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.
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Protocol
Alle Tierverfahren des David H. Murdock Research Institute IACUC auf dem North Carolina Research Campus (NCRC) gelegen genehmigt wurden, unter Protokoll 14-017, Charakterisierung eines nicht-menschlichen Primatenmodell von Diabetes und Prädiabetes / Insulin-Resistenz und Wirksamkeit von Therapeutika zu verbessern Insulinempfindlichkeit und metabolischen Funktion.
1. Tierauswahl und Studienvorbereitung
- Wählen Sie Ernährung und Gewicht stabil Tiere auf Basis von monatlichen Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht Aufzeichnungen.
HINWEIS: Tiere, die eine jüngste Rückgang der Appetit gezeigt haben, sollte nicht gekennzeichnet werden, bis ihre Nahrungsaufnahme stabilisiert hat.- Für die reife Tiere (> 5 - 6 Jahre), wählen Sie nicht Tiere, deren Körpergewicht zwischen aufeinander folgenden Monaten um mehr als 10%, ohne zuerst den Affen untersuchen und Ausschluss anderer Ursachen als eine Änderung metabolischen Status für die dramatische Gewichtsänderung.
- Für Glukose, Insulin und C-Peptide Analyten, bereiten K 2 EDTA Probenröhrchen mit Protease - Inhibitor (Aprotinin und DPP4I).
HINWEIS: Die DPP4I + Aprotinin Cocktail bietet ein breites Spektrum an Proteaseinhibition sollte diese zusätzliche Analyten (Glucagon, GLP-1) erforderlich. In dem Fall, dass zusätzliche Analyten nicht gesammelt werden, sollten die Blutröhrchen in der gleichen Weise hergestellt werden Konsistenz in Probensammlung zu halten. Die Proben für die Tests nicht für diese Methode validiert werden separat gesammelt werden, entsprechend den Empfehlungen des Herstellers.- Bereiten Sie die Protease-Inhibitor-Cocktail durch Mischen von 100 mg lyophilisiertes Aprotinin mit 10 ml DPP4I. Fügen Sie 10 & mgr; l des Aprotinin + DPP4I Mischung auf jedem Blutröhrchen für jeden Milliliter Blut gesammelt.
- Fügen Sie weitere 10 & mgr; l der Protease-Inhibitor-Cocktail in jedes Röhrchen für mögliche Sammlung overage. Lagern Sie die behandelten Blutröhrchen bei -20 ° C bis zur Verwendung. Halten Sie die Rohre auf nassem Eis während der procedure und Spin bei 4 ° C.
- Verwenden Sie ein Serumtrennrohr eine Blutprobe zu Beginn der Studie für Standard-Serumchemie-Analyse zu sammeln. Für die Blutbild (CBC), mit einem Standard - K 2 EDTA ohne Proteaseinhibitoren. Verwenden Kryovials zu aliquoten Plasma und Serum nach den Blutproben wurden zentrifugiert.
- Beschriften Sie die Blutröhrchen und die Kryovials geeigneter Weise mit dem Tieridentifikation, Datum, Verfahren, Zeitpunkt und Probenvolumen. Beschriften Sie die Kryoröhrchen mit dem Analyten (s) im Plasma nach geeigneten Assays.
- Bereiten Sie die heparinisierte Kochsalzspülung von 0,15 ml von 1.000 USP-Einheiten pro ml Heparin in einen 250 ml Beutel mit physiologischer Kochsalzlösung injiziert wird. Besorgen Sie sich eine Lösung von 0,06 mg Heparin / ml. Zeichne 40-60 ml dieser Lösung in einer Salzsperre für zwischen den Proben zu spülen. Zeichne eine zusätzliche 1 ml und 5 ml in separate Spritzen zur Spülung des Dextrose-Infusionsöffnung vor und nach der Infusion auf.
2.Tier Sedation und Vorbereitung
- Entfernen Sie Lebensmittel aus dem Käfig des Tieres nicht weniger als 14 Stunden vor dem Eingriff, und nicht mehr als 18 Stunden.
