Карактеризација на метаболичкиот статус кај нехуманите примати со интравенска толеранција на глукоза
Резиме
Целта на овој протокол е да се претстави стандарден метод на интравенски тестови за толеранција на глукоза (ИВГТТ) за вршење на гликемиска контрола кај примати кои не се луѓе, за да се оцени и процени нивниот метаболички статус од здрав до дисметаболен.
Апстракт
Вовед
IVGTT е практична функционална анализа што рутински се користи за да се утврди функцијата на β-клетките кај луѓето во различни метаболички услови 5, 7. Кај животинските модели на Т2Д, тоа е добро препознаено како алатка за карактеризирање на животни кои покажуваат од прогресија на метаболичката болест здрава до дисметаболна хипергликемична состојба 8, 9. Најблискиот животински модел на Т2Д е прикажан кај приматите кои не се човечки (NHP), од кои едната е резус и Циномолгус макаки се значајни примери. Овие животни природно развиваат T2D со истите ризични фактори на старост и дебелина кои придонесуваат за нејзината инциденца како и кај луѓето 10. Покрај тоа, постои слична прогресија на болеста и патологија на панкреасот што покажува амилоидни наслаги како што напредува дисметаболичката болест 11.
Ние известуваме овде за нашиот стандарден метод за производство на IVGTT во НХП како дел од нашата колонија карактеризација на метаболички статус кај овие животни. Овој метод е лесен во споредба со другите, повеќе време и скапи техники 2. ИВГТТ е корисен за карактеризирање на голема колонија животни брзо и често. Кога се зема предвид со нивото на глициран хемоглобин (HbA1C), исхраната на животните и историјата на внесување храна, како и неговиот процент на мускулна маса и телесни масти, ИВГТТ обично е доволен за карактеризирање на метаболички статус на животно и прогресија на отворен дијабетес 8.
HbA1C претставува просечно ниво на гликемија во текот на животот на црвените крвни клетки, обезбедувајќи сигурна мерка за нивото на гликоза во последните шест недели до три месеци. Кога се мери од примерок од постот на основната крв на IVGTT, оваа вредност обезбедува прозорец за контрола на гликемијата во месеците помеѓу процедурите. Ако животното преминало од дисметаболичен уште од последниот IVGTT, вредноста на HbA1c многу поголема од претходната вредност на дијабетичарот би значела дека транзицијата започнала набргу по последниот IVGTT, додека вредноста на HbA1c поблиску до претходната вредност би значело дека тие неодамна се вклучија. Обично кај резус-макаките, нивоата на HbA1C поголеми од 6% се ненормални и сугерираат слаба контрола на шеќерот во крвта 10, 23.
Гликемичните нивоа треба да се толкуваат во смисла на однесување и општо здравје на животното како целина. Дијабетичните макаки - како луѓето - покажуваат хиперфагија, полидипсија и полиурија. Групното сместување на животни претставува значителни предизвици за мерење на овие индикатори и индивидуалната грижа потребна за дисметаболни и дијабетични мајмуни. Препорачуваме да ги сместуваме животните индивидуално за да може да се обезбеди поголема лична грижа и полесно да се следат маркерите за однесување за здравјето на мајмуните 8. Покрај тоа, дијабетичните макаки ќе покажат слабеење, како и зголемен профил на липиди (зголемен холестерол, хипертриглицеридемија) и нарушен метаболизам на минералите во серумската хемија. Важно е да се измерат обележувачите на функцијата на црниот дроб и бубрезите во серумската хемија, бидејќи оштетувањето на овие органи често напредува од компликации метаболичко нарушување/дијабетес и заедно може да бидат детерминанти на гликемични, липидни и минерални нерамнотежи 9, 11, 18, 24, .
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Протокол
Сите процедури за животни на Институтот за истражување Дејвид Х. Мардок, IACUC, лоцирани во истражувачкиот кампус во Северна Каролина (NCRC), беа одобрени според Протоколот 14-017, карактеризирање на нечовечки приматен модел на дијабетес и предијабетес/инсулинска резистенција и ефикасност на терапијата за подобрување на чувствителноста на инсулин и метаболичка функција.
