Charakterisierung von metabolischen Status in nicht-menschlichen Primaten mit der intravenösen Glukosetoleranztest

Das übergeordnete Ziel dieses intravenösen Glukosetoleranztests (IVGTT) ist es, das Fortschreiten der Stoffwechselerkrankung bei Makaken von einem gesunden zu einem dismetabolischen, hyperglykämischen Zustand zu charakterisieren. Mit dieser Methode können Kohorten von Probanden gebildet werden, die nach ihrem metabolischen Status stratifiziert sind, um die therapeutische Wirksamkeit von Behandlungen zur Insulinresistenz bei Diabetes diätetisch oder pharmakologisch zu untersuchen. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie im Vergleich zu anderen zeitaufwändigeren und kostspieligeren Techniken einfach durchzuführen ist.

Entfernen Sie 14 bis 18 Stunden vor Beginn des Eingriffs das Futter aus dem Käfig der Makake, um eine postprandiale Variation der glykämischen Werte zu vermeiden. Wiegen Sie am nächsten Morgen das sedierte Tier. Platzieren Sie den Primaten dann in einer seitlich liegenden Position auf einer beheizten Behandlungsliege.

Verwenden Sie alle 15 bis 20 Minuten ein Pulsoximeter, um die Herzfrequenz und die Sauerstoffsättigung der peripheren Kapillaren zu messen. Verwenden Sie eine Stoppuhr, um die Atemfrequenz zu messen, und ein Thermometer, um die Temperatur rektal zu messen. Bestätigen Sie bei jeder Parameterkontrolle der Klinik, dass die Schleimhaut um das Zahnfleisch und die Lippen ebenfalls feucht und rosa ist.

Nachdem Sie den Grundgesundheitszustand des Tieres bestätigt haben, schneiden Sie mit einer Haarschneidemaschine die Haare an den Stellen, an denen die Katheter eingeführt werden, gefolgt von der Sterilisation beider Regionen mit abwechselnden Peelings mit Chlorhexidin und 70% Alkohol. Wenn die Stellen fertig sind, führen Sie den ersten Katheter ein und befestigen Sie den Köder mit einem Drei-Wege-Absperrhahn an einer Heparin-Kochsalzlösungsspülung. Dies ist die Entnahmestelle.

Klebe den Absperrhahn mit Klebeband fest, um ihn am Bein zu befestigen. Die Platzierung des Katheters ist entscheidend für die Durchgängigkeit und präzise serielle Blutabnahmen. Daher ist es wichtig, eine mediale und proximale Region der Vena saphena in Betracht zu ziehen, um das heparinisierte Flush-In-Lock-System leicht zu sichern und zu manipulieren.

Legen Sie dann den zweiten Katheter an und befestigen Sie einen Port für die Dextroseinfusion, gefolgt von der Verabreichung einer Milliliterspülung mit heparinisierter Kochsalzlösung, um die Kanüle bis zur Dextroseinfusion offen zu halten. Kleben Sie den Anschluss an den Arm, um ihn zu sichern. Wenn beide Katheter an Ort und Stelle sind, entnehmen Sie eine Ausgangsprobe und verwenden Sie ein tragbares Blutzuckermessgerät, um den Nüchternblutzuckerspiegel zu messen.

Sichern Sie sich eine Serumprobe für die chemische Standardanalyse sowie eine Vollblutprobe für eine vollständige Blutzählung, um den allgemeinen Gesundheitszustand des Tieres zu beurteilen. Die Vollblutprobe invertieren. Mischen Sie die Proben nach jeder Blutabnahme in EDTA-Röhrchen mit den Proteasehemmern.

Nach der Entnahme der Ausgangsproben die 50%ige Dextrosedosis über 30 Sekunden über den Dextroseinfusionsanschluss infundieren. Dann mit fünf Millilitern heparinisierter Kochsalzlösung spülen, so dass keine Dextrose im Port zurückbleibt. Wechseln Sie am Ende der Infusion die Handschuhe, da Dextrosereste aus der Infusion die nachfolgenden Blutproben kontaminieren können.

Der erste Zeitpunkt der Probe nach der Infusion liegt drei Minuten nach dem Ende der Dextroseinfusion, gefolgt von Proben bei T fünf, sieben, 10, 15 und 20 Minuten, wobei die letzte Probe bei T 30 Minuten entnommen wird. Zentrifugieren Sie die Proben für die Glukose- und Insulinanalyse innerhalb von 10 Minuten nach der Entnahme und aliquotieren Sie das Plasma dann in Kryoröhrchen zum Einfrieren und zur Lagerung bei minus 80 Grad Celsius, bis die Proben nachgelagert analysiert werden. Verwenden Sie bei der Entnahme von T drei Proben das tragbare Blutzuckermessgerät, um den Blutzuckerspiegel zur Bestätigung der Dextroseinfusion zu überprüfen.

Wenn die letzte Probe entnommen wurde, entfernen Sie die Kanülen, üben Sie Druck auf die katheterisierten Stellen für die Blutstillung aus und überwachen Sie das Tier, bis es vollständig genesen ist. Hier werden typische Glukose- und Insulinkurven von reifen, gesunden und diabetischen Cynomolgus-Makaken im Verlauf einer 30-minütigen IVGTT gezeigt. Die Nüchternglukose-Ausgangswerte gesunder Makaken können bei nur 50 bis 60 Milligramm pro Deziliter liegen, wobei ein anfänglicher Glukoseanstieg im Plasma zu einem Zeitpunkt von drei Minuten beobachtet wird.

Das ist dramatisch niedriger als der typische Plasmaglukoseanstieg, den diabetische Tiere aufweisen. Im Verlauf des Verfahrens kehren die Glukosespiegel gesunder Tiere häufig auf ihre Ausgangswerte zurück, während dies bei dismetabolischen und diabetischen Tieren nicht der Fall ist. Die begleitende Insulinkurve für ein gesundes Tier weist zwei Spitzen auf, die einem anfänglichen raschen Abfall des Blutzuckerspiegels entsprechen, der zu einem größeren Teil als normal durch die peripheren Effekte von Insulin auf den Glukosetransport und die Glukoseaufnahme vermittelt wird.

Das Ausmaß dieser peripheren Effekte, selbst während der ersten Phase der Insulinreaktion, entspricht nicht dem Beitrag der Leber zur Glukosesenkung, die während des kleineren, aber nachhaltigeren zweiten Insulinpeaks über die Unterdrückung der endogenen Glukoseproduktion den größten Einfluss auf den glykämischen Spiegel hat. Sobald ein Tier übermäßig diabetisch geworden ist, sinkt die Insulinproduktion als Reaktion auf den Dextrose-Bolus dramatisch. Der glykämische Spiegel bleibt im Verlauf des Eingriffs erhöht.

Wie bei Glukose wird die Clearance nun fast ausschließlich durch nicht insulinabhängige Mechanismen vermittelt. Im Anschluss an dieses Verfahren können andere Methoden wie die abgestufte Glukoseinfusion oder die hyperinsulinämische euglykämische Klemme durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur Insulinsensitivität zu beantworten. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Nadeln, die Makakenblut ausgesetzt sind, aufgrund der potenziellen Exposition gegenüber Herpes-B-Viren äußerst gefährlich sein kann.

Vorsichtsmaßnahmen, wie das Tragen der richtigen persönlichen Schutzausrüstung und äußerste Vorsicht beim Umgang mit scharfen Gegenständen, sollten bei der Durchführung dieses Verfahrens immer beachtet werden.