Förhållandet mellan postprandiala förändringar i hjärtvänsterkammarfunktion, glukos och insulinkoncentrationer, tömning av magsäcken och mättnad hos friska subjects

Förhållande mellan postprandial förändringar i hjärtvänsterkammarfunktion, glukos och insulinkoncentrationer, ventrikeltömning, och mättnad hos friska försökspersoner Bild Sammanfattning
bakgrund
matsmältningen är känt för att förändra hemodynamiken av kroppen betydligt. Syftet med denna studie var att studera postprandial förändringar i slagvolymen (SV), hjärtutgångs (CO) och vänster ventrikulära (LV) längd systoliskt och diastoliskt funktioner mätt med vävnadsdoppler, i förhållande till magtömningshastigheten (GER), mättnad, och glukos och insulinkoncentrationer i friska försökspersoner.
metoder
Tjugotre friska försökspersoner ingick i denna studie. De fasta och efter måltid förändringar vid 30 min och 110 min i CO, var hjärtfrekvensen (HR) och blodtryck mäts. Dessutom vävnadsdoppler systoliskt (S '), tidig (E') och sen (A ') mitral ringformiga diastoliska hastigheter mättes i septal (er) och laterala (L) väggar. Glukos och insulinkoncentrationer, och mättnad mättes före och 15, 30, 45, 60, 90, och 120 min efter början av måltiden. GER beräknades som den procentuella förändringen i antral tvärsnittsarea 15-90 minuter efter intag av måltiden.
Resultat
Denna studie visar att både CO, systoliskt längdkammarhastighet septum (S) och sidovägg (S'l), den tidiga diastoliska längdkammarhastighet sidoväggen (E'l), den sena diastoliska längdkammarhastighet septum (A: s) och sidovägg (A'l) öka betydligt, och var samtidig med ökad mättnadskänsla, antral område, glukos och insulinnivåer. CO, HR och SV vid 30 min var betydligt högre, och det diastoliska blodtrycket var betydligt lägre än den fasta. Den mättnad var korrelerad till HR och diastoliskt blodtryck. Insulinnivån korrelerad till HR.
Slutsatser
Denna studie visar att postprandial CO, HR, SV och LV längd systoliskt och diastoliskt funktioner ökar samtidigt med ökad mättnadskänsla, antral område, och glukos och insulinnivåer. Därför ska patienten inte äta innan, eller under, hjärtundersökning som effekterna av en måltid kan påverka resultaten och deras registreringsprogram tolkning
ClinicalTrials.gov:. NCT01027507
Bakgrund
matsmältning mat är känd för att förändra hemodynamiken av kroppen betydligt. Efter en måltid, blodflödet till de gastrointestinala organ ökar, vilket påverkar den hjärtfrekvens (HR), blodtryck och hjärtminutvolym (CO). De mekanismer som orsakar förändringen i hjärtfunktionen efter en måltid är inte kända. Dessa postprandiala kardiovaskulära förändringar har visat sig likna effekterna av kärlvidgande läkemedel [1, 2].
Vänstra ventrikulära (LV) slagvolym (SV) och CO vanligen bedömas genom ekokardiografi att kvantifiera det totala LV funktion. Men genomgår hjärtat cykliska mekaniska förändringar i flera dimensioner som resulterar i utstötning av blod. Vävnadsdoppler (TDI) kan användas för att kvantifiera olika aspekter av mekaniska hjärtmuskelaktivitet. TDI används för att bedöma både regional och global hjärtkammarfunktion i systole och diastole, genom att mäta vävnads hastighet vid specifika platser i hjärtat. Vävnads hastighet bestäms av den hastighet med vilken specifika delar av myokardium röra sig mot eller bort från givaren. TDI har validerats och kan ha en potentiell roll i kliniska tillämpningar såsom utvärdering av myokardischemi (vid vila och stress ekokardiografi) och förändrad global och regional systoliskt och diastoliskt funktion i kardiomyopatier [3-11].
