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Il “pancreas artificiale” funziona durante l’esercizio fisico intenso

Un esempio di una interfaccia utente del pancreas artificiale. Credit: UVA Salute

Un “pancreas artificiale” che monitora lo zucchero nel sangue e fornisce automaticamente l’insulina è più sicuro per gli adolescenti con diabete di tipo 1 che fanno sport, lo suggerisce uno studio statunitense.

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I ricercatori si sono concentrati su un gruppo di 32 adolescenti con diabete di tipo 1 che hanno partecipato a un campo sci di cinque giorni, trascorrendo circa cinque ore al giorno sulle piste. La metà degli atleti utilizzava un pancreas artificiale, noto anche come sistema di somministrazione di insulina a ciclo chiuso; il resto indossava le normali pompe di insulina e somministrava loro l’insulina usando un cosiddetto sistema a ciclo aperto.

Con il pancreas artificiale, i partecipanti avevano livelli di zucchero nel sangue in una gamma sana circa il 71% delle volte, rispetto al 65% delle volte tra gli adolescenti che utilizzavano il sistema a ciclo aperto, i ricercatori riferiscono in Diabetes Care.

Un livello di zucchero nel sangue pericolosamente basso, un problema comune quando le persone con diabete di tipo 1 partecipano allo sport, accade meno spesso con il pancreas artificiale.

“Tutti i pazienti affetti da diabete di tipo 1 che utilizzano una pompa per insulina dovrebbero prendere seriamente in considerazione l’utilizzo di un pancreas artificiale, indipendentemente da quanto siano attivi”, ha detto l’autore principale dello studio Marc Breton del Center for Diabetes Technology presso l’Università della Virginia a Charlottesville.

“Il pancreas artificiale funziona (e bene) anche se fai molto esercizio e trarrai beneficio dalla sua automazione anche se sai già come controllare la glicemia durante e dopo l’esercizio”, ha detto Breton via email. “Alla fine, questo sistema può consentire alle persone con diabete la libertà di partecipare in modo sicuro alle attività fisiche che probabilmente hanno evitato in passato.”

Nel diabete di tipo 1, una condizione cronica tipicamente diagnosticata nei bambini e nei giovani adulti, il pancreas produce poca o per niente insulina, un ormone necessario per consentire agli zuccheri nel sangue o al glucosio di entrare nelle cellule e produrre energia. Scarsamente controllato, il diabete può portare a malattie cardiovascolari, complicanze renali e morte.

Le persone con diabete di tipo 1 in genere devono testare i propri livelli di zucchero nel sangue per tutto il giorno e iniettare insulina per gestirlo. Le notti sono spesso un problema perché i cambiamenti dello zucchero nel sangue possono farsi pericolosi mentre la persona dorme, e l’esercizio fisico intenso può anche causare cali o sbalzi non sicuri nei livelli di zucchero nel sangue.

Gli attuali sistemi di pancreas artificiale possono monitorare lo zucchero nel sangue ogni pochi minuti e utilizzare tali informazioni per regolare la somministrazione di insulina. Questo può essere meno ingombrante per gli atleti rispetto ai sistemi a circuito aperto, che richiedono loro di regolare manualmente la quantità di insulina erogata dalla loro pompa in base alle letture da un monitor separato per il glucosio.

Nello studio, gli atleti avevano livelli di zucchero nel sangue pericolosamente bassi nell’1,8% delle volte con il pancreas artificiale, rispetto al 3,2% del tempo con il sistema a ciclo aperto.

Lo zucchero nel sangue pericolosamente alto si verificava anche meno frequentemente con il pancreas artificiale: il 7% delle volte rispetto al 9,3% delle volte con il sistema a ciclo aperto.

Oltre alle ridotte dimensioni del gruppo soggetto a studio, altri limiti includevano l’attenzione per gli atleti senza una storia di zucchero nel sangue pericolosamente basso, che potrebbe limitare quanto i risultati applicati a tutte le persone con diabete di tipo 1, nota l’autore. Nello studio, gli adolescenti hanno ricevuto un’intensa supervisione da parte di medici e questo non si verificai nella vita reale.

Il tipo, l’intensità e la durata dell’attività fisica sono importanti, ha affermato Ali Cinar, direttore del Centro di ingegneria per la ricerca e l’istruzione sul diabete dell’Illinois Institute of Technology di Chicago.