HINWEIS: Es ist wichtig, dass die Tiere für das Verfahren jede postprandialen Variation der glykämischen Werte zu vermeiden gefastet werden. Es ist auch eine Vorkehrung Regurgitation und Aspiration von Mageninhalt zu vermeiden, während anästhesiert. - Sedate Tiere für die Dauer des Verfahrens IVGTT mit Ketamin intramuskulär als allgemeine Betäubung gegeben, bei 10 mg / kg. Administrieren zusätzliche Ketamin (5-10 mg / kg) im Abstand von 20 - 30 min, oder nach Bedarf, während des Verfahrens.
- Wiegen Sie die sedierten Tier. Legen Sie das Tier in eine seitlich liegende Position auf einem beheizten Verfahren Tisch.
- Überwachen der klinischen Parameter alle 15 bis 20 Minuten das Tier, um sicherzustellen, in einer stabilen Ebene der Anästhesie ist. Messen Sie die Herzfrequenz (100-200 bpm) und SPO 2 (> 92%) mit einem Pulsoximeter. Messen Sie die Atemfrequenz (20 bis 50 Atemzüge / min) w ith einer Stoppuhr, Zählen respirations visuell oder mit der Hand über 15 Sekunden multipliziert mit vier. Temperatur messen (> 97 ° F) rektal. Überwachen Sie die Farbe der Schleimhaut um das Zahnfleisch und Lippen (feucht, pink).
- Bereiten Sie zwei Kanüle Standorten. Verwenden Sie Haarschneider die Haare aus dem Bereich von Interesse zu trimmen, wo der Katheter eingeführt wird, und zu sterilisieren, die gesamte Region mit abwechselnden scheuert von Chlorhexidin und 70% Alkohol.
- Setzen Sie einen Katheter in den Bereich der linken oder rechten cephalica oder Saphenavenen und verbinden Sie es mit einer Heparin Kochsalzlçsung (0,06 mg Heparin / ml) mit einem Dreiwegehahn. Dies ist die Probenahme Blutentnahme Ort.
- Legen Sie die zweite Katheter in einem anderen Bein oder Arm im Bereich der cephalica oder Saphenavenen und einen Port anschließen. Verwenden Sie diese Seite für die Dextrose-Infusion. Verwenden Sie einen kleinen, 1 ml Spülung von heparinisierter Kochsalzlösung, die Kanüle Patent vor Dextrose Infusion zu halten.
HINWEIS: Die IVGTT Prozedur besteht aus 8 Blutentnahme Abtast - Zeitpunkte (Tabelle 1).
- Nehmen Sie die Basisprobe und die Verwendung einer Hand gehalten glucometer die Nüchtern-Blutzuckerspiegel zu messen. Besorgen Sie sich eine Serumprobe für Standard-Chemie-Analyse, sowie eine Vollblutprobe für eine CBC, um die allgemeine Gesundheit des Tieres zu beurteilen. Sammeln Plasmaproben Glucose- und Insulinspiegel zu testen , von der Basisprobe ein Kit zur Verwendung mit Makaken gemäß den Anweisungen des Herstellers 8, 9 validiert werden.
HINWEIS: Es ist wichtig, eine Pre-Unentschieden von 0,5 ml aus der Kanüle zu vor genommen zu haben, jede Probe für die Blutentnahme unter Restblut oder Heparin in den Totraum der Kanüle zu entfernen. - Nachdem die Basisprobe zu erhalten, die Dosis von 50% Dextrose (250 mg / kg) über 30 sec in die Dextrose Infusionsöffnung infundieren.
HINWEIS: Die höhere Dosis Modelle (500 mg / kg) verwendet werden,obwohl die Dosis sollte über Verfahren zu machen, um Längsvergleiche fixiert werden.- Spülen Sie den Infusionsanschluss mit 5 ml heparinisierter Kochsalzlösung, um sicherzustellen, dass es keine Dextrose im Hafen links ist. Das Ende der Infusion ist die T0. Haben die Techniker die Handschuhe zu ersetzen, als Rest Traubenzucker aus der Infusions nachfolgende Blutproben verunreinigen können.