Systoliska längsgående hastighet (S) av en hjärtmuskelsegment mätt med TDI speglar det systoliska rörelse LV i apikal riktning, vilket är en viktig del av systolisk funktion [12], och är korrelerad med LV ejektionsfraktion [8]. S kan användas för att diagnostisera nedsatt systolisk funktion [8, 12, 13]. Tidigt (E ') och sena (A') mitral ringformiga diastoliska hastigheter är riktade i motsatt riktning av S 'och har använts för att diagnostisera diastoliskt hjärtsvikt [14], eller i början av hypertrofisk kardiomyopati [15]. Dessutom mitral ringformiga hastigheter, mätt med TDI, har visat att förutsäga dödlighet och kardiovaskulära händelser [16, 17].
Effekten av digerering av en måltid på vänsterkammarfunktion har inte tidigare studerats i termer av längdhastigheten uppmätt med TDI. Denna studie har därför utformats för att avgöra om det finns postprandiala förändringar i LV funktion som kan mätas med TDI, och om dessa förändringar kan relateras till förändringar i glukos- och insulinnivåer, antral område eller mättnad hos friska försökspersoner.
Metoder
Tjugotre friska försökspersoner [11 manliga, 12 kvinnliga; [Medelvärde ± SEM] ålder: 26 ± 0,2 y [rad: 18-33 y]; body mass index: 21,8 ± 0,1 kg /m 2 [intervall: 17.0-25.9 kg /m 2] utan symptom eller en historia av gastrointestinala sjukdomar, bukkirurgi eller diabetes mellitus, ingick i denna observationsstudie. Den genomsnittliga midja: höft-kvoten för kvinnorna var 0,74 ± 0,02 och för män 0,87 ± 0,01. Ämnena hade ingen bindvävssjukdom eller cerebrovaskulär eller endokrina sjukdomar, och ingen tog någon medicin, utom fyra kvinnor som tar p-piller. Alla försökspersoner var i sinusrytm. Tre män var snusare, och en var en rökare. Två kvinnor var snusare. Alla försökspersoner rekryterades från befolkningen i södra Sverige.
Ämnena undersöktes mellan 7,30 och 11:00 efter en 8-h snabbt. Rökning och snustagande förbjöds åtta timmar före och under testet. Fasteblodglukoskoncentration av varje ämne kontrollerades på dagen för undersökning för att säkerställa att det var normalt. Om personerna rapporterade gastrointestinala symtom (diarré eller förstoppning) på dagen för studien var en undersökning skjutas upp. Testet måltiden bestod av 300 g rispudding (Goda Gröten risgrynsgröt, Lantmännen AXA, Järna, Sverige). Den totala kalorivärde av måltiden var 330 kcal: 10% från protein (9 g), 58% från kolhydrater (48 g) och 32% från fett (12 g). Måltiden intas inom fem minuter.
Hastighet magtömning (GER) beräknades med hjälp av en ultraljudsmetod som beskrivs i detalj tidigare [18]. Den sonografisk undersökning genomfördes med en 3,5 MHz buken omvandlare (Acuson Sequioa 512, Mountain View, CA), och ett avbildningssystem (Siemens Elegra, Siemens Medical Solutions, Mountain View, CA). Mätningar av den gastriska antrum utfördes av en enda observatör. Bukaorta och den vänstra lob i levern användes som interna landmärken i varje mätning av mag antrum. Försökspersonerna undersöktes i ryggläge, och inte får sitta upp mellan undersökningarna. Mätningar gjordes 15 och 90 minuter efter måltiden hade konsumerats, och GER uttrycktes som den procentuella förändringen i antral tvärsnittsarean mellan dessa två mätningar. Vid varje undersökning, var de längsgående och anteroposterior diametrar mäts tre gånger, och medelvärdena användes för att beräkna den tvärsnittsarea av mag antrum. GER (%) beräknades med användning av följande ekvation: transtorakal ekokardiografi undersökningar utfördes med en Sonos 5500 ultraljudssystemet (Philips, Andover, MA, USA) i vänster sidoläge, efter 15 minuters vila. På dagen för studien var en första undersökning som gjorts för att utesluta någon hjärtsvikt. En enda observatör utfört alla mätningar ekokardiografi tre gånger på separata hjärtcykler, och medelvärdena användes i analyserna. TDI av septal (er) och laterala (l) annulus mitralis erhölls från den apikala fyra-kammar vy, i enlighet med gällande riktlinjer [19]. Peak systolic (S '), tidig (E') och sen (A ') mitral ringformiga diastoliska hastigheter mättes. LV SV mättes och LV CO beräknades enligt gällande riktlinjer [20, 21]. Alla mätningar TDI utfördes under andningsstillestånd efter ett slut-utandning. Blodtrycket och ekokardiogram mättes före måltiden (0 min) och 30, och 110 min efter början av måltiden.