“Le persone che cercano un nuovo tipo di esercizio o di routine dovrebbero stare attenti a monitorare le loro variazioni metaboliche e ad aggiustarle prevenendo l’ipoglicemia”, ha detto Cinar, che non è stato coinvolto nello studio, via email. “Un pancreas artificiale ben progettato può effettuare queste regolazioni automaticamente.”

Mentre i risultati suggeriscono che un pancreas artificiale può rendere più facile per gli atleti gestire il diabete di tipo 1, sono necessarie ulteriori ricerche per vedere se un dispositivo può essere progettato per rispondere a una vasta gamma di esperienze di esercizio, ha dichiarato Michael Riddell del Muscle Health Research Center alla York University di Toronto.

“Al momento, è estremamente difficile imitare la normale risposta fisiologica che un pancreas sano deve esercitare”, ha detto Riddell, che non è stato coinvolto nello studio, ha detto via e-mail.



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Il pancreas bionico aumenta la soddisfazione e riduce le preoccupazioni nella cura del diabete di tipo 1

Il Mio Diabete “celebra” oggi la giornata mondiale dei diabeti con questo “piccolo” report dal ricerca biomedicale.

Gli adulti con diabete di tipo 1 hanno sperimentato una minore disagio e una maggiore soddisfazione del trattamento terapeutico con insulina quando hanno usato un “pancreas bionico”, secondo nuove ricerche.

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Il pancreas bionico è un emozionante percorso dello sviluppo nella ricerca del diabete di tipo 1. Il dispositivo è in grado di controllare automaticamente i livelli di glucosio nel sangue attraverso due pompe: una che fornisce insulina e l’altra glucagone, le quali essenzialmente imitano le funzioni di un pancreas sano.

Lo studio statunitense ha esaminato l’impatto psicosociale di un pancreas bionico per vedere come i pazienti avrebbero usato l’apparecchio in ambiente ambulatoriale.

Sono stati reclutati trentanove adulti con diabete di tipo 1, tutti hanno trascorso 11 giorni utilizzando il dispositivo per poi avere una interruzione di altrettanti 11 giorni e quindi ritornare al bionico un ultima volta per ulteriori 11 giorni. I questionari psicologici sono stati somministrati prima dello studio, alla fine dei primi 11 giorni e al termine dello studio.

L’utilizzo del pancreas bionico ha causato meno episodi di ipoglicemia, minori problemi alimentari e riduzione della sofferenza legata al diabete. I pazienti si preoccupavano di meno dei loro livelli glicemici ed erano generalmente più soddisfatti di questo trattamento.

Alcune preoccupazioni sono state sollevate, tuttavia, in particolare circa l’onere di trasportare la tecnologia e l’inconveniente di cambiare la fornitura di glucagone ogni giorno.

“Questi risultati suggeriscono che il pancreas artificiale bionico (BP) può fornire significativi miglioramenti nell’esperienza personale di gestione del diabete, oltre a risultati clinici migliori”, hanno detto i ricercatori. “Nel complesso, i partecipanti riportano i benefici psicosociali sostanziali che si ricavano dal BP relativamente al loro metodo abituale per la cura del diabete “.  I partecipanti hanno inoltre segnalato un certo numero di aggravi associati al sistema. Le versioni future del dispositivo BP dovrebbero essere progettate con l’obiettivo di affrontare queste preoccupazioni, e gli studi con campioni più grandi e diversi e con più partecipanti alla tecnologia sono necessari. “La società americana Beta Bionics spera di avere una versione approvata solo per insulina dei loro pancreas bionici, iLet, nel 2018.



Nuovo pancreas artificiale taglia HbA1c, ipoglicemia in T1D

Un nuovo pancreas artificiale  (AP) può ridurre l’emoglobina A1c (HbA1c) negli adulti con diabete di tipo 1 (T1D), secondo uno studio pubblicato online il 13 ottobre in Diabetes Care.

