopinančius krūtinės ląstos SC generuojamus signalus, kurie gali sumažinti IS. Žala, pašalinanti tokius signalus, gali būti IR trūkumo priežastis pacientams, kuriems yra vidurinės krūtinės ląstos paraplegija, šiame eksperimente. IR indukcija, padaryta dėl tokios žalos, rodo vidurinės krūtinės ląstos smegenų vaidmenį gliukozės reguliavime.

Rezultatai taip pat rodo akivaizdų ryšį tarp LF / HF verčių ir padidėjusio insulino padidėjimo po pradalinio pacientams, sergantiems gimdos kaklelio SCI ir sveikiems asmenims. Akivaizdus ryšys tarp LF / HF ir insulino lygio gali parodyti ryšį tarp ANS aktyvumo (atsakingo už LF / HF pokyčius) ir IR po SCI. Tokio tipo santykiai palaiko krūtinės ląstos SC vaidmenį reguliuojant gliukozę, nes tik krūtinės ląstos SC neuronai galėjo perduoti ANS signalus (kaip aprašyta ankstesniame leidinyje tiems patiems pacientams, sergantiems tetraplegija), 11 didinant LF ir LF / HF po maisto vartojimo. per SNS aktyvaciją. Šių signalų šaltinis turi būti žemiau gimdos kaklelio, o tikriausiai ir krūtinės ląstos, nes SNS keliai iš smegenų į širdį yra pažeisti tetraplegijos metu, o smegenų kamienas negali perduoti SNS signalų, turinčių įtakos ŽPV.

Gliukozės ir insulino kiekis visose tyrimo grupėse buvo prieš normą prieš miegą gulint ramybėje. Rezultatus nurodantys IR buvo akivaizdūs SCI tik nurijus maistą, ir tai atitinka ankstesnius duomenis. 1 Tai reiškia, kad pacientams, sergantiems SCI, IR yra santykinai lengvas, o tai rodo, kad dauguma jų nepatiria atviros DM. Nepaisant to, IR, SKI sergantiems pacientams yra pavojinga: izoliuota hiperglikemija po užkrėtimo gali sukelti padidėjusią DM, širdies ir kraujagyslių ligų bei mirštamumo riziką. 18

Pagrindiniai šio tyrimo trūkumai yra palyginti nedidelis ištirtų asmenų skaičius, testų ir analizių įvairovė bei klinikinė, bet ne anatominė BJK klasifikacija.

Palyginti nedidelis dalyvių skaičius sudarė tik preliminarų įspūdį apie IR ryšį su ANS veikla. Būsimi tyrimai su didesnėmis grupėmis, kuriuose taip pat bus lyginamas krūtinės ląstos vidurys su viršutinės krūtinės ląstos poodine poodine skilve, gali patvirtinti arba paneigti šiuos duomenis ir hipotetinį vidurinės krūtinės ląstos sąnario dalyvavimą reguliuojant IR.

Reikėjo kelių statistinių analizių, kad būtų prarasta svarbi informacija, surinkta atliekant papildomus tyrimus su tais pačiais subjektais, kaip didesnio tyrimo dalis. Papildomi tyrimai, išsamiai aprašyti 11, 12, 13, 14 punktuose , apima HUT tyrimus prieš ir po valgio. HUT galėjo supainioti skysto patiekalo poveikį, tačiau nebuvo nustatyta, kad jis paveiktų gliukozės ar insulino kiekį prieš arba po valgio, nepriklausomai nuo grupės, ir tai neatitinka ankstesnių sveikų vyrų stebėjimų. 19 Kadangi daugybė analizių padidino atsitiktinių radinių tikimybę, tik mažesnės kaip 0, 01 P vertės buvo laikomos reikšmingomis pagrindinėms išvadoms.

Traumų išsamumui klasifikuoti taikėme AIS klasifikaciją, todėl tikslus anatominis traumų mastas ir ribos nėra tiksliai apibrėžti, nors visi sužalojimai buvo išsamūs arba beveik išsamūs pagal klinikinius apibrėžimus. Dėl šios priežasties negalime visiškai atmesti autonominių nervinių skaidulų taupymo pažeidimo vietose, o tai galėtų turėti įtakos radiniams. Bet tai yra būdingas daugelio žmonių atliktų SC tyrimų trūkumas, todėl tikimybė, kad jis kišsis į rezultatus grupėse, turinčiose beveik visus pažeidimus, yra nedidelė.

Be to, papildomi veiksniai taip pat gali prisidėti prie mažesnės infuzijos tikimybės esant paraplegijai nei esant tetraplegijai. Tarp jų mažesnis raumenų masės sumažinimas, kaip buvo pasiūlyta ankstesniame leidinyje, 1 jaunesnis vidutinis amžius, kuris, kaip nustatyta, buvo susijęs su mažesne gliukozės koncentracijos kraujo serume didžiausia koncentracija po SCI, 1 tuo didesnis buvo aktyvumo lygis, susijęs su gliukozės tolerancija. po SCI 20 ir galimas mažesnis streso lygis. Tai reiškia, kad IRT gali būti priskiriami įvairūs mechanizmai, o šiame dokumente siūlomas mechanizmas yra tik viena iš hipotezių, kurias verta ištirti. Tačiau nėra duomenų, kurie paneigtų siūlomą krūtinės ląstos simpatinės žalos žalą, kurią patvirtina mūsų išvados ir kuri atitinka ankstesnes publikacijas.

Išvados

Rezultatai, rodantys porandialinę IR, buvo rasti C 4 – C 7, bet ne T 4 – T 6 SCI. Insulino lygio padidėjimas po valgio, matyt, yra susijęs su tuo pat metu vykstančiais simpato- ir vagalinės pusiausvyros pokyčiais. Kartu su anksčiau paskelbtomis išvadomis šie pokyčiai pagrindžia hipotezes, kad IR yra susijęs su SNS aktyvavimu ir kad dalis ŠK, esanti žemiau T 4, yra susijusi su gliukozės ir insulino lygio reguliavimu.