توصيف الاستقلابية الحالة في الرئيسيات من غير البشر مع اختبار تحمل الجلوكوز في الوريد
Summary
والهدف من هذا البروتوكول هو تقديم الطريقة القياسية لأداء الوريد اختبارات تحمل الغلوكوز (IVGTTs) لتقييم مراقبة نسبة السكر في الدم في الرئيسات من غير البشر وتقييم وضعهم الأيض من الأصحاء للdysmetabolic.
Abstract
اختبار تحمل الجلوكوز في الوريد (IVGTT) يلعب دورا رئيسيا في تحديد خصائص توازن الجلوكوز. عندما تؤخذ جنبا إلى جنب مع لمحات المصل البيوكيميائية، بما في مستويات السكر في الدم في كل من بنك الاحتياطي الفيدرالي وصام الدولة، نسبة HbA1c، ومستويات الانسولين، والتاريخ الطبي من النظام الغذائي، وتكوين الجسم، والجسم الوضع الوزن، وتقييما لمراقبة نسبة السكر في الدم طبيعية وغير طبيعية ويمكن إجراء . ويتم تفسير لIVGTT من خلال قياس التغيرات في مستويات السكر والانسولين مع مرور الوقت فيما يتعلق التحدي الدكستروز. العناصر الأساسية التي يتعين النظر فيها هي: ذروة مستويات السكر والانسولين تم التوصل إليه في ما يتعلق T0 (نهاية ضخ الجلوكوز)، ومعدل إزالة الجلوكوز K المستمدة من المنحدر من إزالة الجلوكوز سريع في دقيقة 20 الأول (T1 إلى T20)، والوقت للعودة إلى خط الأساس الجلوكوز، والمنطقة تحت المنحنى (AUC). ومن شأن هذه التدابير IVGTT تظهر تغييرات مميزة كما يتحرك توازن الجلوكوز من ر صحيالزراعة العضوية المريضة الدولة الأيض 5. هنا سنقوم بشرح توصيف الرئيسيات غير البشرية (قرود المكاك القرد وسينومولوغوس)، والتي هي النموذج الأكثر صلة حيوان من النوع الثاني من مرض السكري (T2D) في البشر وIVGTT وملامح السريرية لهذه الحيوانات من العجاف صحية، لdysmetabolic يعانون من السمنة المفرطة، والدولة 8، 10، 11 T2D.
Introduction
وIVGTT هو فحص وظيفي مناسب يستخدم عادة لتحديد وظيفة β خلايا في البشر في مختلف الدول الأيضية 5 و 7. وفي النماذج الحيوانية من T2D، فمن المعترف بها وكذلك أداة لوصف الحيوانات التي تظهر تطور المرض الأيضي من صحية لdysmetabolic دولة فرط سكر الدم 8 و 9. ويتجلى هذا النموذج أقرب الحيوانات من T2D في الرئيسيات غير البشرية (الرئيسيات)، والتي ريسوس والرباح قرود المكاك هي الأمثلة البارزة. هذه الحيوانات بشكل طبيعي تطوير T2D مع نفس عوامل الخطر من العمر والسمنة تساهم في حدوثه كما في البشر 10. وعلاوة على ذلك، هناك تطور المرض مماثل، وأمراض البنكرياس تظهر رواسب أميلويد كما تقدم المرض dysmetabolic 11.
نحن هنا تقريرا عن الطريقة المعتادة لدينا من إجراء عملية IVGTT في الرئيسيات كجزء من توصيف مستعمرة من الوضع الأيضي في هذه الحيوانات. هذا الأسلوب هومن السهل أن أداء النسبي على الآخرين المزيد من الوقت، وتستهلك وتقنيات مكلفة 2. وIVGTT هو مفيد لوصف مستعمرة كبيرة من الحيوانات بسرعة وبشكل متكرر. عندما تؤخذ بعين الاعتبار مع مستوى الهيموجلوبين السكري (نسبة HbA1c)، والتاريخ والنظام الغذائي والغذاء تناول الحيوان، وكذلك في المئة العجاف كتلة الجسم والدهون، وIVGTT عادة كافية لوصف الوضع الأيضي الحيوان والتقدم نحو السكري العلني 6 8.
