The Effect of Insulin on the Leg and Splanchnic Balance of Glucose and Gluconeogenic Substrates after Cardiac Surgery

Summary

The effect of insulin and glucose infusion on the leg and splanchnic balance of glucose and the gluconeogenic substrates lactate, pyruvate, alanine and glycerol was studied in 13 patients directly after cardiac surgery. Insulin was infused continuously at a rate of 1.0 Unit/kg/hr during 1 hour. Sixteen patients served as a control group and received no insulin and glucose infusion.

A significant increase in arterial lactate concentration in both the control group (from 1.40 ± 0.19 to 1.68 ± 0.24 mmol/1 p < 0.01) and the insulin group (from 1.58 ± 0.27 to 2.07 ± 0.22 mmol/1, p < 0.05) was observed. The arterial pyruvate concentration was significantly increased (from 0.075 ± 0.019 to 0.105 ± 0.021 mmol/1, p < 0.01) and glycerol was significantly decreased (from 0.15 ± 0.03 to 0.12 ± 0.03 mmol/1, p < 0.05) during the insulin and glucose infusion. The alanine concentration was unchanged in both groups. Insulin and glucose infusion was followed by an increased leg uptake of glucose (from 0.15 ± 0.14 to 1.06 ± 0.16 mmol/min/l00ml, p < 0.05), and by a changed splanchnic glucose balance (from -8.2 ± 2.8 to ± 4.0 ± 1.2 mmol/kg/min, p < 0.01). A net leg release and at the same time a net splanchnic uptake of all gluconeogenic substrates was observed. The insulin and glucose infusion did not significantly change either the splanchnic balance or the leg balance of the gluconeogenic substrates.

Zusammenfassung

An 13 Patienten wurde der Einfluß von Insulin- und Glukoseinfusion auf die Zuckerbilanz und die glykoneogenetischen Substrate Laktat, Pyrovat, Alanin und Glukogen im Bein und Splanchnikusgebiet unmittelbar nach einem herzchirurgischen Eingriff untersucht. Hierzu wurden nach einer i. v. Anfangsdosis von 25 IE eines schnell wirkenden Insulins 1 IE Insulin × kg-1 über eine Stunde infundiert. 16 Patienten in der Kontrollgruppe erhielten keine Glukose/Insulin-Infusion. Die arteriellen Blutzuckerkonzentrationen wurden durch Infusionen einer 40 %igen Glukoselösung, die darüber hinaus 100 mmol/1 Kalium und 30 mmol/1 Phosphat und 20 mmol/1 Magnesium enthielt, auf den Ausgangswert titriert.

Die Splanchnikusdurchblutung wurde mit der Cardiogreenmethode in Modifikation der von Bradly und Mitarb. angegebenen Methode gemessen, während die Beindurchblutung mittels Verschlußplethysmographie ermittelt wurde. Alle Blutproben erfolgten aus arteriellem Blut und zu den Zeiten 5 Minuten vor dem Test und 60 Minuten nach der Untersuchung. Ein signifikanter Anstieg der arteriellen Laktatkonzentrationen wurde sowohl in der Kontrollgruppe (1,40 + 0,19 zu 1,68 ± 0,24 mmol/1, p < 0,01) als auch in der Untersuchungsgruppe (1,58 ± 0,27 zu 2,07 ± 0,22 mmol/1, p < 0,05) beobachtet. Während der Glukose/Insulin-Infusion war das arterielle Pyruvat deutlich erhöht (0,075 ± 0,019 zu 0,105 ± 0,021 mmol/1, p < 0,01) und Glycerol deutlich erniedrigt (0,15 ± 0,03 zu 0,12 ± 0,03 mmol/1, p < 0,05). Die Alanin-Konzentration war unverändert in beiden Gruppen.

Die Insulin/Glukose-Infusion führte zu einer erhöhten Glukoseaufnahme im Bein 0,15 ± 0,14 zu 1,06 ± 0,16 mmol/l/min, p < 0,05) und einer Änderung der Glukosebilanz des Splanchnikusgebietes (-8,2 ± 2,8 zu +4,0 ±1,2 mmol/kg/min, p < 0,01). Eine Nettofreisetzung von glukosegenetischen Substanzen war verbunden mit einer Nettoaufnahme im Splanchnikusgebiet. Die Glukose/Insulin-Infusion veränderte nicht die Bilanz der glukoneogenetischen Substanzen im Bein oder Splanchnikusgebiet.

Key words

Cardiac surgery - Glucose metabolism - Splanchinic region - Substrate utilisation insulin