ABSTRACT Background: Insulin resistance is common in septic patients. The level at which the serum glucose should be maintained using insulin infusions for optimal utilization by skeletal muscles is not yet established. Objective: The objective of the present study was to compare glucose transporter 4 (GLUT4) mRNA and GLUT4 expression and glucose utilization at the recommended glucose levels of 6–8 mmol/L (110-140 mg/dL) and 8–10 mmol/L (140–180 mg/dL) in septic rats. Subjects and Methods: This was a prospective randomized study using 44 Sprague-Dawley rats (260–330 g). Rats were anaesthetized with gaseous diethyl ether. Catheters were implanted into the jugular vein and artery. Following a laparotomy, rats in the experimental group (n = 36) were rendered septic by standard caecal ligation and puncture (CLP) and intraperitoneal lipopolysaccharide (LPS) infusion (O111:[B4], 1 mg/kg). Control animals (n = 8) underwent laparotomy, but no caecal ligation or puncture and no LPS injection. Four experimental groups were studied: sham-operated control, sepsis treated with fluid maintenance only, sepsis treated with fluid and insulin infusion controlling blood glucose concentration at 6–8 mmol/L and sepsis treated with fluid and insulin infusion controlling blood glucose concentration at 8–10 mmol/L. Hyperinsulinaemic-euglycaemic clamp experiment was done before fluid maintenance and insulin treatment to calculate average glucose infusion rate. Results: All septic rats were markedly hyperglycaemic compared with sham-operated controls two hours after operation. Glucose infusion rate during hyperinsulinaemic-euglycaemic clamp experiment was slower in septic rats, suggesting that they were insulin resistant. At the 12th and 24th hour, skeletal muscle was taken to observe pathological change and analyse the GLUT4 mRNA and GLUT4 levels. There were more inflammatory cells, less GLUT4 mRNA and GLUT4 expression in the skeletal muscles of septic rats. Insulin increased the expression of GLUT4 mRNA and GLUT4 in the skeletal muscle of septic rats. Among all septic rats, the expression of GLUT4 mRNA and GLUT4 was more in the 8–10 mmol/L group. Conclusion: Blood glucose concentration of 8–10 mmol/L results in more glucose utilization than 6–8 mmol/L in the skeletal muscle of septic rats during insulin therapy.
RESUMEN: Antecedentes: La resistencia a la insulina es común en pacientes sépticos. Todavía no se ha determinado el nivel al que la glucosa sérica debe mantenerse mediante infusiones de insulina para su utilización óptima por los músculos esqueléticos. Objetivo: El objetivo del presente estudio fue comparar el transportador de glucosa 4 (GLUT4) mRNA y la utilización de la glucosa y la expresión de GLUT4 en los niveles recomendados de glucosa de 6–8 mmol/L (110-140 mg/dL) y 8–10 mmol/L (140–180 mg/dL) en ratas sépticas. Sujetos y método: Se trató de un estudio prospectivo aleatorio con 44 ratas Sprague-Dawley (260–330 g). Las ratas fueron anestesiadas con éter dietílico gaseoso. Se les implantaron catéteres en la vena yugular y la arteria. Luego de una laparotomía, las ratas en el grupo experimental (n = 36) fueron reducidas a condición séptica mediante el método estándar de ligadura y punción cecal e infusión intraperitoneal de lipopolisacárido (LPS) (O111: [B4], 1 mg/kg). A los animales de control (n = 8) se les practicó la laparotomía, pero no se les hizo ligadura cecal o punción, ni se les administró inyección de LPS. Se estudiaron cuatro grupos experimentales: control de simulación, sepsis tratada con mantenimiento de fluidos solamente, sepsis tratada con infusión de fluídos e infusión de insulina para el control de la concentración de glucosa sanguínea en 6 – 8 mmol/L, sepsis tratada con infusión de fluídos e infusión de insulina para el control de la concentración de glucosa sanguínea en 8–10 mmol/L. Se realizó un experimento de pinzamiento euglucémico hiperinsulinémico antes del mantenimiento del fluido y el tratamiento con insulina a fin de calcular la velocidad media de infusión de glucosa (VIG). Resultados: Todas las ratas sépticas fueron ostensiblemente hiperglicémicas en comparación con los controles de simulación dos horas después de la operación. La velocidad de infusión de glucosa durante el experimento de pinzamiento euglucémico hiperinsulinémico fue más lenta en ratas sépticas, sugiriendo que eran resistentes a la insulina. A las 12 y a las 24 horas, el músculo esquelético fue llevado para observar los cambios patológicos, y para analizar los niveles de GLUT4 mRNA y GLUT4. Había más células inflamatorias, y menos expresión de GLUT4 mRNA y GLUT4 en los músculos esqueléticos de las ratas sépticas. La insulina aumenta la expresión de mRNA de GLUT4 y GLUT4 en el músculo esquelético de ratas sépticas. Entre todas las ratas sépticas, la expresión de GLUT4 mRNA y GLUT4 fue mayor en el grupo de 8 – 10 mmol/L. Conclusión: La concentración de glucosa sanguínea de 8–10 mmol/L trae como resultado más utilización de glucosa que la de 6–8 mmol/L en el músculo esquelético de ratas sépticas durante la terapia con insulina.