يمثل نسبة HbA1c متوسط مستوى السكر في الدم على مدى عمر خلايا الدم الحمراء، وتوفير مقياس موثوق لمستويات السكر على مدى الأسابيع الستة الماضية إلى ثلاثة أشهر. عندما تقاس من صام عينة الدم الأساسي من IVGTT، هذه القيمة توفر نافذة على السيطرة على السكر خلال الأشهر بين الإجراءات. إذا انتقلت الحيوان من dysmetabolic لمرضى السكري منذ IVGTT آخر، وسيكون قيمة نسبة HbA1c أعلى بكثير من قيمتها السابقة تشيرأن التحول بدأ بعد وقت قصير من IVGTT آخر، وحين، قيمة نسبة HbA1c أقرب إلى قيمتها السابقة تشير إلى أن أنها قد انتقلت مؤخرا فقط. بشكل عام، في قرود المكاك ريسوس، نسبة HbA1c القيم أكبر من يعتبرون 6٪ غير طبيعي، وتشير إلى ضعف السيطرة على نسبة السكر في الدم 10، 23.
ينبغي أن تفسر مستويات السكر في الدم ضمن سياق السلوك والصحة العامة للحيوان ككل. قرود المكاك السكري – مثل البشر – فرط الأكل المعرض، عطاش، وبوال. الإسكان مجموعة من الحيوانات يوفر تحديات كبيرة لقياس هذه المؤشرات والرعاية الفردية اللازمة لdysmetabolic والقردة مرضى السكري. نوصي السكن منفردة الحيوانات من أجل أن الرعاية أكثر تخصيصا قد تكون المقدمة، ويتم رصد العلامات السلوكية للصحة القرد أكثر سهولة 8. بالإضافة إلى ذلك، سوف قرود المكاك السكري تظهر خسارة الوزن، فضلا عن ارتفاع مستوى الدهون (زيادةالكولسترول، وزيادة شحوم الدم) واضطراب استقلاب المعادن في الكيمياء في الدم. من المهم قياس علامات الكبد ووظائف الكلى في الكيمياء في الدم، والأضرار التي لحقت هذه الأجهزة غالبا ما تكون مضاعفات دفع الأيض اضطراب / مرض السكري، ويمكن أن يكون شارك في محددات نسبة السكر في الدم، الدهون وعدم التوازن المعدنية 9، 11، 18، 24 .
عند استخدام هذا الأسلوب، والقيم التاريخية ولدت من متعددة، الأوصاف المتكررة على مدى عمر قرد ذات قيمة خاصة. إذا إجراءات أخرى، مثل المشبك الجلوكوز أو السكر في متدرج ضخ (GGI)، وهناك حاجة لإجراء تقييم كامل الصحة حيوان، فمن عادة على توصيف الأولي عندما تاريخهم غير متوفر. IVGTTs ومع ذلك، مرة واحدة وقد تم إنشاء خط الأساس، وكرر من تردد كل ثلاثة أشهر تكفي عادة لتتبع التقدم المحرز الحيوان. وهذا أمر مهم خاصة عندما التحق الحيوانات في دراسات متعددة في جميع أنحاءالسنة التقويمية استنادا إلى وضعهم الأيض. بينما قد تبقى حالتهم الصحية مستقرة نسبيا لسنوات في وقت واحد، عندما يتأزم الوضع الأيضي للحيوان، يمكن أن تحدث زيادة كبيرة في مقاومة الانسولين والجلوكوز التعصب بشكل سريع جدا. قيم نسبة HbA1c تسمح لبعض الاستيفاء من تراجع أو تحسن من الحالة الصحية للحيوان بين الإجراءات المقرر ثلاثة أشهر على حدة. لهذا السبب، وهذه الطريقة مثالية لوصف الحيوانات المستخدمة في عدة دراسات طولية على مدار حياتها الطبيعية.
Protocol
Representative Results
Discussion
وIVGTT يقيم قدرة اطلاق الانسولين حفز الجلوكوز من خلال ضخ الدكستروز واحد على أساس وزن الجسم 5 و 12 و 13. من الفحص، وتحقيق نسبة الجلوكوز في الدم أثناء الصيام ومستوى الأنسولين، وأنه يسمح بتقييم قدرة الحيوان ل الافراج عن الانسولين ويعود مستوى الجلوكوز المرتفع نحو خط الأ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن نشيد بالدعم القوي من موظفي رعاية الحيوانات DHMRI CLAS، مدير مرفق السيد دانيال بيرالتا وحضور الطبيب البيطري الدكتور Glicerio اجناسيو، DVM MRCVS.
