Forholdet mellom postprandial endringer i hjerte venstre ventrikkel funksjon, glukose og insulin konsentrasjoner, ventrikkeltømming og metthetsfølelse hos friske personer
Abstract
Bakgrunn
fordøyelse av mat er kjent for å endre hemodynamics av kroppen betraktelig. Hensikten med denne studien var å studere postprandial endringer i slagvolum (SV), minuttvolum (CO) og venstre ventrikkel (LV) lengde systolisk og diastolisk funksjoner målt med vevsdoppleravbildning, i forhold til gastrisk tømming rate (GER), metthetsfølelse, og glukose og insulin konsentrasjoner hos friske personer.
Metoder
Twenty-tre friske personer ble inkludert i denne studien. De faste og postprandial endringer på 30 min og 110 min i CO, ble hjertefrekvens (HR) og blodtrykket målt. Videre vevsdoppleravbildning systolisk (S '), tidlige (E') og sen (A ') mitral ringformede diastoliske hastigheter ble målt i den septale (e) og sideveis (l) vegger. Glukose og insulinkonsentrasjonen, og metthetsfølelse ble målt før og 15, 30, 45, 60, 90 og 120 min etter starten av måltidet. Den GER ble beregnet som prosentvis endring i antrum tverrsnittsareal 15-90 minutter etter inntak av måltidet.
Resultater
Denne studien viser at både CO, systolisk lengde ventrikkel hastighet av septum (S) og sidevegg (S'l), tidlig diastolisk langsgående ventrikulær hastighet av sideveggen (E'l), sen ventrikulær diastoliske langsgående hastighet av skilleveggen (A) og sidevegg (A'l) øke betydelig, og ble ledsagende med økt metthetsfølelse, antrum området, glukose og insulin nivåer. CO, HR og SV 30 min var betydelig høyere, og det diastoliske blodtrykket var betydelig lavere, enn faste. Satiety ble korrelert til HR og diastolisk blodtrykk. Insulinnivået ble korrelert til HR
. Konklusjoner
Denne studien viser at postprandial CO, HR, SV og LV lengde systolisk og diastolisk funksjoner øker samtidig med økt metthetsfølelse, antrum området, og glukose og insulin nivåer. Pasienter bør derfor ikke spise før, eller under, evaluering av hjertet som virkningene av et måltid kan påvirke resultater og tolkningen
Trial Påmelding
ClinicalTrials.gov:. NCT01027507
Bakgrunn
fordøyelsen av mat er kjent for å endre hemodynamikk i kroppen betydelig. Etter et måltid, blodstrømmen til de gastrointestinale organer øker, påvirker hjertefrekvens (HR), blodtrykk og hjerteminuttvolum (CO). Mekanismene som forårsaker endring av hjertefunksjon etter et måltid, er ikke kjent. Disse postprandial kardiovaskulære endringer har blitt vist å ligne virkningene av vasodilaterende medikamenter [1, 2].
Venstre ventrikulære (LV) slagvolum (SV) og CO blir vanligvis bedømt ved ekkokardiografi for å kvantifisere den totale LV funksjon. Imidlertid gjennomgår hjerte sykliske mekaniske endringer i flere dimensjoner som resulterer i utstøting av blod. Vevsdoppleravbildning (TDI) kan brukes til å kvantifisere ulike aspekter ved mekanisk myocardial aktivitet. TDI brukes til å vurdere både regional og global ventrikulær funksjon i systole og diastole, ved måling av vev hastighet på bestemte steder i hjertet. Tissue hastighet bestemmes av den hastighet ved hvilken bestemte deler av hjertemuskelen bevege seg mot eller bort fra transduseren. TDI har blitt validert, og kan ha en potensiell rolle i kliniske anvendelser slik som evaluering av myokardial ischemi (i hvile og med spenning ekkokardiografi) og endret global og regional systolisk og diastolisk funksjon i kardiomyopatier [3-11].