1. Избор на животни и подготовка на студија
2. Седација и подготовка на животните
ЗАБЕЛЕШКА: Постапката IVGTT се состои од 8 точки за земање крв во времето (Табела 1).
100 mg/dl повисоки од почетните нивоа на гликоза во плазмата.
4. Спасување животни и обработка на примероци
- Отстранете ги канилите и извршете притисок врз катетеризираните места за хемостаза по временската точка T30 мин. Следете го животното додека не се освести и не седне. Понудете храна откако животното ќе се опорави целосно.
- Веднаш потоа, секој примерок од целата крв се наоѓа во цевки K 2 EDTA на мраз. Центрифугирајте на 3000 вртежи во минута на температура од 4 ° C во рок од 10 минути од собирањето. Примерете ги примероците од плазмата во криовиали, замрзнувајте и чувајте на -80 ° C до анализата.
- Оставете ја крвта во серумската цевка за стандардна анализа на серумската хемија да седи на собна температура не помалку од 20 мин и не повеќе од 30 мин пред центрифугирање на 3000 вртежи во минута на РТ. Замрзнете ги серумските примероци додека не се испитаат во рок од 48 часа по собирањето.
ЗАБЕЛЕШКА: Ладената целосна крв собрана за анализа на ЦБЦ до 24 часа по собирањето на Сајед.
- Оставете ја крвта во серумската цевка за стандардна анализа на серумската хемија да седи на собна температура не помалку од 20 мин и не повеќе од 30 мин пред центрифугирање на 3000 вртежи во минута на РТ. Замрзнете ги серумските примероци додека не се испитаат во рок од 48 часа по собирањето.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Резултати од репрезентацијата
Резултатите се во илустрација 1 Прикажани се демонстративни типични криви на гликоза и инсулин од зрели, здрави и дијабетични циномолгуси макаки во текот на 30 минути ИВГТТ. Податоците од здрави и напредни дијабетични мајмуни се прикажани како контраст на очигледните разлики помеѓу животните од двата крајни краја на опсегот на метаболичко карактеризирање. Овој протокол IVGTT успешно го користеа авторите во резус-макаки со слични резултати.
Постените почетни нивоа на гликоза на здрав макак (резус и циномолгус) можат да бидат ниски од 50 до 60 мг/дл 8. Како што е прикажано на сликата, почетната екскурзија на гликоза - измерена на Т3 - за здрав НХП може да не се искачи толку висока како типична почетна вредност на глукоза за дијабетично животно, што честопати надминува 200 мг/дл. Во текот на следните триесет минути, нивото на гликоза кај здраво животно често се враќа во почетната линија, додека дисметаболните и дијабетичните животни не (Илустрација 1; цврсти линии). Придружната крива на инсулин за здраво животно покажува два врвови (Илустрација 1; сина испрекината линија), што одговара на првичното, брзо намалување на шеќерот во крвта (фаза 1) посредувано во поголем од нормалниот дел од периферните ефекти на инсулин врз транспортот на глукозата и внесувањето 3, 4. големината на овие периферни ефекти, дури и за време на првиот Фазата на реакција на инсулин, намалувањето не е еднакво на придонесот на црниот дроб во гликозата, која, за време на помалиот, но одржлив втор врв на инсулин (фаза 2), има најголемо влијание врз гликемичните нивоа преку супресија на ендогено производство на гликоза 1.
Како што животното преминува во дисметаболичен од здрав, обично се забележува намалување во првата фаза на инсулинскиот одговор на декстрозовиот болус, што се намалува воздухот може да се рефлектира. Сепак, AUC остануваат непроменети, бидејќи почесто ќе има вкупно зголемување на производството на инсулин, обезбедувајќи главно непроменети нивоа на гликемии во текот на постапката, бидејќи зголеменото производство на инсулин компензира за намалување на чувствителноста. Штом животното стане дијабетично, производството на инсулин драматично опаѓа како одговор на болусот на декстроза (1; испрекината црвена линија). Нивото на гликемијата ќе остане покачено во текот на постапката, како и она што клиренсот на гликоза сега се случува скоро целосно со неинсулин-зависни механизми (1), се пренесува.