Materials
| Allegra X-15R Centrifuge | plasma: 4C @3000 rpm for 10 min | ||
| Sorvall ST16R Centrifuge | serum: 22C @3000 rpm for 10 min | ||
| Thermo Scientific -86C Freezer, Forma 88000 Series | Model: 88500A | ||
| Dextrose 50% (D50) | Webster | 07-8008986 | I.V. glucose infusate |
| 3mL Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | serial blood draws | |
| 5ml Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | heparinized saline flush | |
| 10mL Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | delivery of I.V. D50 | |
| Gauze sponges 2×2 | Midwest Veterinary Suppy | 366.23000.4 | Used Dry, w/ %70 Alcohol, and 2% Chlorohex Solution |
| 4 ml serum separator tubes | Midwest Veterinary Supply | 366.45000.4 | blood collection tube for superchem panel |
| K2EDTA, 2mL | VWR | 95057-239 | blood collection tubes |
| Aprotinin, 100mg | Sigma | A1153-100MG | blood collection tube protease additive |
| 22g x 1" Catheters | Midwest Veterinary Suppy | 193.75250.2 | I.V. catheter |
| Injection Plug W/ Cap | Midwest Veterinary Suppy | 001.11500.2 | %50 dextrose infusion port |
| Porus Tape, 1/2" x 10yd | Midwest Veterinary Suppy | 001.85000.2 | maintain adherance of catheters and hep. Locks |
| Chlorhexidine Solution 2% | Midwest Veterinary Suppy | 193.08855.3 | prep catheter site |
| 70% Ethanol | VWR | 71001-654 | prep catheter site |
| tourniquet | Webster | 07-8003432 | |
| 3 way stopcock | Midwest Veterinary Supply | 366.28510.4 | hep. lock |
| 37" extension set | Webster | 07-8454200 | hep. lock |
| Exel 50-60cc LL Syringes | Midwest Veterinary Suppy | 001.12250.2 | Heparinized saline flush |
| 250 ml bag 0.9% saline | Webster | 07-8365593 | flush |
| 1,000 U Heparin, 10 ml | Webster | 07-883-4916 | |
| Ketamine, (Ketaset) 100mg/mL | Fort Dodge | (AV ordered) | |
| Precision Xtra glucose test strips 50/bx | Abbott (American Diabetes Wholesale) | 9381599728K7 | test baseline/ T3 blood glucose levels |
| Masimo Rad 57 | DRE | 6052057V | pulse-oximeter |
| Pavia rectal thermometer | Patterson | 07-8391335 | |
| Precision Xtra Glucometer | Abbott | 9381599728K7 | Handheld glucometer |
Riferimenti
- Bergman, R., Phillips, L., Cobelli, C. Physiologic evaluation of factors controlling glucose tolerance in man. J. Clin. Invest. 68, 1456-1457 (1981).
- Bergman, R., Prager, R., Volund, A., Olefsky, J. M. Equivalence of the insulin sensitivity index in man derived by the minimal model and the euglycemic glucose clamp. J. Clin. Invest. 79, 790-800 (1987).
- Hovorka, R., et al. Partitioning glucose distribution/transport, disposal, and endogenous production during IVGTT. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 282, E992-E1007 (2002).
- Salinari, S., Guidone, C., Bertuzzi, A., Manco, M., Asnaghi, S., Mingrone, G. First-phase insulin secretion restoration and differential response to glucose load depending on the route of administration in type 2 diabetic subjects after beriatric surgery. Diabetes Care. 32 (3), 375-380 (2009).
- Roden, M. . Clinical Diabetes Research: Methods and Techniques. , (2007).
- Cobelli, C., Pacini, G. Insulin secretion and hepatic extraction in humans by minimal modeling of c-peptide and insulin kinetics. Diabetes. 37, 223-231 (1988).
- Lorenzo, C., et al. Disposition index, glucose effectiveness, and conversion to type 2 diabetes: the insulin resistance atherosclerosis study. Diabetes Care. 33, 2098-2103 (2010).