Systoliske langsgående hastighet (S ') av et myokardialt segment målt med TDI reflekterer den systoliske bevegelse av LV i den apikale retning, noe som er en viktig komponent i systolisk funksjon [12], og er korrelert med den LV ejeksjonsfraksjon [8]. S 'kan brukes for å diagnostisere nedsatt LV systolisk funksjon [8, 12, 13]. Tidlig (E ') og sen (A') mitral ringformede diastoliske hastigheter er rettet i motsatt retning av S 'og har blitt brukt for å diagnostisere diastolisk hjertesvikt [14], eller tidlig hypertrofisk kardiomyopati [15]. Videre mitral ring hastigheter, målt med TDI, har vist seg å forutsi dødelighet og kardiovaskulære hendelser [16, 17].
Effekten av fordøyelsen av et måltid på venstre ventrikkelfunksjon har ikke tidligere vært studert i form av langsgående hastighet målt med TDI. Denne studien ble derfor designet for å avgjøre om det er postprandial endringer i LV-funksjon som kan måles med TDI, og hvis disse endringene kan knyttes til endringer i glukose og insulin nivåer, antrum område eller metthetsfølelse hos friske personer.
Metoder
Tjuetre friske [11 mannlige, 12 kvinnelige; [Gjennomsnitt ± SEM] alder: 26 ± 0,2 y [Område: 18-33 y]; body mass index: 21,8 ± 0,1 kg /m
2 [Område: 17.0-25.9 kg /m 2] uten symptomer eller tidligere gastrointestinal sykdom, abdominal kirurgi eller diabetes mellitus, ble inkludert i denne observasjonsstudie. Gjennomsnittlig midje: hip ratio for kvinner var 0,74 ± 0,02 og for mennene 0,87 ± 0,01. Fagene hadde ingen bindevevssykdom eller cerebrovaskulær eller endokrin sykdom, og ingen ble du tar noen medisiner, bortsett fra fire kvinner som tok p-piller. Alle fag var i sinusrytme. Tre menn var snusbrukere, og en var en røyker. To kvinner var snusbrukere. Alle forsøkspersonene ble rekruttert fra befolkningen i Sør-Sverige.
Fagene ble undersøkt mellom 7,30 og 11:00 etter en 8-timers rask. Røyking og snus ble forbudt 8 timer før og under testen. Fastende blodglukosekonsentrasjon på hvert individ ble kontrollert på dagen for undersøkelsen for å sikre at det var vanlig. Hvis fagene rapporterte gastrointestinale symptomer (diaré eller forstoppelse) på dagen av studien, ble eksamen utsatt. Testen måltid besto av 300 g ris pudding (Goda Groten Risgrynsgröt, Lantmännen AXA, Järna, Sverige). Det totale kaloriverdi av måltidet var 330 kcal: 10% fra protein (9 g), 58% fra karbohydrater (48 g) og 32% fra fett (12 g). Måltidet ble inntatt i løpet av 5 min.
Magetømmingshastighet (GER) ble beregnet ved hjelp av en ultralyd metoden beskrevet i detalj tidligere [18]. Den sonografiske undersøkelse ble utført med en 3,5 MHz abdominal svinger (Acuson Sequioa 512, Mountain View, CA), og en bildesystem (Siemens Elegra, Siemens Medical Solutions, Mountain View, California). Målinger av gastrisk antrum ble utført av en enkelt observatør. Abdominal aorta og venstre leverlapp ble brukt som interne landemerker i hver måling av mage antrum. Fagene ble undersøkt i liggende stilling, og ikke lov til å sitte opp mellom eksamen. Målinger ble foretatt 15 og 90 minutter etter måltidet var blitt konsumert, og den GER ble uttrykt som den prosentvise endring i antral tverrsnittsarealet mellom disse to målinger. Ved hver undersøkelse ble de langsgående og anteroposterior diametere målt tre ganger, og de midlere verdier ble anvendt for å beregne tverrsnittsarealet av gastrisk antrum. Den GER (%) ble beregnet ved hjelp av følgende ligning: transtorakal ekkokardiografi undersøkelser ble utført med en Sonos 5500 ultralydsystem (Philips, Andover, MA, USA) i venstre sideleie, etter 15 minutters hvile. På dagen av studien, ble en innledende undersøkelse utført for å utelukke eventuelle hjerteproblemer. En enkelt observatør utført alle ekkokardiografi målinger tre ganger på separate hjertesykluser, og middelverdiene ble benyttet i analysene. TDI av septal (e) og lateral (l) mitralannulus ble hentet fra den apikale fire-kammer utsikt, i samsvar med gjeldende retningslinjer [19]. Peak systolisk (S), tidlig (E ') og sen (A') mitral ring diastolisk hastigheter ble målt. LV SV ble målt, og LV CO ble beregnet i henhold til gjeldende retningslinjer [20, 21]. Alle TDI-målinger ble utført under respirasjonsstans etter en ende-utløp. Blodtrykket og ekkokardiografi ble målt før måltidet (0 min) og 30, og 110 minutter etter starten av måltidet.