- Die erste nach der Infusion Abtastzeit Punkt bei T3 min, von dem Ende des Dextrose-Infusion, gefolgt von T5 min, T7 min, T10 min, T15 min, T20 min, und der letzte Abtastwert Zeitpunkt ist bei T30 min. Sammeln von Plasma aus jedem Zeitpunkt zu Test Glukose und Insulinspiegel mit der Basisprobe (siehe Schritt 3.1).
- Am T3 min Zeitpunkt, verwenden Sie die Hand glucometer erneut, um den Blutzuckerspiegel überprüfen.
HINWEIS: Die glucometer Lesungen zu Beginn der Studie und T3 sind nur die Infusion der Dextrose zu bestätigen. Der Blutzuckerspiegel an der T3 min Zeitpunkt sollte ~ 100 mg / dl höher co seinzum Fasten Basisplasmaglukosespiegel mpared.
- Am T3 min Zeitpunkt, verwenden Sie die Hand glucometer erneut, um den Blutzuckerspiegel überprüfen.
4. Tierrettung und Probenbearbeitung
- Entfernen Sie die Kanülen und Druck auf die katheterisierte Stellen für Hämostase nach dem T30 min Zeitpunkt. Überwachen Sie das Tier, bis er das Bewusstsein wiedererlangt hat und sitzt. Angebot Futtermittel, sobald das Tier vollständig erholt.
- Unmittelbar danach ist jede Vollblutprobe in K 2 EDTA - Röhrchen auf Eis. Zentrifuge bei 3000 Umdrehungen pro Minute bei einer Temperatur von 4 ° C innerhalb von 10 Minuten der Sammlung. Aliquotieren Plasmaproben in Kryoröhrchen, einfrieren und bei -80 ° C bis zur Analyse.
- Ermöglichen es dem Blut in das Serum Rohr für Standardserumchemie-Analyse bei Raumtemperatur für nicht weniger als 20 min und nicht mehr als 30 min vor der Zentrifugation bei 3000 Upm bei RT zu sitzen. Frieren Sie die Serumproben, bis innerhalb von 48 Stunden der Entnahme untersucht.
HINWEIS: Gekühlt Vollblut für CBC-Analyse gesammelt, bis alsinnerhalb von 24 Stunden von Sammlung Sayed.
- Ermöglichen es dem Blut in das Serum Rohr für Standardserumchemie-Analyse bei Raumtemperatur für nicht weniger als 20 min und nicht mehr als 30 min vor der Zentrifugation bei 3000 Upm bei RT zu sitzen. Frieren Sie die Serumproben, bis innerhalb von 48 Stunden der Entnahme untersucht.
5. Datenbehandlung
- Die Plasmainsulin und Glukosekurven Nach dem Aufbau, bestimmen die Glukose - Clearance - Rate K aus der Steigung des natürlichen Logarithmus der Glukosewerte über die Basislinie 16, 17.
HINWEIS: Eine gesunde NHP kann über 1 eine Glukose - Clearance - Rate K gut zu haben , erwarten, oft größer als 2 oder mehr, als ein gesundes Tier oft auf ihre Basisglukosewerte innerhalb von 30 Minuten zurück. Als Insulinproduktion abfällt, wird die Glukose-Clearance-Rate K mehr drastisch sinken, unter 1 fallen. - Berechne die AUC als Ganzes, als die Summe der Summen der Fläche der Trapeze die Fläche unter der Kurve jedes Liniensegments zwischen den Zeitpunkten repräsentiert, durch T30 16, 17.
HINWEIS: Traditionell ist die AUC von den ersten zehn Minuten des Verfahrens gilt die acute Insulinantwort auf Glucose (AIR), während die AUC von den letzten 20 min des Verfahrens der späte Insulinreaktion angesehen wird (LIR). Da das Tier mehr dysmetabolische wird, wird das Insulin AUC erhöhen, Kompensation reflektieren Insulinunempfindlichkeit zu erhöhen. Da die Tierübergänge zu manifester Diabetes, jedoch nimmt die AUC, die oft zunächst in der akuten Phase Insulin durch die AIR erfasst.