- Hansen, B. C. Investigation and treatment of type 2 diabetes in nonhuman primates. Methods Mol Biol. 933, 177-185 (2012).
- Hansen, B. C., Bodkin, N. L. Standardization of IVGTT. Importance of method used to calculate glucose disappearance. Diabetes Care. 16 (5), 847 (1993).
- Hardwood, J. H., Listrani, P., Wagner, J. D. Nonhuman primates and other animal models in diabetes research. J Diabetes Sci Tech. 3, 503-514 (2012).
- De Koning, E. J., Bodkin, N. L., Hansen, B. C., Clark, A. Diabetes mellitus in Macaca mulatta monkeys is characterized by islet amyloidosis and reduction in beta-cell population. Diabetologia. 36, 378-384 (1993).
- Letiexhe, M. R., Scheen, A. J., Gerard, P. L., Desaive, C., Lefebvre, P. J. Insulin secretion, clearance and action before and after gastroplasty in severely obese subjects. Int J Obes Relat Metab Disord. 18, 295-300 (1994).
- Letiexhe, M. R., Scheen, A. J., Gerard, P. L., Desaive, C., Lefebvre, P. J. Postgastroplasty recovery of ideal body weight normalizes glucose and insulin metabolism in obese women. J Clin Endocrinol Metab. 80, 364-369 (1995).
- Kim, S. H., Abbasi, F., Chu, J. W., McLaughlin, T. L., Lamendola, C., Polonsky, K. S., Reaven, G. M. Rosiglitazone reduces glucose-stimulated insulin secretion rate and increases insulin clearance in nondiabetic, insulin-resistant individuals. Diabetes. 54, 2447-2452 (2005).
- Toffolo, G., Breda, E., Cavaghan, M. K., Ehrmann, D. A., Polonsky, K. S., Cobelli, C. Quantitative indexes of beta-cell function during graded up and down glucose infusion from C-peptide minimal models. Am J Physiol Endocrinol Metab. 280, E2-E10 (2001).
- Wang, X., et al. Quantification of beta-cell insulin secretory function using a graded glucose-infusion with C-peptide deconvolution in dysmetabolic, and diabetic cynomolgus monkeys. Diabetology and Metabolic Syn. 5, 40 (2013).
- Xiao, Y. F., Wang, B., Wang, X., Du, F., Benzinou, M., Wang, Y. X. Xylazine-induced reduction of tissue sensitivity to insulin leads to acute hyperglycemia in diabetic and normoglycemic monkeys. Anesthesiology. 13 (33), (2013).
- Porte, D., Kahn, S. β-cell dysfunction and failure in type 2 diabetes potential mechanisms. Diabetes. 50, S160-S163 (2001).
- DeFronzo, R. A., Tobin, J. D., Andres, R. Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. American Journal of Physiology. 237 (3), G214-G223 (1979).
- Ferrannini, E., Gastaldelli, A., Miyazaki, Y., Matsuda, M., Mari, A., DeFronzo, R. A. β-cell function in subjects spanning the range from normal glucose tolerance to overt diabetes: a new analysis. J Clin Endocrinol Metab. 90 (1), 493-500 (2005).
- Vaughan, K. L., Szarowicz, M. D., Herbert, R. L., Mattison, J. A. Comparison of anesthesia protocols for intravenous glucose tolerance testing in rhesus monkeys. J Med Primatol. 43, 162-168 (2014).
- Kemnitz, J. W., Kraemer, G. W. Assessment of glucoregulation in rhesus monkeys sedated with ketamine. American Journal of Primatology. 3, 201-210 (1982).
- Dutton, C. J., Parvin, C. A., Gronowski, A. M. Measurement of glycated hemoglobin percentages for use in the diagnosis and monitoring of diabetes mellitus in nonhuman primates. Am J Vet Res. 64, 562-568 (2003).
- Rai, V., Iyer, U., Mani, I., Mani, U. V. Serum biochemical changes in insulin dependent and non-insulin dependent diabetes mellitus and their role in the development of secondary complications. Int J Diab Dev Countries. 17, 33-37 (1997).
- Shirasaki, Y., Yoshioka, N., Kanazawa, K., Maekawa, T., Horikawa, T., Hayashi, T. Effect of physical restraint on glucose tolerance in cynomolgus monkeys. J Med Primatol. 42, 165-168 (2013).
