Afectarea aminoacizilor și a metabolizării TCA și a progresiei neuropatiei autonome cardiovasculare în tip
Abstract
Introducere
Mai mulți factori de risc joacă roluri esențiale în dezvoltarea CAN, inclusiv hiperglicemie cronică, durata diabetului, hipertensiune arterială, hiperlipidemie, inflamație cronică, stres oxidativ și, mai recent, variabilitatea glucozei (1,2,4,9). În timp ce progresia CAN este prevenită cu un control strâns al glucozei în diabetul de tip 1 (2.9) și posibil cu intervenții combinate multifactoriale în diabetul de tip 2 (10), până în prezent nu există terapii specifice de modificare a bolii pentru CAN. Astfel, o înțelegere mai profundă a mecanismelor care modulează dezvoltarea și progresia CAN este crucială atât pentru evaluarea riscurilor, cât și pentru intervențiile terapeutice.
Proiectare și metode de cercetare
Subiecte
Patruzeci și șapte de subiecți cu diabet zaharat de tip 1 și 10 subiecți cu control sănătos, în funcție de vârstă, au fost înrolați într-un studiu observațional longitudinal de 3 ani. Principalele criterii de incluziune pentru subiecții cu diabet au fost vârsta cuprinsă între 18 și 65 de ani; prezența diabetului de tip 1, cu o durată de minimum 5 ani a diabetului; și fără semne de complicații microvasculare sau hipertensiune arterială necontrolată la momentul inițial. Toți subiecții au avut rezultate normale ale electrocardiogramei de odihnă și rezultate normale ale testului de rulare înainte de înscrierea în studiu. Pacienții cu antecedente de boli cardiovasculare au fost excluși din studiu. Subiecții cu control sănătos au fost în funcție de vârstă cu greutatea normală, toleranța normală la glucoză și tensiunea arterială normală (TA). Patruzeci de subiecți cu diabet de tip 1 au finalizat studiul. Măsurile demografice și antropometrice au fost colectate prin chestionare și examinare fizică; s-au obținut probe de sânge și urină în repaus pentru măsurarea diferiților parametri metabolici, inclusiv HbA1c, panoul lipidic și testele funcției renale. Consiliul de examinare instituțională al Universității din Michigan a aprobat studiul și s-a obținut consimțământul informat în scris de la toți subiecții.
Evaluări CAN
Evaluările CAN standardizate au fost efectuate la toți subiecții după un post peste noapte. Subiecții au fost rugați să evite cafeina și produsele din tutun timp de 8 ore înainte de testare și să dețină orice medicament (cu excepția insulinei bazale) până la finalizarea testării CAN. Subiecții care au prezentat un episod hipoglicemiant după miezul nopții (glicemie ≤50 mg/dL [2,77 mmol/L]) înainte de testare au fost reprogramați. Înregistrările electrocardiogramei au fost obținute în decubit dorsal folosind un monitor fiziologic (Nightingale PPM2; Zoe Medical), iar datele au fost colectate în timpul unui studiu de odihnă (5 minute) și în timpul mai multor teste reflexe cardiovasculare autonome standardizate obținute prin respirație ritmată respirație, manevra Valsalva și modificări posturale). Indicii de CAN au fost derivați folosind ANX 3.1 (ANSAR Medical Technologies) așa cum s-a descris anterior (22). Toate variabilele CAN au fost evaluate pentru întreaga cohortă la momentul inițial și pentru 40 de subiecți cu diabet de tip 1 (din 47) care au finalizat studiul la 3 ani de urmărire.
CAN Măsuri de rezultat
Următoarele măsuri ale CAN au fost predefinite ca rezultate ale intereselor și analizate: SD a intervalului RR normal (SDNN), diferențele pătrate ale rădăcinii medii ale intervalelor RR succesive (RMSSD), raportul expirație-inspirație (E: I) în timpul respirației profunde, Raportul Valsalva (media a două măsuri), raportul 30:15, putere de joasă frecvență (LF) (0,04-0,15 Hz), putere de înaltă frecvență (HF) (0,15-0,4 Hz) și LF/HF în repaus și în timpul testelor reflexe cardiovasculare autonome.