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Representative Results
Die Ergebnisse sind in Abbildung 1 dargestellt sind demonstrative typischer Glukose und Insulin - Kurven aus reifen, gesunden und diabetischen Cynomolgus - Makaken im Laufe von 30 min IVGTT. Daten von gesunden und fortgeschrittener diabetischer Affen gezeigt, um die offensichtlichen Unterschiede zwischen den Tieren aus den beiden äußersten Enden des Bereichs der metabolischen Charakterisierung zu kontrastieren. Dieses IVGTT Protokoll wurde in Rhesus-Makaken mit ähnlichen Ergebnissen erfolgreich von den Autoren verwendet.
Die fastete Basisglukosewerte eines gesunden Makaken (Rhesus und Cynomolgus) kann so niedrig wie 50 bis 60 mg / dl 8 sein. Wie in der Figur dargestellt ist, die anfängliche Glucose Ausflug - bei T3 gemessen - für einen gesunden NHP klettern kann nicht so hoch wie eine typische Basisglukosewert für einen Diabetiker Tier, das häufig von mehr als 200 mg / dl ist. Im Laufe der folgenden dreißigMinuten kehren die Glukosespiegel von einem gesunden Tier oft auf ihre Ausgangswerte, während dysmetabolische und diabetischen Tieren nicht (Abbildung 1; durchgezogene Linien). Die begleitende Insulinkurve für ein gesundes Tier zeigt zwei Spitzen (Abbildung 1; blau gestrichelte Linie), die zu der anfänglichen, raschen Rückgang der Blutzucker (Phase 1) vermittelte in größeren als normal Teil durch periphere Wirkungen von Insulin auf Glucose entsprechen Transport und die Aufnahme 3, 4. die Größe dieser peripheren Wirkungen, auch während der ersten Phase der Insulinantwort, Senken nicht den Beitrag der Leber gleich zu Glukose, die, während der kleinere , aber anhalt zweite Insulinpeak (Phase 2 ), hat den größten Einfluss auf die glykämische Ebenen über die Unterdrückung der endogenen Glukoseproduktion 1.
Als ein Tier zu dysmetabolischen von gesunden fortschreitet, gibt es typischerweise eine Verminderung der the erste Phase der Insulin - Antwort auf das Dextrose - Bolus, der in einem reduzierten Luft reflektiert werden kann. Jedoch kann die AUC unverändert bleiben, da es häufiger insgesamt eine Steigerung der Insulinproduktion wird, für weitgehend unverändert glykämischen Niveaus im Laufe des Verfahrens die Bereitstellung als die erhöhte Insulinproduktion für die Abnahme der Empfindlichkeit kompensiert. Sobald ein Tier offen diabetische geworden ist, fällt die Insulinproduktion dramatisch in Reaktion auf das Dextrose - Bolus (1; rote Linie gestrichelt). Glykämischen Niveaus werden im Laufe des Verfahrens erhöht bleiben, wie das, was Glukose - Clearance tritt jetzt fast vollständig von nicht-insulinabhängiger Mechanismen (1) , vermittelt wird.
Abbildung 1: IVGTT Glucose Luft- und Insulinproduktion Kurven für Diabetiker und Healthy Kontrolltiere. Sehen Sie hier Glukose ( durchgezogene Linie) und Insulin (gestrichelte Linie) Kurven für eine gesunde (blaue Linie) und diabetischer (rote Linie) Tiere. Diese Werte sind Mittelwerte der Ist - Daten während IVGTTs gesammelt durchgeführt auf Cynomolgus - Makaken (diabetische Glukose: n = 27; gesunde Glukose: n = 21; Diabetiker Insulin: n = 23; gesunde Insulin: n = 20; Standardfehlerbalken dargestellt). Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
| Uhrzeit | Die Zeitpunkte (min) | Echtzeit | Blutprobenmenge (ml) | Assay - Beispiel | Glucose Meter Reading (mg / dl) | |
| Grundlinie | 5 ml | 1,5 ml SST - Chemie 0,5 ml K 2 EDTA - CBC, HbA1c 3 ml K 2 EDTA + 50 ul Prot -. Glukose, Insulin, C-Pep | ||||
| 0 | Dextrose-Infusion von 250 mg / kg IV gegeben über 30 sec, gefolgt von 5 ml Heparin Kochsalzlçsung | |||||
| 3 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 5 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 7 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 10 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 15 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 20 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
| 30 | 2,0 ml | K 2 EDTA + 30 ul Prot .: Glucose, Ins, C-Pep | ||||
Tabelle 1:. IVGTT Vorgehensweise Tabelle Abgebildet ist ein Standardverfahren Bericht für eine IVGTT, detailliert alle relevanten Informationen während des Verfahrens erfasst. Uhrzeiten für Probe ansaugt, im Anschluss an die DextroseInfusion sollte aus dem Ende der Infusion berechnet. Die tatsächlichen Zeiten sollten für jede Auslosung aufgenommen werden. Bitte klicken Sie hier um diese Tabelle als Microsoft Word - Dokument zum Download bereit .
