Порушення метаболізму амінокислот і ТСА та прогресування серцево-судинної вегетативної нейропатії типу
Анотація
Вступ
Кілька факторів ризику відіграють важливу роль у розвитку МОЖ, включаючи хронічну гіперглікемію, тривалість діабету, гіпертонію, гіперліпідемію, хронічне запалення, окислювальний стрес і, нещодавно, мінливість глюкози (1,2,4,9). Хоча прогресування CAN запобігають за допомогою жорсткого контролю рівня глюкози при цукровому діабеті 1 типу (2,9) і, можливо, за допомогою комбінованих багатофакторних втручань при цукровому діабеті 2 типу (10), на сьогоднішній день не існує специфічних методів модифікації захворювання для CAN. Таким чином, глибше розуміння механізмів, що модулюють розвиток та прогресування CAN, має вирішальне значення як для оцінки ризику, так і для терапевтичних втручань.
Дизайн та методи дослідження
Предмети
Сорок сім суб'єктів із діабетом 1 типу та 10 здорових контрольних суб'єктів, які відповідають віку, були включені в 3-річне поздовжнє спостережне дослідження. Основними критеріями включення для хворих на діабет були вік 18–65 років; наявність діабету 1 типу із тривалістю діабету не менше 5 років; і відсутні ознаки мікросудинних ускладнень або неконтрольованої гіпертензії на початковому рівні. Перед тим, як взяти участь у дослідженні, у всіх випробовуваних було проведено електрокардіограму в спокої та результати бігової доріжки у звичайному режимі. Пацієнти з серцево-судинними захворюваннями в анамнезі були виключені з дослідження. Здорові суб’єкти контролю відповідали віку з нормальною вагою, нормальною толерантністю до глюкози та нормальним артеріальним тиском (АТ). Сорок досліджуваних із діабетом 1 типу завершили дослідження. Демографічні та антропометричні заходи були зібрані за допомогою анкет та фізичного обстеження; Зразки крові та сечі натще були отримані для вимірювання різних метаболічних параметрів, включаючи HbA1c, ліпідну панель та тести функції нирок. Інституційна комісія Університету Мічигану схвалила дослідження, і письмова інформована згода була отримана від усіх предметів.
Оцінки CAN
Стандартизовані оцінки CAN проводились з усіма суб’єктами після нічного голодування. Випробовуваних попросили уникати кофеїну та тютюнових виробів протягом 8 годин перед тестуванням та зберігати будь-які ліки (крім базального інсуліну) до завершення тестування CAN. Суб'єкти, які пережили гіпоглікемічний епізод після опівночі (глюкоза в крові ≤50 мг/дл [2,77 ммоль/л]) перед тестуванням, були переплановані. Записи електрокардіограми отримували в положенні лежачи на спині за допомогою фізіологічного монітора (Nightingale PPM2; Zoe Medical), а дані збирали під час дослідження спокою (5 хв) та під час декількох стандартизованих серцево-судинних автономних рефлекторних тестів, отриманих при темпі дихання (реакція RR на глибоке дихання дихання, маневр Вальсальви та постуральні зміни). Індекси CAN були отримані з використанням ANX 3.1 (ANSAR Medical Technologies), як описано раніше (22). Всі змінні CAN були оцінені для всієї когорти на початковому рівні та для 40 пацієнтів з діабетом 1 типу (із 47), які закінчили дослідження за 3 роки спостереження.
Заходи з результатів МОЖУТЬ
Наступні показники CAN були попередньо визначені як результати інтересів та проаналізовані: SD нормального інтервалу RR (SDNN), середньоквадратичні різниці послідовних інтервалів RR (RMSSD), відношення видиху до вдиху (E: I) під час глибокого дихання, Коефіцієнт Вальсальви (в середньому два міри), коефіцієнт 30:15, низькочастотна (НЧ) потужність (0,04–0,15 Гц), високочастотна (ВЧ) потужність (0,15–0,4 Гц) та НЧ/ВЧ у спокої та під час серцево-судинних вегетативних рефлекторних тестів.