Măsurători ale metabolitului
Aminoacizii au fost măsurați după purificarea și derivatizarea probelor de plasmă de 100 μL prin cromatografie de gaze - spectrometrie de masă (Agilent 6890N Cromatograf de gaz cuplat la 5973 MSD Spectrometru de masă) folosind un kit modificat EZ: faast (Phenomenex); norvalina a fost utilizată ca standard intern (16.20). Metaboliții TCA au fost extrși din 100 μl plasmă cu un amestec de metanol, cloroform și apă (8: 1: 1) conținând standarde interne marcate cu izotop 13 C pentru citrat, succinat, fumarat, malat, α-cetoglutarat, lactat și piruvat . Cromatografia lichidă - analiza spectrometriei de masă a fost efectuată pe un sistem Agilent format dintr-un modul de cromatografie lichidă ultraperformantă 1260 cuplat cu un spectrometru de masă 6520 cu quadrupol timp de zbor (Agilent Technologies, Santa Clara, CA). Datele au fost prelucrate folosind MassHunter Quantitative Analysis, versiunea B.07.00. Metaboliții au fost normalizați la cel mai apropiat standard intern marcat cu izotopi și cuantificați utilizând curbe de calibrare liniare (16).
Analize statistice
Verificarea integrității datelor
Variabilele metabolomice au fost examinate pentru a evidenția detectarea problematică a semnalului pe baza analizei componentelor principale - inspecția bazată pe valorile anormale la nivel de metabolit și subiect, efectul de lot și detectabilitatea. Toate variabilele au fost verificate pentru normalitate și s-a efectuat transformarea adecvată a datelor (transformare naturală a jurnalului sau o altă scară) pentru a satisface presupunerea de normalitate pentru diferitele tehnici statistice utilizate. Normalizarea și scalarea optimă a datelor au fost efectuate pentru a asigura formatul de date adecvat pentru analiza statistică ulterioară.
Plan de analiză
Diferențele în caracteristicile clinice, măsurătorile CAN, metaboliții ciclului TCA și nivelurile de aminoacizi între subiecții cu diabet de tip 1 și subiecții martor sănătoși au fost analizați utilizând testul Student t sau testul exact Fischer pentru variabilele continue și testul χ 2 pentru variabilele categorice. Corecția Bonferroni a fost aplicată pentru a ține cont de comparații multiple. Coeficientul de corelație Pearson a fost utilizat pentru a evalua relația dintre intermediarii metabolici (metaboliții ciclului TCA și aminoacizii) și parametrii CAN pentru a detecta tendințe puternice într-un context biologic care au fost confirmate cu modele de regresie ulterioare care iau în considerare efectele variabilelor clinice. Regresia liniară a fost utilizată pentru a prezice asocierea cu metaboliții inițiali și parametrii CAN inițiali și pentru a prezice măsurile CAN la urmărirea de 3 ani. Reducerea dimensiunii cu analiza componentelor principale a fost utilizată pentru a explica corelația ridicată dintre metaboliții înrudiți biologic, iar componenta principală care contabilizează cea mai mare varianță a fost utilizată pentru analize ulterioare. Toate analizele statistice au fost efectuate folosind software-ul SPSS (versiunea 24; IBM Corp.).
Disponibilitatea datelor și a resurselor
Seturile de date generate în timpul și/sau analizate în timpul studiului curent sunt disponibile de la autorul corespunzător, la cerere rezonabilă. Nu au fost generate sau analizate resurse aplicabile în timpul studiului curent.
Rezultate
Caracteristici clinice de bază, măsuri ale metabolitului și măsuri CAN la toți participanții
Tabelul 1 prezintă caracteristicile clinice inițiale ale acestei cohorte, cu o comparație a celor 47 de subiecți cu diabet de tip 1 (61% femei, 4% fumători curenți și vârsta medie ± SD 34 ± 13 ani, durata diabetului 13 ± 6 ani și HbA1c 8 ± 1,2%) și subiecții cu control sănătos în funcție de vârstă și sex. Nu au existat diferențe semnificative în caracteristicile inițiale între pacienții cu diabet de tip 1 și subiecții martor sănătoși, cu excepția glicemiei în jeun (153,7 ± 76 vs. 86,2 ± 14 mg/dL, respectiv; P = 0,007) și HbA1c, care au fost criteriile folosit pentru a defini grupul cu diabet de tip 1. Subiecții cu diabet de tip 1 au fost ușor mai grei, fără dovezi de complicații microvasculare sau macrovasculare la momentul inițial (fără retinopatie, creatinină serică normală sau microalbuminurie conform proiectului studiului). În timp ce subiecții cu control sănătos nu luau medicamente, toți subiecții cu diabet zaharat de tip 1 erau tratați cu insulină, iar dintre aceștia 24 (51%) foloseau perfuzie subcutanată continuă de insulină printr-o pompă, 7 (15%) erau tratați cu statine, 5 (11) %) au fost pe inhibitori ai ECA (în ciuda istoricului anterior de nefropatie diabetică) și niciunul nu a fost utilizat pe blocanții β. Nu au existat diferențe în măsurile CAN între subiecții cu subiecți cu diabet zaharat de tip 1 și subiecții cu control sănătos la momentul inițial (Tabelul 1).