Energy cost of glucose storage in human subjects during glucose-insulin infusions.

The effect of graded levels of hyperinsulinemia on energy expenditure, while euglycemia was maintained by glucose infusion, was examined in 22 healthy young male volunteers by using the euglycemic insulin clamp technique in combination with indirect calorimetry. Insulin was infused at five rates to achieve steady-state hyperinsulinemic plateaus of 62 +/- 4, 103 +/- 5, 170 +/- 10, 423 +/- 16, and 1,132 +/- 47 microU/ml. Total body glucose uptake during each of the five insulin clamp studies was 0.41, 0.50, 0.66, 0.74, and 0.77 g/min, respectively. Glucose storage (calculated from the difference between total body glucose uptake minus total glucose oxidation) was 0.25, 0.29, 0.43, 0.49, and 0.52 g/min for each group, respectively, and represented over 60-70% of total glucose uptake. The net increment in energy expenditure after intravenous glucose was 0.08, 0.10, 0.14, 0.17, and 0.23 kcal/min, respectively. Throughout the physiological and supraphysiological range of insulinemia, there was a significant relationship (r = 0.95, P less than 0.001) between the increment in energy expenditure and glucose storage, indicating an energy cost of 0.45 kcal/g glucose stored. However, at each level of hyperinsulinemia, the theoretical value for the energy cost of glucose storage (assuming that all of the glucose is stored in the form of glycogen) could account for only 45-63% of the actual increase in energy expenditure that was measured by indirect calorimetry. These results indicate that factors in addition to glucose storage as glycogen must be responsible for the increase in energy expenditure that accompanies glucose infusion.

Assay for high glucose-mediated islet cell sensitization to apoptosis induced by streptozotocin and cytokines

Pancreatic beta-cell apoptosis is known to participate in the beta-cell destruction process that occurs in diabetes. It has been described that high glucose level induces a hyperfunctional status which could provoke apoptosis. This phenomenon is known as glucotoxicity and has been proposed that it can play a role in type 1 diabetes mellitus pathogenesis. In this study we develop an experimental design to sensitize pancreatic islet cells by high glucose to streptozotocin (STZ) and proinflammatory cytokines [interleukin (IL)-1beta, tumor necrosis factor (TNF)-alpha and interferon (IFN)-gamma]-induced apoptosis. This method is appropriate for subsequent quantification of apoptotic islet cells stained with Tdt-mediated dUTP Nick-End Labeling (TUNEL) and protein expression assays by Western Blotting (WB).

L'arrêt cardio-respiratoire (ACR) au cabinet médical est-il une réalité et y a-t-il nécessité de s'équiper d'un défribillateur semi-automatique (DSA)?

Introduction: Cette étude a pour but de déterminer la fréquence de survenue de l'arrêt cardio-respiratoire (ACR) au cabinet médical qui constitue un élément de décision quant à la justification de la présence d'un défibrillateur semi-automatique (DSA) au cabinet médical. Matériel et Méthode: Analyse rétrospective des fiches d'intervention pré-hospitalière des ambulances et des SMUR (Service Mobile d'Urgence et de Réanimation) du canton de Vaud (650'000 habitants) entre 2003 et 2006 qui relataient un ACR. Les variables suivantes ont été analysées: chronologie de l'intervention, mesures de réanimation cardio-pulmonaire (RCP) appliquées, diagnostic présumé, suivi à 48 heures. Résultats: 17 ACR (9 _, 8 _) ont eu lieu dans les 1655 cabinets médicaux du canton de Vaud en 4 ans sur un total de 1753 ACR extrahospitaliers, soit 1% de ces derniers. Tous ont motivés une intervention simultanée d'une ambulance et d'un SMUR. L'âge moyen était de 70 ans. Le délai entre l'ACR et l'arrivée sur site d'un DSA était en moyenne de plus de 10 minutes (min-max: 4-25 minutes). Dans 13 cas évaluables, une RCP était en cours à l'arrivée des renforts, mais seulement 7 étaient qualifiées d'efficaces. Le rythme initial était une fibrillation ventriculaire (FV) dans 8 cas et ont tous reçu un choc électrique externe (CEE), dont 1 avant l'arrivée des secours administré dans un cabinet équipé d'un DSA. Le diagnostic était disponible pour 9 cas: 6 cardiopathies, 1 embolie pulmonaire massive, 1 choc anaphylactique et 1 tentamen médicamenteux. Le devenir de ces patients a été marqué par 6 décès sur site, 4 décès à l'admission à l'hôpital et 7 vivants à 48 heures. Les données ne permettent pas d'avoir un suivi ni à la sortie de l'hôpital ni ultérieurement. Conclusions: Bien que la survenue d'un ACR soit très rare au cabinet médical, il mérite une anticipation particulière de la part du médecin. En effet, le délai d'arrivée des services d'urgences nécessite la mise en oeuvre immédiate de mesures par le médecin. En outre, comme professionnel de la santé, il se doit d'intégrer la chaîne de survie en procédant à une alarme précoce du 144 et initier des gestes de premier secours («Basic Life Support»). La présence d'un DSA pourrait être envisagée en fonction notamment de l'éloignement de secours professionnels équipés d'un DSA.