Venøse blodprøver ble tatt før og 15, 30, 45, 60, 90 og 120 min etter starten av måltidet for å måle blodglukose og plasmainsulinnivåer. Blodglukosekonsentrasjonen ble målt med HemoCue Glucose systemet (HemoCue AB, Ängelholm, Sverige). Presisjonen av HemoCue Glucose system var bedre enn 0,3 SD fra 0 mmol /L til 22,2 mmol /l. Insulinkonsentrasjoner ble målt ved anvendelse av en immunoanalyse med en alkalisk fosfatase konjugat (Access Ultra Insulin, Beckman-Coulter AB, Bromma, Sverige). Følsomheten av insulin immunoanalyse var 0,03 mUnit /L (mU /L), og den intra-assay variasjonskoeffisient var under 10% fra 0,03 mU min /L til 300 mU /L., En validert metthet poengskala ble anvendt i henhold til fremgangsmåten ifølge Hauber et al., basert på et scoringssystem fra -10 (ekstrem sult) til 10 (ekstrem metthet) [22]. Satiety skår ble anslått før måltidet (0 min) og 15, 30, 45, 60, 90 og 120 minutter etter starten av måltidet.
Alle fag ga sin skriftlig informert samtykke. Studien ble godkjent av etikkomiteen av Universitetet i Lund, og utført i henhold til Helsinki-deklarasjonen. Rettssaken er registrert i det amerikanske National Library of Medicine med rettssaken registreringsnummer NCT01027507.
Resultatene er gitt som middelverdier og SEM mindre annet er oppgitt. Arealene under kurven (AUC) ble beregnet for blodsukker og insulin konsentrasjoner, metthetsfølelse, CO, HR, SV, systolisk og diastolisk blodtrykk, S-er, S'l, E menn, E'l, A, og A'l i hvert fag ved hjelp GraphPad Prism programvare (versjon 4, GraphPad, San Diego, California). Alle andre statistiske beregninger ble utført i SPSS for Windows versjon 14.0 2005 (SPSS Inc., Chicago IL, USA). Endringer i nivåene av blodglukose, plasmainsulin og metthet ble beregnet som forskjellen mellom nivåene før måltidet (fastende verdi) og 30 og 120 min etter starten av måltidet. Endringene i HR, SV, CO, systolisk og diastolisk blodtrykk, S-er, S'l, E menn, E'l, A, og A'l ble beregnet som differansen mellom nivåene før måltidet (fastende verdi) og 30 og 110 minutter etter starten av måltidet. For å avgjøre om måltidet påvirket en gitt parameter, ble grunnverdi sammenlignet med 30 min og 120 min postprandial verdi ved hjelp av Wilcoxon t-test. Postprandial verdier ved 30 min og 120 min ble også sammenlignet under anvendelse av Wilcoxon t-test. Mulige sammenhenger mellom CO, HR, SV, systolisk blodtrykk, diastolisk blodtrykk, S ', S'l, E-tallet, E'l, A, A'l, blodsukkernivå, plasma insulin nivå, GER, og metthetsfølelse ble analysert med Pearsons korrelasjon. Verdier for P
< 0,05 ble ansett som signifikant.