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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 dysmetabolischen Tier mit Normoglykämie oder einem hyperglykämischen insulinresistenten diabetischen Tier zu charakterisieren.
Es ist wichtig, dass Blutproben, vor allem aus den frühen Zeitpunkten nach der Infusion von Dextrose, gezogen und in eine rechtzeitige und konsistente Art und Weise verarbeitet. Dies reduziert die Variabilität innerhalb und zwischen den Fächern und in der zeitlichen Reihenfolge der Daten auf Fehler Möglichkeiten verringern. Der Zeitpunkt des T3 ist von entscheidender Bedeutung, da der Ausflug of Plasmaglukose von der Basislinie bis drei Minuten nach der Infusion der Dextrose ist einer der Endpunkte, die verwendet wird, um den metabolischen Zustand der Tiere zu charakterisieren. Es gibt einen Rückgang der Glukose-Clearance innerhalb der ersten 7 - 10 min nach der Dextrose-Infusion, die nicht erkannt werden, wenn diejenigen, Blutentnahmen nicht rechtzeitig genommen. Es ist die Fläche unter diesem Teil sowohl der Glukose und Insulinkurven, die als Endpunkt verwendet wird, um die Bedeutung dieser frühen Zeitpunkten zu betonen. Wenn eine Blutentnahme nach dem T3 spät getroffen wird, kann das Verfahren fortgesetzt, aber die tatsächliche Zeit der Auslosung sollte berichtet, um die wahre Form der Kurve, so viel wie möglich zu erhalten. Es ist besonders wichtig, dass Abweichungen von mehr als einer Minute erfasst und gemeldet werden. Nach den ersten zehn Minuten, neigt Glukose - Clearance mehr schrittweise zu werden und zurückkehren kann nicht auf den Ausgangswert innerhalb von 30 Minuten (Abbildung 1). Das Verfahren kann durch Abtasten alle 10 Minuten nach dem T30 erweitert werden, umerfassen, wie lange es das Tier zu Grundlinie zurücknimmt.
IVGTTs sind durch ihre Fähigkeit begrenzt, um direkt die Insulinempfindlichkeit messen. Es ist in erster Linie nützlich als Verfahren zur Bewertung der Insulinproduktion und Glukose-Clearance. hepatische Insulinextraktion aus dem Portal Blutversorgung beeinträchtigt jedoch Messungen von "Insulinsekretion" aus dem systemischen Blutversorgung. Dies kann jedoch teilweise überwunden werden, indem das C-Peptid zu messen, die in äquimolaren Mengen aus der Bauchspeicheldrüse sezerniert wird, ist jedoch nicht durch die Leber entfernt wird, bevor die allgemeine Blutversorgung eintritt. Daraus ergibt sich eine bessere Sicht auf die Insulinproduktion zu einer besseren β-Zell - Funktion 16 zu bewerten. Auch IVGTTs unterscheiden nicht zwischen insulinabhängiger Mechanismen von Glukose - Clearance und nicht-insulinabhängiger Mechanismen 1, 6. Während der Insulinempfindlichkeit indirekt durch minimal Modellierung von Daten von einem IVGTT beurteilt werden kann, zuverlässigere Maßnahmen können durch th erreicht werdene Einsatz von Verfahren wie der Graded Glucoseinfusion (GGI), welches eine 14 - Dosis-Wirkungs-Kurve β-Zellen bereitstellt, 15.