Venösa blodprover togs före och 15, 30, 45, 60, 90, och 120 min efter starten av måltiden för att mäta blodglukos och plasmainsulinnivåer. Blodsockernivån mättes med HemoCue Glucose systemet (HemoCue AB, Ängelholm, Sverige). Precisionen hos HemoCue Glucose systemet var bättre än 0,3 SD från 0 mmol /l till 22,2 mmol /L. Insulinkoncentrationer mättes med användning av en immunanalys med ett alkaliskt fosfatas-konjugat (tillträdesUltraSensitive Insulin, Beckman-Coulter AB, Bromma, Sverige). Känsligheten hos insulinimmun var 0,03 mUnit /L (mU /L) och intra-assay variationskoefficienten var lägre än 10% från 0,03 mU min /L till 300 mU /L. Review, en validerad mättnads ​​scoring skala var användas i enlighet med metoden av Hauber et al., baserat på ett poängsystem från -10 (extrem hunger) till 10 (extremt mättnad) [22]. Mättnads ​​poäng uppskattades före måltiden (0 min) och 15, 30, 45, 60, 90 och 120 minuter efter starten av måltiden.
Alla försökspersoner gav sitt skriftliga informerade samtycke. Studien godkändes av den etiska kommittén vid Lunds universitet, och utföras i enlighet med Helsingforsdeklarationen. Studien är registrerad i den amerikanska National Library of Medicine med registreringsprogram nummer resultat NCT01027507.
Ges som medelvärden och SEM, om inte annat anges. Ytorna under kurvorna (AUC) beräknades för blodglukos och insulinkoncentrationer, mättnad, CO, HR, SV, systoliskt och diastoliskt blodtryck, S, S'l, E: s, E'l, A: s och A'l i varje ämne med hjälp av GraphPad Prism mjukvara (version 4, GraphPad, San Diego, CA). Alla andra statistiska beräkningar utfördes i SPSS för Windows version 14.0, 2005 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Förändringarna i nivåer av blodglukos, plasma insulin och mättnad beräknades som skillnaden mellan nivåerna före måltiden (fastevärde) och 30 och 120 minuter efter starten av måltiden. De förändringar i HR, SV, CO, systoliskt och diastoliskt blodtryck, S, S'l, E: s, E'l, A: s och A'l beräknades som skillnaden mellan nivåerna före måltiden (fastevärde) och 30 och 110 min efter början av måltiden. För att avgöra om måltiden påverkade en viss parameter, var baslinjevärdet jämfört med 30 min och 120 min postprandial värde med hjälp av Wilcoxon t-test. De postprandiala värdena vid 30 min och 120 min jämfördes också med användning av Wilcoxon t-test. Eventuella samband mellan CO, HR, SV, systoliskt blodtryck, diastoliskt blodtryck, S, S'l, E: s, E'l, A: s, A'l, blodglukosnivån, plasmainsulinnivå, GER, och mättnad analyserades med Pearsons korrelation. Värden för P Hotel < 0,05 ansågs signifikant.
Resultat
postprandial glukos och insulinsvar
glukosnivån vid 30 minuter var signifikant högre än baslinjevärdet (P
= 0,003), och värdet vid 120 min (P
= 0,000) (Figur 1). Insulinnivåer vid både 30 min och 120 min var betydligt högre än utgångsvärdet (P
= 0,000). Insulinnivån vid 30 minuter var signifikant högre än vid 120 min (P
= 0,000) (Figur 1). Figur 1 Medelvärdet (± SEM) av blodglukos (vänster) och seruminsulin (höger) koncentrationer i 23 friska försökspersoner efter intag av en måltid bestående av risgrynsgröt. "A" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen jämfört med fasta, i enlighet med den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). "B" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen vid 30 min jämfört med 120 min, enligt Wilcoxon t-test (P
< 0,000).