Resultater
postprandial glukose og insulin svar
glukosenivået ved 30 min var betydelig høyere enn referanseverdien (P
= 0,003), og verdien på 120 min (P
= 0,000) (figur 1). Insulin nivåer, både på 30 min og 120 min var betydelig høyere enn referanseverdien (P
= 0,000). Den insulin-nivå på 30 min var betydelig høyere enn ved 120 min (P
= 0,000) (figur 1). Figur 1 Gjennomsnittlig (± SEM) blodsukker (til venstre) og serum insulin (høyre) konsentrasjoner i 23 friske forsøkspersoner etter inntak av et måltid bestående av ris pudding. 'A' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase i forhold til faste, i henhold til den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). 'B' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase ved 30 minutter sammenlignet med 120 minutter, i henhold til Wilcoxon t-test (P
< 0,000) Gastrisk tømming hastighet
middelverdien av
. den antral tverrsnittsarealet var betydelig større 15 min etter slutten av måltidet enn 90 minutter etter måltidet (667 ± 48 mm 2 vs. 384 ± 41 mm 2, p = 0,000). Middelverdien av GER etter måltidet ble anslått til å være 43 ± 4%.
Satiety
satiety 30 minutter etter måltidet var betydelig høyere enn referanseverdien (P
= 0,000). Satiety 120 min etter måltidet var vesentlig lavere enn på 30 min (P
= 0,000) (figur 2). Figur 2 Gjennomsnittlig (± SEM) satiety score i 23 friske forsøkspersoner etter inntak av et måltid bestående av ris pudding. 'A' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase i forhold til faste, i henhold til den Wilcoxon t-test (P
< 0,000). 'B' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase ved 30 minutter sammenlignet med 120 minutter, i henhold til Wilcoxon t-test (P
< 0,000)
Kardiovaskulære parametere
S'l ved. 30 min var betydelig høyere enn referanseverdien (P
= 0,016). Den E'l ved 30 minutter var signifikant høyere enn i utgangspunktet (P
= 0,038), og ved 110 min (P
= 0,003). A er på 30 min var betydelig høyere enn i utgangspunktet (P
= 0,001), og 110 min (P
= 0,006). Den A'l ved baseline var vesentlig lavere enn på 30 min (P
= 0,000), og 110 min (P
= 0,005). Den A'l ved 30 minutter var signifikant høyere enn i 110 min (P
= 0,041) (figur 3). Den CO ved 30 min var betydelig høyere enn den faste og 110 min (både P
= 0,000). HR på 30 min var betydelig høyere enn faste og i 110 min (P
= 0,009 og P = 0,002
, henholdsvis). SV i 30 min var betydelig høyere enn faste og i 110 min (både P
= 0,000). SV i 30 min var signifikant høyere enn i 110 min (P
= 0,003) (figur 4). Det systoliske blodtrykket ved fasting, ved 30 minutter og ved 110 min var ikke signifikant forskjellig. Det diastoliske blodtrykket på 30 min var betydelig lavere enn den faste og i 110 min (P
= 0,000, P
= 0,026, respektivt). Det diastoliske blodtrykket på 30 min var betydelig lavere enn ved 110 min (P
= 0,001) (figur 5). Figur 3 Gjennomsnittsverdier (± SEM) fra S ', S'l, E menn, E'l, A, og A'l i 23 friske forsøkspersoner etter inntak av et måltid bestående av ris pudding. 'A' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase i forhold til faste, i henhold til den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). 'B' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase ved 30 minutter sammenlignet med 120 minutter, i henhold til Wilcoxon t-test (P
< 0,05)
Figur 4 gjennomsnittsverdier (± SEM) i hjerte. utgang, hjertefrekvens og slagvolum på 23 friske forsøkspersoner etter inntak av et måltid bestående av ris pudding. 'A' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase i forhold til faste, i henhold til den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). 'B' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase ved 30 minutter sammenlignet med 120 minutter, i henhold til Wilcoxon t-test (P
< 0,05)
Figur 5 gjennomsnittsverdier (± SEM) på systolisk. og diastolisk blodtrykk hos 23 friske forsøkspersoner etter inntak av et måltid bestående av ris pudding. 'A' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase i forhold til faste, i henhold til den Wilcoxon t-test (P
< 0,05). 'B' betegner en signifikant forskjellig verdi i postprandial fase ved 30 minutter sammenlignet med 120 minutter, i henhold til Wilcoxon t-test (P
< 0,05).