Allerdings ist die Insulinempfindlichkeit nur noch indirekt mit dem GGI bewertet. Eine Standardinsulindosis kann während der IVGTT an das Tier verabreicht werden Abschätzung der Insulinempfindlichkeit zu verbessern, aber das wird die endogene Insulinproduktion zu beeinträchtigen Beurteilung der β-Zellfunktion maskieren. Die Hyperglycemic und die Hyperinsulinämische Clamp Techniken messen direkt Glukoseregulierung über kontrollierte Insulin-Exposition. Der Nachteil sowohl des GGI und den Clamp - Techniken ist , dass sie teuer sind , durchzuführen und erfordern mehr Personal und Zeit (manchmal so lang wie sechs bis acht Stunden, auf die Gestaltung der Verfahren abhängig) in Anspruch 16. Die IVGTT, andererseits kann unter einer Stunde und bei minimaler Arbeitskraft durchgeführt werden.
Im Allgemeinen wird ein gesundes Tier von Glukose entsorgen sehr schnellely, Rückkehr oft auf ihre Ausgangswerte innerhalb von 30 Minuten, und ihre Insulin-Kurve zwei deutliche Spitzen für die akuten und späten Insulinreaktion zeigen wird. Wie ein Tier wird mehr dysmetabolische, ihre gefastet Glukose und ihre Glukose Ausflug in den ersten drei Minuten nach der Infusion erhöhen. Jedoch können diese Werte weit unter gesunden Tieren variieren und sind informativsten Progressionserkrankung, wenn die historischen Werte von dem gleichen Tier verglichen. Insgesamt kann jedoch die Glucose-Clearance eines dysmetabolischen Tier nicht stark von dem abweichen, wenn sie gesund waren. Die ersten Anzeichen einer Progression der Erkrankung werden in der Insulinkurve zu sein am deutlichsten. Während der Insulinspiegel gefastet nur leicht erhöht sein kann, wird das Insulin AUC erhöhen typischerweise dramatisch in dysmetabolische Tiere, für die Entwicklung von Insulinunempfindlichkeit reflektierenden Kompensation. Als β-Zellfunktion abnimmt, obwohl, kann ein Abstumpfen der akuten Phase Insulin-Reaktion zu sehen. Tsein wird in einer verringerten Luft reflektiert werden, die, wenn sie normalisiert auf die Basislinie, 0 in einem diabetischen Affen nähern kann. Dies wird durch einen allgemeinen Rückgang der Insulin - Produktion und einer dramatischen Abnahme der Glukose - Clearance 8, 9, 10, 11 gefolgt.
Die metabolischen Status eines Tieres kann schwierig sein, mit einem einzigen IVGTT zu bestimmen. Dies kann der Fall sein, wenn ein Tier wie entweder früh oder dysmetabolischen prädiabetischen zu unterscheiden versuchen. Wenn zunehmend dysmetabolische werden, die Insulinproduktion steigt euglycemia zu halten. Während nüchternen Glukosewerte leicht erhöht werden könnte, gestörter Glukosespeicherung wird nicht sehr offensichtlich , bis β-Zell - Funktion beginnt beeinträchtigt wurde und die Insulinproduktion 18 sinken, 20. Für einen Zeitraum von Zeit, bevor ein manifester Diabetes hat eingesetzt, Insulinwerte ähneln die Kurve eines frühen dysmetabolische Tier kann, bei denen die erste Phase-Reaktion beeinträchtigt wurde, aber einige Insulin ist still oberhalb gefastet, die Ausgangswerte erzeugt. Aus diesem Grund kann die AUC der Insulinkurve eines frühen dysmetabolischen und prediabetic Tier sehr ähnlich sein. In dieser Situation ein erhöhter Glucosekurve, die von beiden insulinabhängigen und nicht-insulinabhängiger Mechanismen beeinflusst wird, nicht ausreicht, um das Tier entweder früh oder dysmetabolischen prädiabetischen zu unterscheiden. Diese Unterscheidung kann durch die Durchführung einer hyperinsulinemic / euglycemic Klemme gemacht werden, die direkt die Insulinempfindlichkeit 19 demonstrieren. Alternativ kann diese Unterscheidung bei Ausführung einer anderen IVGTT auf das Tier nach einigen Monaten durchgeführt werden. Im letzteren Fall, wenn die AUC der Insulinkurve zunimmt, kann das Tier in Betracht gezogen werden früh dysmetabolischen zum Zeitpunkt des ersten Verfahrens zu haben. Wenn der AUC verringert, jedoch kann die dysmetabolischen Status des Tieres berücksichtigt worden ADVANCED / prediabetic zum Zeitpunkt der ersten Charakterisierung. Ein prediabetic Zustand kann auch mit interessa werdenied Gewichtsverlust und Flüssigkeitsaufnahme während der Zeit dazwischen die beiden IVGTT Verfahren erhöht. Diese Umstände verdeutlichen, warum die IVGTT ein besonders nützliches Werkzeug ist, wenn angesichts einer Geschichte solcher Verfahren in Erwägung gezogen werden, im Gegensatz zu als Momentaufnahme eines Tiergesundheit verwendet wird.
