Charakterisierung von metabolischen Status in nicht-menschlichen Primaten mit der intravenösen Glukosetoleranztest
Summary
Das Ziel dieses Protokolls ist ein Standardverfahren zu präsentieren intravenösen Glukosetoleranztests (IVGTTs) zur Durchführung der glykämischen Kontrolle bei nicht-menschlichen Primaten zu bewerten und zu beurteilen, ihre metabolischen Status von gesunden zu dysmetabolische.
Abstract
Die intravenöse Glukosetoleranztest (IVGTT) spielt eine wichtige Rolle bei der Charakterisierung von Glukose-Homöostase. Zusammengenommen mit Serum biochemische Profile einschließlich der Blutglucosespiegel sowohl im fed und nüchternen Zustand, HbA1c, Insulinspiegel, der klinischen Geschichte der Ernährung, der Körperzusammensetzung und des Körpergewichts-Status, eine Beurteilung normaler und abnormaler glykämische Kontrolle vorgenommen werden können . Interpretation eines IVGTT durch Messung von Veränderungen in Glukose- und Insulinspiegel über die Zeit in Bezug auf die Dextrose Herausforderung getan. Kritische Komponenten berücksichtigt werden , sind: peak Glucose- und Insulinspiegel in Bezug auf T0 (Ende der Glukoseinfusion) erreicht hat , die Glucose – Clearance – Rate K aus der Steigung abgeleitet von schnellen Glukose – Clearance in den ersten 20 min (T1 bis T20), der Zeit , zu Glukose Basis zurückzukehren, und die Fläche unter der Kurve (AUC). Diese werden IVGTT Maßnahmen charakteristische Veränderungen wie Glukose – Homöostase bewegt sich von einem gesunden t zeigenoa erkrankten metabolischen Zustand 5. Hier werden wir die Charakterisierung von nicht-menschlichen Primaten (Rhesus und Cynomolgus-Makaken) beschreiben, die die relevantesten Tiermodell der Typ-II-Diabetes (T2D) beim Menschen und die IVGTT und klinische Profile dieser Tiere von einem mageren gesund, zu fettleibig dysmetabolische sind, und T2D Zustand 8, 10, 11.
Introduction
Die IVGTT ist eine bequeme funktionellen Assay, der routinemßig eingesetzt wird , um die β-Zellfunktion beim Menschen bei verschiedenen metabolischen Zuständen 5, 7 zu bestimmen. In Tiermodellen von T2D ist es gut als Werkzeug erkannt Tiere zu kennzeichnen , die von metabolischen Krankheitsprogression zeigen eine gesunde zu einem dysmetabolische hyperglykämischen Zustand 8, 9. Das nächstgelegene Tiermodell der T2D ist in nicht – menschlichen Primaten (NHP) gezeigt, von denen Rhesus und Cynomolgus – Makaken bemerkenswerte Beispiele sind. Diese Tiere entwickeln natürlich T2D mit den gleichen Risikofaktoren von Alter und Adipositas beitragen zu seiner Häufigkeit als beim Menschen 10. Darüber hinaus gibt es eine ähnliche Krankheitsprogression und Bauchspeicheldrüsen Pathologie Amyloidablagerungen zeigt wie die dysmetabolischen Krankheit 11 fortschreitet.
Wir berichten hier über unsere Standard-Verfahren zur Herstellung eines IVGTT in NHPs als Teil unserer Kolonie Charakterisierung von metabolischen Status bei diesen Tieren durchführen. Diese Methode istleicht im Vergleich zu anderen, mehr Zeit auszuführen raubend und kostspielig Techniken 2. Die IVGTT ist nützlich für eine große Kolonie von Tieren schnell und häufig zu charakterisieren. Wenn in Betracht mit dem Niveau von glykiertem Hämoglobin (HbA1C) genommen, der Nahrung des Tieres und die Nahrungsaufnahme Geschichte, sowie deren Prozent Muskelmasse und Körperfett ist die IVGTT normalerweise ausreichend für die Charakterisierung von 6 eines Tieres metabolischen Status und Fortschritt zu manifester Diabetes 8.