Korrelasjoner
Ved 30 minutter var det en signifikant korrelasjon mellom E'l og glukosenivå (P =
0,036, r = -0,44) og antrum område på 15 min (P
= 0.000, r = -0,67). På 30 min var det også en signifikant sammenheng mellom E og metthetsfølelse (P
= 0,028, r = -0,45). En signifikant korrelasjon ble funnet mellom E'l på 110 min og antrum område på 90 min (P
= 0,020, r = -0,48), og mellom E er på 110 min og GER (P
= 0,042, r = -0,43). Det var en signifikant sammenheng mellom endringen i A er på 30 min og endringen i satiety (P
= 0,008, r = -0,54). Det var også en signifikant sammenheng mellom endringen i A i 110 min og endring i insulinnivået (P
= 0,029, r = -0,47). En signifikant korrelasjon ble funnet mellom endringen i E s ved 110 min og GER (P
= 0,006, r = -0,55). Det var signifikant korrelasjon mellom glukose AUC på 30 min og AUC for E'l på 30 min (P
= 0,029, r = -0,46). En signifikant korrelasjon ble også funnet mellom satiety AUC på 120 min og AUC for S'l på 110 min (P
= 0,049, r = 0,41). Det var signifikant korrelasjon mellom satiety AUC på 30 min og AUC for HR i 30 min og AUC for det diastoliske blodtrykket ved 30 min (P
= 0,028, r = -0,46; P
= 0,021, r = -0,48, henholdsvis). En signifikant korrelasjon ble funnet mellom insulin AUC på 120 min og HR 110 min (P
= 0,023, r = -0,48).
Diskusjon
Hensikten med denne studien var å måle postprandial endringer LV langsgående, systolisk og diastolisk funksjon, ved hjelp av TDI, og for å undersøke mulige sammenhenger til GER, metthetsfølelse, og glukose og insulin konsentrasjoner hos friske personer. Vår hypotese var at et inntak av mat ville endre LV funksjon, og at denne endringen vil være relatert til forandringer i postprandial glukose og insulin nivåer, antral-området av maven eller metthetsfølelse. I denne studien postprandial verdier av S-er, S'l, E'l, A, og A'l, økt betydelig, og samtidig med økning i glukose og insulin nivåer, antrum område og metthetsfølelse. LV sammentrekninger resultere i forkorting av både de korte og lange akser venstre ventrikkel. Den langsgående bevegelse av venstre ventrikkel har vist seg å være korrelert med den VVEF [12]. Siden mekanisk myokardialt aktivitet og regionale funksjoner resulterer i utstøting av blod, er det ikke overraskende at den langsgående systolisk aktivitet, målt som vev hastighet, øker også postprandially. Tidligere studier har vist at inntak av et måltid øker CO, HR, og SV [23-25] og reduserer diastolisk blodtrykk [26]. Dette er i samsvar med resultatene i vår undersøkelse som viste at postprandial CO, HR og SV økt. Diastolisk blodtrykk ble redusert og ingen endring ble observert for systolisk blodtrykk. Satiety ble korrelert til HR og diastolisk blodtrykk. Insulinnivået ble også korrelert til postprandial endringer i HR.
Autonom innervasjon av hjertet og magen er delt inn i de parasympatiske og sympatiske systemer. Sympatisk stimulering øker hjertefrekvensen (positiv chronotropy), inotropi og ledningshastighet (positiv dromotropy), mens parasympatiske stimulering av hjertet har motsatt effekt. Endringer i HR variabilitet og blodtrykk kan reflektere endringer i balansen mellom det sympatiske og parasympatiske nervesystemet. Postprandial hemodynamiske endringer kan bli mediert av innervasjon av hjertet. Vagusnerven medierer den adaptive relaksasjon av den proksimale magesekken, den fundus-antral koordinering (ved kontrollert levering av mat fra fundus til antrum), og Peristaltiske kontraksjoner av den distale magen etter et måltid [27]. Det endokrine system, det autonome nervesystemet og antral-området har vist seg å være viktig ved kontroll av metthet og sult [28-33]. I vår studie, inntak av mat førte til en reduksjon i diastolisk blodtrykk uten å påvirke det systoliske blodtrykket. Postprandial satiety ble korrelert til HR og diastolisk blodtrykk. Tidligere studier har vist at gastrisk distensjon påvirker blodtrykket, sannsynligvis på grunn av aktivering av gastrovascular refleks hos pasienter med autonom svikt [34-36], og i eldre friske individer [37]. Men det systoliske blodtrykket ble ikke påvirket hos friske unge [35].