Die Verwendung von Stuhlzurückhaltung mit bewussten Tieren hat sich gezeigt, Prüfung 25 eine signifikante Erhöhung der Blutzuckerwerte während der Glukosetoleranz zu erzeugen. Aus diesem Grund werden die Tiere für dieses Verfahren sediert. Allerdings muss bei der Wahl des Anästhetikums ausgeübt werden. Es wurde berichtet, dass die Verwendung ofα2-Adrenozeptor - Agonisten wie Xylazin und Dexmedetomidin zur Sedierung kann signifikant den Blutzuckerspiegel in nicht - menschlichen Primaten 17, 21 dar . Das Verfahren hier verwendet nur zur Sedierung Ketamin berichtet erhöhen, die nicht den Blutzuckerspiegel verursacht steigen 22. Gelegentlich kann ein Tier ausstellensolche Steifigkeit und Anspannen, dass der Techniker einen Beruhigungs fühlen kann, ist notwendig. In solchen Fällen haben Diazepam und Telazol gezeigt worden , eine viel weniger tiefe Wirkung auf die Insulin - Produktion und Glucose - Stoffwechsel haben dann 21 α2-Adrenozeptor - Agonisten. Daher ist es wichtig, das Anästhetikum Regime in Stoffwechseltests, wie beispielsweise die IVGTT zu betrachten. Zusammenfassend ist die IVGTT eine einfache metabolische Funktionstest, die routinemäßig in der nichtmenschlichen Primaten durchgeführt wird, aber es kann innerhalb einer Kolonie in verschiedene metabolische Zustände wertvolle Informationen zu kategorisieren Tiere zur Verfügung stellen, damit ihre Tierpflege und Gesundheitsmanagement zu informieren, sowie deren potenziellen Nutzen in Modellen von Stoffwechselerkrankungen.
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Disclosures
Die Autoren sind mit einem Auftragsforschungsinstitut (Crown Bioscience) aktiv auf dem Gebiet der Stoffwechselerkrankungen assoziiert.
Acknowledgments
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
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Allegra X-15R Centrifuge | plasma: 4 °C at 3,000 rpm for 10 min | ||
| Sorvall ST16R Centrifuge | serum: 22 °C at 3,000 rpm for 10 min | ||
| Thermo Scientific -86 °C Freezer, Forma 88000 Series | Model: 88500A | ||
| Dextrose 50% (D50) | Webster | 07-8008986 | I.V. glucose infusate |
| 3 ml Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | serial blood draws | |
| 5 ml Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | heparinized saline flush | |
| 10 ml Luer Lock Syringe | Midwest Veterinary Suppy | delivery of I.V. D50 | |
| Gauze sponges 2 x 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, 2 ml | VWR | 95057-239 | blood collection tubes |
| Aprotinin, 100 mg | Sigma | A1153-100MG | blood collection tube protease additive |
| 22 G 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 10 yd | 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) 100 mg/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 |
References
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