| Време | На Времиња (мин) | Вистинско време | Количина на примерок од крв (ml) | Анализа - пример | Читање на метар на гликоза (mg/dl) | |
| Основна линија | 5 мл | 1,5 ml SST - хемија 0,5 ml K 2 EDTA - CBC, HbA1c 3 ml K 2 EDTA + 50 ul Prot -. Гликоза, Инсулин, Ц-Пеп | ||||
| 0 | Инфузија на декстроза од 250 mg/kg IV дадено во текот на 30 сек., Проследено со 5 ml солен раствор на хепарин | |||||
| 3 | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 5 | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 7-ми | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 10 | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 15-ти | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 20-ти | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
| 30-ти | 2,0 мл | K 2 EDTA + 30 ул. Проток: Гликоза, инс, Ц-пеп | ||||
табела 1:. Табела за процедури IVGTT Прикажан е стандарден извештај за постапката за IVGTT, вклучувајќи ги сите релевантни информации за време на постапката. Времето на аспирација на примерок по инфузијата на декстроза треба да се пресмета од крајот на инфузијата. Вистинските времиња треба да бидат запишани за секое реми. Кликнете тука за да ја преземете оваа табела како документ на Microsoft Word .
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Дискусија
ИВГТТ ја проценува способноста на гликозно-стимулирано ослободување на инсулин преку единечна инфузија на декстроза заснована на телесна тежина 5, 12, 13. Од тестот се постигнува шеќер во крвта и нивото на инсулин во постот, а тоа овозможува проценка на способноста на животното да ослободува инсулин и го враќа зголеменото ниво на гликоза во почетната линија. Ова му обезбедува на корисникот информации за да го карактеризираат животното како нормална гликоза и ниво на инсулин здрава контрола, хиперинсулинемичко дисметаболно животно со нормогликемија или хипергликемично дијабетично животно отпорно на инсулин.
ИВГТТ се ограничени од нивната способност директно да ја измерат чувствителноста на инсулин. Првенствено е корисно како метод за проценка на производството на инсулин и клиренсот на гликоза. Сепак, црнодробната екстракција на инсулин од порталното снабдување со крв ги нарушува мерењата на „лачењето на инсулин“ од системското снабдување со крв. Сепак, ова може делумно да се надмине со мерење на Ц-пептидот, кој се лачи во еквимоларни количини од панкреасот, но не го отстранува црниот дроб пред да влезе во општото снабдување со крв. Ова дава подобар преглед на производството на инсулин за да се оцени подобрата функција на β-клетките 16. ИВГТТ исто така не прават разлика помеѓу инсулински-зависни механизми на клиренс на клиренс и неинсулин-зависни механизми 1, 6. Додека чувствителноста на инсулин може индиректно да се процени преку минимално моделирање на податоци од ИВГТТ, посигурни мерки може да се постигнат преку употреба на методи како што е градуирана инфузија на гликоза (GGI), што обезбедува крива на 14-дозирна реакција β-клетки, 15.
Сепак, чувствителноста на инсулин само индиректно се проценува со GGI. Стандардна доза на инсулин може да се администрира на животното за време на IVGTT за да се подобри проценката на чувствителноста на инсулин, но ова ќе го прикрие производството на ендоген инсулин од нарушување на проценката на функцијата на β-клетките. Техниките за хипергликемични и хиперинсулинемични стеги директно ја мерат регулацијата на глукозата преку контролирана изложеност на инсулин. Недостаток и на GGI и на техниките за стегање е тоа што тие се скапи за изведување и бараат поголема работна сила и време (понекогаш дури шест до осум часа, во зависност од дизајнот на постапката) за да се заврши. IVGTT, од друга страна, може може да се изврши под еден час и со минимална работна сила.
Потребна е претплата. Ве молиме, препорачајте JoАВО на вашиот библиотекар.
Откривање
Авторите се активно поврзани со договор за истражување институт (Crown Bioscience) од областа на метаболичките болести.