Eyal Dassau, Ph.D., dall’Università di Harvard a Cambridge, Mass., E colleghi hanno sviluppato e testato un nuovo AP adattabile in un trial clinico non controllato e multicentrico di 12 settimane. Un totale di 30 adulti con T1D ha completato il monitoraggio continuo del glucosio (CGM) – combinato con un periodo di microinfusore in realtà aumentata del sensore per una settimana (SAP). Le impostazioni basali di erogazione dell’insulina utilizzate dall’AP per l’inizializzazione sono state adattate settimanalmente dopo l’impostazione iniziale e ogni quattro settimane i rapporti di carboidrati sono stati adattati da un algoritmo. I medici e i pazienti esperti nel corso dello studio hanno esaminato gli adattamenti.
Il processo è stato completato da 29 pazienti. I ricercatori hanno scoperto che HbA1c era 7,0 ± 0,8 per cento all’inizio dell’utilizzo di AP e dopo 12 settimane è migliorato significativamente a 6,7 ??± 0,6 per cento. Il tempo di CGM trascorso nel range ipoglicemico è migliorato durante il giorno e durante la notte da 5,0 a 1,9 per cento e rispettivamente dal 4,1 all’1,1 per cento rispetto a quello SAP. L’insulina basale era adeguata in tutto l’arco di tempo del test, mentre i livelli di carboidrati sono stati adattati in misura maggiore inizialmente, con successive modifiche minime. Circa il 10 percento delle raccomandazioni sull’adattamento è stato sovrascritto manualmente. Non si sono verificati eventi avversi gravi correlati al protocollo.
“L’uso del nostro innovativo AP adattabile ha reso possibile significative riduzioni di HbA1c e ipoglicemia”, scrivono gli autori.



I microtubuli agiscono come ‘reostato’ cellulare per controllare la secrezione d’insulina

Gli autori della ricerca: da sinistra Xiadong Zhu, Ph.D., Irina Kaverina, Ph.D., Guoqiang Gu, Ph.D. Credit: Joe Howell

Gli autori della ricerca: da sinistra Xiadong Zhu, Ph.D., Irina Kaverina, Ph.D., Guoqiang Gu, Ph.D. Credit: Joe Howell

I microtubuli-cellulari sono “autostrade” che offrono carico alla membrana cellulare per la secrezione e hanno un ruolo sorprendente nelle cellule beta pancreatiche. Invece di favorire la secrezione di insulina la limitano, una squadra di investigatori del Vanderbilt ha riferito di recente in Developmental Cell.
I risultati rivelano che i microtubuli agiscono come un “reostato” cellulare per controllare con precisione la secrezione di insulina e suggeriscono che disturbi di questo controllo possono contribuire alla disfunzione delle cellule beta e all’insorgere del diabete di tipo 2. Fissare l’obiettivo sulla regolazione dei microtubuli di secrezione dell’insulina può offrire nuovi modi per trattare il diabete.
Irina Kaverina, Ph.D., Xiadong Zhu, Ph.D., e colleghi ha iniziato a utilizzare le cellule beta del pancreas come un modello per studiare la funzione  dei microtubuli ed esplorare come questi regolano il “traffico” merci dei granuli d’insulina dall’interno delle cellule alla periferia .
Nei loro studi iniziali, i ricercatori hanno usato composti per distruggere i microtubuli, poi stimolato le isole pancreatiche con glucosio e misurato lo stato della quantità di insulina secreta. Con le strade mancanti per distribuzione, si aspettavano di vedere una riduzione della secrezione insulinica. Invece, hanno osservato un forte aumento della secrezione.
“E ‘stato così sorprendente, e non credevamo a noi stessi”, ha detto Kaverina, professore associato dello Sviluppo della Biologia Cellulare.
Insieme a Guoqiang Gu, Ph.D., professore associato di Biologia Cellulare, e agli altri laboratori Vanderbilt, i ricercatori hanno dimostrato l’utilizzo di più sistemi e tecnologie che i microtubuli regolano negativamente nella secrezione di insulina nelle cellule beta. È importante sottolineare che la squadra di Gu aveva distrutto i microtubuli nei topi e ha mostrato che sia la secrezione di insulina glucosio-stimolata e la clearance del glucosio dal sangue sono aumentati rispetto ai topi con microtubuli intatti.
“In ogni modello provato, i microtubuli distruggendo l’aumento della secrezione di insulina”, ha detto Kaverina. “Come potrebbe essere che le strutture che dovrebbero essere strade interne nella consegna dell’ormone alla membrana in realtà sopprimono la secrezione?”
grazie all”applicazione di tecniche di microscopia con super-risoluzione, i ricercatori hanno scoperto che nelle cellule beta, i microtubuli non formano percorsi autostradali-like. Invece, essi formano una maglia complessa.
“I granuli di insulina restano in piedi ‘casualmente sulla maglia dei microtubuli, e questi regolano il numero di granuli alla periferia cellulare per evitare un eccesso di secrezione”, detto Kaverina.
Il glucosio, ha spiegato, destabilizza i microtubuli appena dentro la superficie cellulare per rimuovere il blocco dei microtubuli in granuli di insulina e permettere la secrezione.
Le strategie che destabilizzano i microtubuli-forse utilizzando l’invio mirato di farmaci al pancreas-potrebbero aumentare la secrezione di insulina come un dei modi per trattare il diabete, i ricercatori suggeriscono.
I ricercatori hanno anche scoperto che il reticolo del microtubulo è più denso nelle cellule beta dei topi con diabete, rispetto ai normali.
I risultati suggeriscono che, in risposta alla crescente domanda di insulina nel diabete, i microtubuli diventano più densi e meno dinamici come un meccanismo di risposta, in ultima analisi, chiudendo la funzione delle cellule beta, Gu ha detto.
Gli investigatori stanno ora esplorando come il glucosio regola la dinamica dei microtubuli. Essi sono anche interessati a studiare le isole umane da pazienti con diabete. Gu ha osservato che tali isolette hanno generalmente perso la capacità di secernere insulina, e ha suggerito come potrebbe essere possibile ripristinare la secrezione di insulina manipolando la dinamica dei microtubuli.
Egli ha anche sottolineato un’associazione tra le terapie anti-cancro che colpiscono i microtubuli e l’aumento del rischio di diabete nei pazienti trattati. I nuovi risultati indicano che i trattamenti del cancro che stabilizzano i microtubuli possono ridurre la secrezione di insulina e promuovere il diabete.
La regolamentazione della dinamica dei microtubuli nelle cellule beta, forse in combinazione con altri stimolatori d’insulina, offre una nuova strada per il trattamento del diabete, hanno detto i ricercatori.