Вимірювання метаболітів
Амінокислоти вимірювали після очищення та дериватизації 100-мкл зразків плазми за допомогою газової хроматографії – мас-спектрометрії (газовий хроматограф Agilent 6890N, з'єднаний з мас-спектрометром 5973 MSD), використовуючи модифікований набір EZ: faast (Phenomenex); норвалін використовували як внутрішній стандарт (16,20). Метаболіти ТСА екстрагували із 100 мкл плазми із сумішшю метанолу, хлороформу та води (8: 1: 1), що містять позначені ізотопом 13 С внутрішні стандарти цитрату, сукцинату, фумарату, малату, α-кетоглутарата, лактату та пірувату. . Аналіз рідинної хроматографії – мас-спектрометрії проводили на системі Agilent, що складається з 1260 ультраефективного модуля рідинної хроматографії у поєднанні з квадрупольним мас-спектрометром 6520 часу (Agilent Technologies, Санта-Клара, Каліфорнія). Дані обробляли за допомогою кількісного аналізу MassHunter, версія B.07.00. Метаболіти нормалізували з найближчим позначеним ізотопом внутрішнім стандартом і кількісно визначали за допомогою лінійних калібрувальних кривих (16).
Статистичний аналіз
Перевірка цілісності даних
Метаболомічні змінні досліджували на предмет доказів проблемного виявлення сигналу на основі аналізу основних компонентів, що базується на перевірці викидів рівня метаболітів та суб’єктів, періодичного ефекту та виявленості. Всі змінні перевіряли на нормальність, і проводили відповідне перетворення даних (природне перетворення журналу або інший масштаб), щоб задовольнити припущення про нормальність для різних використовуваних статистичних методів. Було проведено оптимальну нормалізацію даних та масштабування, щоб забезпечити відповідний формат даних для подальшого статистичного аналізу.
План аналізу
Відмінності в клінічних характеристиках, показниках CAN, метаболітах циклу ТСА та рівнях амінокислот між суб'єктами, що страждають на діабет 1 типу, та здоровими суб'єктами контролю аналізували за допомогою тесту Стьюдента t або точного тесту Фішера для безперервних змінних та тесту χ 2 для категоріальних змінних. Корекція Бонферроні була застосована для врахування кількох порівнянь. Коефіцієнт кореляції Пірсона використовували для оцінки взаємозв'язку між метаболічними проміжними сполуками (метаболітами циклу ТСА та амінокислотами) та параметрами CAN для виявлення сильних тенденцій у біологічному контексті, що було підтверджено з наступними моделями регресії, що враховують вплив клінічних змінних. Лінійна регресія була використана для прогнозування асоціації з базовими метаболітами та вихідними параметрами CAN та прогнозування показників CAN на 3-річному періоді спостереження. Зменшення розмірів за допомогою аналізу основних компонентів було використано для пояснення високої кореляції між біологічно пов’язаними метаболітами, а основний компонент, що враховує найбільшу дисперсію, був використаний для подальшого аналізу. Весь статистичний аналіз проводився за допомогою програмного забезпечення SPSS (версія 24; IBM Corp.).
Наявність даних та ресурсів
Набори даних, створені під час та/або проаналізовані під час поточного дослідження, можна отримати у відповідного автора за обґрунтованим запитом. Під час поточного дослідження жодних відповідних ресурсів не було створено та проаналізовано.
Результати
Базові клінічні характеристики, заходи метаболіту та заходи CAN у всіх учасників
У таблиці 1 наведено вихідні клінічні характеристики цієї когорти порівняно з 47 суб'єктами, які страждають на цукровий діабет 1 типу (61% жінок, 4% курців, що в даний час курсують, і середній вік ± SD 34 ± 13 років, тривалість діабету 13 ± 6 років та HbA1c 8 ± 1,2%) та здорових суб’єктів контролю за віком та статтю. Суттєвих відмінностей у вихідних характеристиках між пацієнтами з діабетом 1 типу та здоровими суб’єктами контролю не було, за винятком рівня глюкози в крові натще (153,7 ± 76 проти 86,2 ± 14 мг/дл відповідно; P = 0,007) та HbA1c, які були критеріями використовується для визначення групи з діабетом 1 типу. Випробовувані з діабетом 1 типу були трохи важчими, без ознак мікросудинних або макросудинних ускладнень на початковому етапі (відсутність ретинопатії, нормального рівня креатиніну в сироватці крові або мікроальбумінурії відповідно до плану дослідження). Хоча здорові суб'єкти контролю не отримували ліки, всі пацієнти з діабетом 1 типу були на інсуліні, і серед них 24 (51%) використовували безперервну підшкірну інфузію інсуліну за допомогою насоса, 7 (15%) отримували статини, 5 (11 %) отримували інгібітори АПФ (незважаючи на те, що в анамнезі не було діабетичної нефропатії), і жоден з них не застосовував β-блокатори. Не було відмінностей у будь-яких показниках CAN між суб'єктами, хворими на цукровий діабет 1 типу, та здоровими суб'єктами контролю на вихідному рівні (Таблиця 1).