Magtömningshastigheten
Medelvärdet för den antral tvärsnittsytan var signifikant större 15 min efter slutet av måltiden än 90 min efter måltid (667 ± 48 mm 2 vs. 384 ± 41 mm 2, P = 0,000). Medelvärdet av GER efter måltiden uppskattades vara 43 ± 4%.
Satiety
mättnad 30 minuter efter måltiden var betydligt högre än utgångsvärdet (P
= 0,000). Den mättnad 120 minuter efter måltiden var betydligt lägre än vid 30 min (P
= 0,000) (Figur 2). Figur 2 Medelvärdet (± SEM) mättnad poäng i 23 friska försökspersoner efter intag av en måltid bestående av risgrynsgröt. "A" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen jämfört med fasta, i enlighet med den Wilcoxon t-test (P
< 0,000). "B" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen vid 30 min jämfört med 120 min, enligt Wilcoxon t-test (P
< 0,000) Review Kardiovaskulära parametrar
S'l på. 30 min var betydligt högre än utgångsvärdet (P
= 0,016). Den E'l vid 30 min var betydligt högre än vid baslinjen (P
= 0,038), och vid 110 min (P
= 0,003). A: s på 30 min var betydligt högre än vid baslinjen (P
= 0,001), och vid 110 min (P
= 0,006). Den A'l vid baslinjen var signifikant lägre än vid 30 min (P
= 0,000), och vid 110 min (P
= 0,005). Den A'l vid 30 min var betydligt högre än vid 110 min (P
= 0,041) (Figur 3). CO på 30 min var betydligt högre än den fasta och vid 110 min (både P
= 0,000). HR vid 30 min var betydligt högre än fasta och vid 110 min (P
= 0,009 och P
= 0,002, respektive). Den SV vid 30 min var betydligt högre än fasta och vid 110 min (både P
= 0,000). Den SV vid 30 min var signifikant högre än vid 110 min (P
= 0,003) (Figur 4). Det systoliska blodtrycket vid fasta, vid 30 min och vid 110 min inte var signifikant olika. Det diastoliska blodtrycket vid 30 min var betydligt lägre än den fasta och vid 110 min (P
= 0,000, P
= 0,026, respektive). Det diastoliska blodtrycket vid 30 min var signifikant lägre än vid 110 min (P
= 0,001) (Figur 5). Figur 3 Medelvärden (± SEM) av S, S'l, E: s, E'l, A: s och A'l på 23 friska försökspersoner efter intag av en måltid bestående av risgrynsgröt. "A" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen jämfört med fasta, i enlighet med den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). "B" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen vid 30 min jämfört med 120 min, enligt Wilcoxon t-test (P
< 0,05) Review Figur 4 Medelvärden (± SEM) av hjärt. utgång, hjärtfrekvens och slagvolym på 23 friska försökspersoner efter intag av en måltid bestående av risgrynsgröt. "A" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen jämfört med fasta, i enlighet med den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). "B" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen vid 30 min jämfört med 120 min, enligt Wilcoxon t-test (P
< 0,05) Review Figur 5 Medelvärden (± SEM) av systoliskt. och diastoliskt blodtryck hos 23 friska försökspersoner efter intag av en måltid bestående av risgrynsgröt. "A" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen jämfört med fasta, i enlighet med den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). "B" betecknar en signifikant annorlunda värde i den postprandiala fasen vid 30 min jämfört med 120 min, enligt Wilcoxon t-test (P
< 0,05).