Influences of body weight, body composition, and substrate oxidation rate on resting postabsorptive glucose production and gluconeogenesis.

OBJECTIVE: To determine the influence of body weight, fat mass, and fat distribution on resting endogenous glucose production in healthy lean and overweight individuals. DESIGN: measurements were performed in the resting postabsorptive state in individuals receiving an unrestricted diet. SETTING: Institute of Physiology of Lausanne University. MEASUREMENTS: resting post absorptive glucose production, glycogenolysis and gluconeogenesis; resting energy expenditure and net substrate oxidation. RESULTS: Endogenous glucose production was positively correlated with body weight, lean body mass, energy expenditure and carbohydrate oxidation. Gluconeogenesis was positively correlated with net lipid oxidation and energy expenditure, and negatively correlated with net carbohydrate oxidation. No correlation with body fat or fat distribution was observed. CONCLUSIONS: Gluconeogenesis shows a large interindividual variability. Net lipid oxidation and not body fat appears to be a major determinant of gluconeogenesis.

Prédiction de la réponse aux SSRI chez les patients avec épisode majeur de dépression par l'étude du métabolisme cérébral par PET/CT au F-18-FDG

Contexte : Les patients souffrant d'un épisode dépressif sévère sont fréquemment traités par des inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (SSRI). Cependant, seulement 30-50% des patients répondront à ce type de traitement. Actuellement, il n'existe pas de marqueur biologique utilisable pour prédire la réponse à un traitement par SSRI. Un délai dans la mise en place d'une thérapie efficace peut avoir comme conséquences néfastes une augmentation du risque de suicide et une association avec un moins bon pronostic à long terme lors d'épisodes ultérieurs. Objectif : Par l'étude du métabolisme cérébral par tomographie par émission de positons (PET) au F-18-fluorodeoxyglucose (FDG), nous étudierons la présence de corrélations éventuelles entre la réponse clinique, qui généralement survient dans les 4 à 6 semaines après l'instauration du traitement antidépresseur, et une modification du métabolisme cérébral mesuré plus précocement, dans le but d'identifier les futurs répondeurs au traitement par SSRI. Méthodes : Cette étude longitudinale comprendra 20 patients unipolaires avec un épisode dépressif sévère au bénéfice d'un traitement par SSRI. Chacun des patients aura deux examens PET cérébraux au F-18-FDG. Le premier PET aura lieu juste avant le début du traitement aux SSRI et le second dans la 3ème semaine après début du traitement. La réponse clinique sera mesurée à 3 mois, et les répondeurs seront identifiés par une diminution significative des scores lors d'évaluation sur échelles de dépression. La recherche d'altérations métaboliques cérébrales sera faite en évaluant: (1) l'examen de base ou (2) l'examen PET précoce, à la recherche d'altérations spécifiques corrélées à une bonne réponse clinique, afin d'obtenir une valeur pronostique quant à la réponse au traitement. L'analyse de l'imagerie cérébrale utilisera la technique SPM (Statistical Parameter Mapping) impliquant un traitement numérique voxel par voxel des images PET. Résultats escomptés : Cette étude caractérisant les variations du métabolisme cérébral dans la phase précoce d'un traitement par SSRI vise à identifier des marqueurs métaboliques potentiels fournissant une valeur prédictive quant à la future efficacité du traitement SSRI introduit. Plus-value escomptée : L'identification d'un tel marqueur métabolique permettrait d'identifier rapidement les futurs répondeurs aux SSRI, et par conséquent d'éviter de proposer aux non-répondeurs la poursuite d'une médication, pendant plusieurs semaines, qui aurait peu de chance d'être efficace. Ainsi, une identification précoce des répondeurs aux SSRI pourrait permettre d'éviter des délais dans la mise en place d'une thérapie efficace et d'obtenir une amélioration du pronostic à plus long terme, avec une influence favorable sur les coûts de la santé.