HbA1C stellt den durchschnittlichen glykämischen Ebene über die Lebensdauer der roten Blutkörperchen, eine zuverlässige Messung der Glucosespiegel im Laufe der letzten sechs Wochen bis drei Monate bietet. Wenn von der nüchternen Basis Blutprobe des IVGTT gemessen, stellt dieser Wert ein Fenster in die glykämische Kontrolle in den Monaten zwischen Prozeduren. Wenn das Tier von dysmetabolische transitioned hat seit ihrem letzten IVGTT, ein HbA1c-Wert viel höher als ihre vorherigen Wert diabetischen würde bedeuten,dass der Übergang bald nach ihrem letzten IVGTT begann, während ein HbA1c-Wert näher an ihren bisherigen Wert anzeigen würde, dass sie erst vor kurzem umgestellt haben. In der Regel in Rhesus – Makaken, Werte HbA1C von mehr als 6% anormal sind, und deuten auf eine schlechte Blutzuckerkontrolle 10, 23.
Glykämischen Niveaus sollten im Rahmen des Verhaltens und der allgemeinen Gesundheit des Tieres als Ganzes interpretiert werden. Diabetische Makaken – wie Menschen – Ausstellung hyperphagia, Polydipsie und Polyurie. Gruppenhaltung der Tiere bietet erhebliche Herausforderungen für die Messung dieser Indikatoren und die individuelle Betreuung, die für dysmetabolische und diabetischen Affen. Wir empfehlen , das Gehäuse einzeln die Tiere , damit mehr persönliche Betreuung zur Verfügung gestellt werden können, und Verhaltensmarker für die Gesundheit des Affen leichter 8 überwacht werden. Darüber hinaus wird diabetischen Makaken Gewichtsverlust aufweisen, sowie eine erhöhte Lipidprofil (erhöhteCholesterin, Hypertriglyceridämie) und gestörten Mineralstoffwechsel in Serumchemie. Es ist wichtig , Marker der Leber- und Nierenfunktion in Serumchemie zu messen, wie Schädigung dieser Organe sind oft von Komplikationen Stoffwechselstörung / Diabetes Vorschieben und kann zusammen Determinanten von glykämischen, Lipid- und Mineral Unwuchten 9, 11, 18, 24 sein , .
Bei Verwendung dieser Methode, erzeugt die historischen Werte aus mehreren, häufige Charakterisierungen über das Leben eines Affen von besonderem Wert sind. Wenn andere Verfahren, wie zum Beispiel eine Glucose-Clamp oder abgestuft Glukoseinfusion (GGI), werden benötigt, um vollständig ein Tiergesundheit beurteilen zu können, ist es häufig bei der anfänglichen Charakterisierung, wenn ihre Geschichte nicht verfügbar ist. Sobald jedoch eine Basislinie, wiederholt IVGTTs einer Frequenz alle drei Monate festgestellt worden sind normalerweise ausreichend, eines Tieres Fortschritt zu verfolgen. Dies ist besonders wichtig, wenn die Tiere in mehreren Studien über einen eingeschrieben sindKalenderjahr auf der Grundlage ihrer metabolischen Status. Während ihre Gesundheit seit Jahren zu einer Zeit relativ stabil bleiben, wenn die Stoffwechsellage eines Tieres verschlechtert, kann eine drastische Zunahme der Insulinresistenz und Glukoseintoleranz sehr schnell erfolgen. HbA1c-Werte ermöglichen eine gewisse Interpolation des Rückgangs oder Verbesserung des Gesundheitszustandes des Tieres zwischen Prozeduren Abstand von drei Monaten geplant. Aus diesem Grund ist dieses Verfahren ideal für Tiere verwendet in mehrfachen, longitudinalen Studien über den Verlauf ihrer natürlichen Lebensdauer charakterisieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die IVGTT bewertet die Fähigkeit von Glukose-stimulierte Freisetzung von Insulin durch eine einzige Dextrose Infusion basierend auf dem Körpergewicht 5, 12, 13. Aus dem Test, der Nüchternblutzucker und Insulinspiegel erreicht wird , und es ermöglicht eine Beurteilung der Fähigkeit des Tieres Release Insulin und gibt die erhöhte Glukosespiegel zu den Ausgangswerten. Dies bietet dem Benutzer Informationen das Tier als eine normale Glucose und Insulinspiegel gesunden Kontrolle wurde ein hyperinsulinemic dy…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren möchten die starke Unterstützung der DHMRI CLAS Tierpflegepersonal, Facility Manager Herr Daniel Peralta und behandelnde Tierarzt, Dr. Glicerio Ignacio, DVM MRCVS anzuerkennen.
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 |
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