Korrelationer
Vid 30 min fanns det en signifikant korrelation mellan E'l och glukosnivån (P =
0,036, r = -0,44) och antrumområdet vid 15 min (P
= 0,000, r = -0,67). Vid 30 min fanns också en signifikant korrelation mellan E: s och mättnad (P
= 0,028, r = -0,45). En signifikant korrelation mellan E'l vid 110 min och antral området vid 90 min (P
= 0,020, r = -0,48), och mellan E-talet på 110 min och GER (P
= 0,042, r = -0,43). Det fanns en signifikant korrelation mellan förändringen av A: s på 30 minuter och förändringen i mättnad (P
= 0,008, r = -0,54). Det fanns också en signifikant korrelation mellan förändringen av A: s på 110 minuter och förändringen i insulinnivå (P
= 0,029, r = -0,47). En signifikant korrelation mellan förändringen i E: s på 110 minuter och GER (P
= 0,006, r = -0,55). Det var signifikant korrelation mellan glukos AUC vid 30 min och AUC för E'l vid 30 min (P
= 0,029, r = -0,46). En signifikant korrelation konstaterades också mellan mättnads ​​AUC vid 120 min och AUC för S'l på 110 min (P
= 0,049, r = 0,41). Det var signifikant korrelation mellan mättnads ​​AUC vid 30 min och AUC för HR på 30 min och AUC för diastoliskt blodtryck vid 30 min (P
= 0,028, r = -0,46; P
= 0,021, r = -0,48, respektive). En signifikant korrelation mellan insulin AUC på 120 minuter och HR på 110 min (P
= 0,023, r = -0,48) Diskussion
Syftet med denna studie.
Var att mäta postprandial förändringar i LV längd, systoliskt och diastoliskt funktioner med hjälp av TDI, och att undersöka eventuella samband till GER, mättnad, och glukos och insulinkoncentrationer i friska försökspersoner. Vår hypotes var att ett intag av mat skulle förändras LV funktion, och att denna förändring skulle vara relaterad till postprandiala förändringar i glukos- och insulinnivåer, den antral delen av magen eller mättnad. I denna studie, postprandiala värden för S, S'l, E'l, A: s och A'l, ökade kraftigt och tillsammans med ökningar i glukos- och insulinnivåer, antral område och mättnad. LV kontraktioner resulterar i förkortning av både korta och långa axlarna i vänster kammare. Den längsgående rörelsen hos den vänstra kammaren har visat sig vara korrelerad med LVEF [12]. Eftersom mekanisk hjärtmuskelaktivitet och regionala funktioner resulterar i utstötning av blod, är det inte förvånande att den längsgående systolisk funktion, mätt som vävnadshastigheten ökar också postprandialt. Tidigare studier har visat att intag av en måltid ökar CO, HR, och SV [23-25] och minskar diastoliskt blodtryck [26]. Detta är i överensstämmelse med resultaten i denna undersökning som visade att postprandial CO, HR och SV ökat. Diastoliskt blodtryck minskade och ingen förändring observerades för systoliskt blodtryck. Den mättnad var korrelerad till HR och diastoliskt blodtryck. Insulinnivån var också korrelerad till postprandiala förändringar i HR.
Autonoma innervationen av hjärta och magen är uppdelad i de parasympatiska och sympatiska system. Sympatisk stimulering ökar hjärtfrekvensen (positiv chronotropy), inotropi och ledningshastighet (positiv dromotropy), medan parasympatisk stimulering av hjärtat har motsatt effekt. Förändringar i HR variabilitet och blodtryck kan spegla förändringar i balansen mellan det sympatiska och parasympatiska nervsystemet. Postprandiala hemodynamiska förändringar skulle kunna medieras av innervation av hjärtat. Vagusnerven medierar den adaptiva relaxation av den proximala magsäcken, den fundic-antral samordning (genom kontrollerad tillförsel av livsmedel från fundus i antrum), och de peristaltiska sammandragningar av den distala magen efter en måltid [27]. Det endokrina systemet, det autonoma nervsystemet och antral området har visat sig vara viktiga i kontrollen av mättnad och hunger [28-33]. I vår studie, intag av mat har lett till en minskning av diastoliskt blodtryck, utan att påverka det systoliska blodtrycket. Den postprandial mättnad var korrelerad till HR och