Steady-state brain glucose transport kinetics re-evaluated with a four-state conformational model.

Glucose supply from blood to brain occurs through facilitative transporter proteins. A near linear relation between brain and plasma glucose has been experimentally determined and described by a reversible model of enzyme kinetics. A conformational four-state exchange model accounting for trans-acceleration and asymmetry of the carrier was included in a recently developed multi-compartmental model of glucose transport. Based on this model, we demonstrate that brain glucose (G(brain)) as function of plasma glucose (G(plasma)) can be described by a single analytical equation namely comprising three kinetic compartments: blood, endothelial cells and brain. Transport was described by four parameters: apparent half saturation constant K(t), apparent maximum rate constant T(max), glucose consumption rate CMR(glc), and the iso-inhibition constant K(ii) that suggests G(brain) as inhibitor of the isomerisation of the unloaded carrier. Previous published data, where G(brain) was quantified as a function of plasma glucose by either biochemical methods or NMR spectroscopy, were used to determine the aforementioned kinetic parameters. Glucose transport was characterized by K(t) ranging from 1.5 to 3.5 mM, T(max)/CMR(glc) from 4.6 to 5.6, and K(ii) from 51 to 149 mM. It was noteworthy that K(t) was on the order of a few mM, as previously determined from the reversible model. The conformational four-state exchange model of glucose transport into the brain includes both efflux and transport inhibition by G(brain), predicting that G(brain) eventually approaches a maximum concentration. However, since K(ii) largely exceeds G(plasma), iso-inhibition is unlikely to be of substantial importance for plasma glucose below 25 mM. As a consequence, the reversible model can account for most experimental observations under euglycaemia and moderate cases of hypo- and hyperglycaemia.

Decreased levels of uric acid after oral glucose challenge is associated with triacylglycerol levels and degree of insulin resistance

Hyperuricaemia is one of the components of metabolic syndrome. Both oxidative stress and hyperinsulinism are important variables in the genesis of this syndrome and have a close association with uric acid (UA). We evaluated the effect of an oral glucose challenge on UA concentrations. The study included 656 persons aged 18 to 65 years. Glycaemia, insulin, UA and plasma proteins were measured at baseline and 120 min after an oral glucose tolerance test (OGTT). The baseline sample also included measurements of total cholesterol, triacylglycerol (TAG) and HDL-cholesterol. Insulin resistance was calculated with the homeostasis model assessment. UA levels were significantly lower after the OGTT (281.93 (sd 92.19) v. 267.48 (sd 90.40) micromol/l; P < 0.0001). Subjects with a drop in UA concentrations >40.86 micromol/l (>75th percentile) had higher plasma TAG levels (P = 0.0001), baseline insulin (P = 0.02) and greater insulin resistance (P = 0.034). Women with a difference in plasma concentrations of UA above the 75th percentile had higher baseline insulin levels (P = 0.019), concentration of plasma TAG (P = 0.0001) and a greater insulin resistance index (P = 0.029), whereas the only significant difference in men was the level of TAG. Multiple regression analysis showed that the basal TAG levels, insulin at 120 min, glycaemia at 120 min and waist:hip ratio significantly predicted the variance in the UA difference (r2 0.077). Levels of UA were significantly lower after the OGTT and the individuals with the greatest decrease in UA levels are those who have greater insulin resistance and higher TAG levels.