Postprandial endringer i hjerteaktivitet kan bli påvirket av endringer i glukose og hormonelle signaler. Det er kjent at insulin har hemodynamiske effekter, for eksempel positiv kronotrop og inotrop effekt på hjertet [38]. I denne studien var postprandial insulin nivået ble korrelert til HR. Så langt vi kjenner til, forholdet mellom økt antrum området, magetømmingshastigheten, og metthetsfølelse på postprandial endringer i LV-funksjon målt med TDI, har ikke tidligere blitt undersøkt. I denne studien ble den antral tverrsnittsareal ved 15 og 90 min ikke korrelert til postprandial endringer i E'l, mens den GER ble korrelert til E 's. Denne studien viser at postprandial endringer i blodsukkeret er korrelert til E'l, og at insulinnivået er korrelert til A-tallet. Intravenøs administrasjon av insulin har tidligere vært rapportert å øke CO før noen betydelig reduksjon i glukosenivåer ble observert hos friske individer [39, 40]. Det endokrine system, det autonome nervesystemet og antral-området har vist seg å være viktig ved kontroll av metthet og sult [28-33]. Vi fant ut at satiety ble korrelert til E-tallet, S'l og A-tallet. Derfor synes det som postprandial glukose og insulin nivåer, og antral oppblåsthet, kan spille en rolle i postprandial hemodynamiske responsen av hjertet. Det er rimelig å foreslå at de observerte endringene er dels knyttet til økt hjertefrekvens arbeid og påfølgende endringer i belastningsforhold. De nøyaktige mekanismene for disse forholdene forblir imidlertid undergravd og representerer et område for fremtidige undersøkelser., En begrensning med denne studien var at det ikke var mulig å utføre ekkokardiografi eller mage Tømming eksamener på samme tid, eller blindet til staten av matinntak. Imidlertid ble begge målinger utføres av en enkelt observatør for derved å unngå intra observatør variabilitet. De ekkokardiografi undersøkelser ble lagret digitalt og analysert senere i tilfeldig rekkefølge i et forsøk på å unngå skjevhet.
Konklusjoner
Denne studien viser at både postprandial LV global og lengdefunksjonen øker samtidig med økt metthetsfølelse, antrum området, og glukose og insulin nivåer. Pasienter bør derfor ikke spise før eller under evaluering av hjertet fordi effektene av et måltid kan påvirke resultater og tolkningen
Forkortelser
A:.
Sent lengde ventrikkel hastighet av septum veggen
A'l:
sent lengde ventrikkel hastigheten på sideveggen
CO:
minuttvolum
E-tallet:
tidlig lengde ventrikkel hastighet av septum veggen
E'l:
tidlig lengde ventrikkel hastigheten på sideveggen
<.no> GER:
magetømmingshastigheten
HR:
hjertefrekvens
LV:
venstre ventrikkel
S:
systolisk lengde ventrikkel hastighet av septum veggen
S'l:
systolisk lengde ventrikkel hastigheten på sideveggen
SV:
slagvolum
TDI:
vevsdoppleravbildning
Erklæringer
Takk
støttet av svenske regjeringen midler til klinisk forskning (ALF) og midler fra Region Skåne.
forfatternes opprinnelige innsendte filer for Images Nedenfor er linker til forfatterne 'opprinnelige innsendt filer for bilder. 12937_2010_349_MOESM1_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 1 12937_2010_349_MOESM2_ESM.ppt Forfatteroriginalfilen for figur 2 12937_2010_349_MOESM3_ESM.ppt Forfatteroriginalfilen for figur 3 12937_2010_349_MOESM4_ESM.ppt Forfatteroriginalfilen for figur 4 12937_2010_349_MOESM5_ESM.pdf Forfatteroriginalfilen for figur 5 konkurrerende interesser
forfatterne hevder at de ikke har noen konkurrerende interesser.