diastoliskt blodtryck. Tidigare studier har visat att gastrisk distension inflytanden blodtryck, troligen på grund av aktivering av gastrovascular reflexen hos patienter med autonom misslyckande [34-36], och i äldre friska individer [37]. Emellertid var det systoliska blodtrycket påverkas inte hos friska ungdomar [35]. Sälja postprandial förändringar i hjärtaktivitet kan påverkas av förändringar i glukos och hormonella signaler. Det är känt att insulin har hemodynamiska effekter, såsom positiv kronotrop och inotrop effekt på hjärtat [38]. I denna studie postprandiala insulinnivån var korrelerad till HR. Så vitt vi vet förhållandet mellan ökande antral område, magtömningshastigheten, och mättnad på postprandial förändringar i LV funktion mätt med TDI, har inte tidigare undersökts. I denna studie var antral tvärsnittsarea på 15 och 90 minuter inte korrelerad till postprandial förändringar i E'l, medan GER var korrelerad till E-talet. Denna studie visar att postprandiala förändringar i glukosnivåerna är korrelerade till E'l, och att nivån insulin är korrelerad till A: s. Intravenös insulin har tidigare rapporterats att öka CO innan någon signifikant minskning av glukosnivåerna sågs hos friska försökspersoner [39, 40]. Det endokrina systemet, det autonoma nervsystemet och antral området har visat sig vara viktiga i kontrollen av mättnad och hunger [28-33]. Vi fann att mättnadskänsla var korrelerad till E: s, S'l och A: s. Därför verkar det som postprandial glukos och insulinnivåer, och antral uttänjning kan spela en roll i den postprandiala hemodynamiska svaret hos hjärtat. Det är rimligt att föreslå att de observerade förändringarna är delvis relaterad till den ökade hjärtarbete och efterföljande förändringar i belastningsförhållanden. De exakta mekanismerna för dessa relationer förblir dock undermineras och utgör ett område för framtida undersökningar.
En begränsning av denna studie var det faktum att det inte var möjligt att utföra ekokardiografi eller gastric gripa undersökningar samtidigt, eller förblindade till tillståndet av födointag. Emellertid var båda mätningarna utförs av en enda observatör och därmed undvika intra-observatör variabilitet. De ekokardiografi undersökningar lagrades digitalt och analyseras senare i slumpmässig ordning i ett försök att undvika en snedvridning.
Slutsatser
Denna studie visar att både postprandiala LV globala och längdökning funktion samtidigt med ökad mättnadskänsla, antral område, och glukos och insulin nivåer. Patienter bör därför inte äta före eller under hjärtundersökning eftersom effekterna av en måltid kan påverka resultaten och deras tolkning
Förkortningar
A: s.
Sent längdkammarhastighet septum väggen

A'l:
sent längdkammarhastighet sidoväggen
CO:
hjärtminutvolym

E: s
tidigt längdkammarhastighet septum väggen
E'l:
tidigt längdkammarhastighet sidoväggen


GER:
magtömningshastigheten
HR:
hjärtfrekvens
LV:
vänsterkammar
s:
systolisk längdkammarhastighet septum väggen
S'l
systoliskt längd ventrikulära hastigheten på sidoväggen
SV:
slagvolym
TDI:
vävnadsdoppler

vid förklaringar
Tack
stöd av regerings medel för klinisk forskning (ALF) och medel från Region Skåne.
författarnas ursprungliga inlämnade handlingarna Images of Nedan finns länkar till författarna "original lämnat filer för bilder. 12937_2010_349_MOESM1_ESM.pdf Författaroriginalfilen för figur 1 12937_2010_349_MOESM2_ESM.ppt Författaroriginalfilen för figur 2 12937_2010_349_MOESM3_ESM.ppt Författaroriginalfilen för figur 3 12937_2010_349_MOESM4_ESM.ppt Författaroriginalfilen för figur 4 12937_2010_349_MOESM5_ESM.pdf Författaroriginalfilen för figur 5 konkurrerande intressen
författarna förklarar att de inte har några konkurrerande intressen.

• Hämning av gastrisk H, K-ATPas-aktivitet och gastrisk epitelceller IL-8-utsöndring av pyrrolizin derivatet ML 3000
• Prognostic analys av gastric gastrointestinal stromal tumör med synkron magsäckscancer