Pancreas artificiale: altro test importante

pancreas artificialeGli adulti con diabete di tipo 1 utilizzando un sistema di pancreas artificiale a circuito chiuso per 8 settimane hanno mantenuto il controllo del glucosio meglio durante la notte rispetto agli stessi con terapia somministrata solo tramite microinfusore e sensore, è quanto emerso da una ricerca pubblicata sulla rivista The Lancet Diabetes & Endocrinology.

In uno studio incrociato e randomizzato condotto in Francia, Italia e Paesi Bassi tramite la valutazione a casa di un pancreas artificiale monormonnale durante la sera e la notte, i ricercatori hanno anche scoperto che gli episodi di ipoglicemia sono stati significativamente ridotti per gli adulti assegnati con sistema ad ansa chiusa.

“Questo studio è il primo in cui il controllo del glucosio è stata studiato per un periodo prolungato e non solo durante la notte, e comprendeva il difficile periodo post-cena,” Jort Kropff, MD, del centro medico accademico presso l’Università di Amsterdam, e colleghi ha scritto. “Sebbene le concentrazione di glucosio medio durante la sera non era differenti tra il circuito chiuso e microinfusore con sensore nel periodo, l’uso di controllo ad anello chiuso ha ridotto significativamente il tempo trascorso al di sotto dell’obiettivo in questa fascia di tempo.”

Kropff e colleghi hanno analizzato i dati di 32 adulti con diabete di tipo 1 utilizzando la terapia con microinfusore (età media 47 anni; 18 uomini, BMI medio, 25,1 kg / m²; HbA1c, 8,2% medio; durata del diabete, 28.6 anni) tra aprile e dicembre 2014. Tre pazienti nella coorte stavano usando un monitoraggio continuo del glucosio (CGM) prima dell’inizio dello studio; Sono stati esclusi i pazienti con ipoglicemia grave o chetoacidosi nel corso dell’anno passato.

Nel corso di due periodi di studio di 8 settimane, gli adulti sono stati assegnati con un sistema di pancreas artificiale (Dexcom G4 Platinum CGM e pompa per insulina Accu-Chek Spirit Combo collegati ad uno smartphone modificato con un algoritmo di controllo predittivo del modello) da utilizzare dalla cena fino a tutta la notte, e sesnsore con microinfusore durante il giorno il tutto in condizioni di vita libera. Tutti i partecipanti hanno utilizzato entrambe le terapie; l’ordine delle due sessioni sono state assegnate in modo casuale. I partecipanti non hanno avuto restrizioni sul loro attività quotidiane.

I ricercatori hanno trovato che i partecipanti sono riusciti a trascorrere più tempo nell’intervallo di riferimento durante l’utilizzo del pancreas artificiale rispetto alla terapia con solo sensore e pompa (66,7% vs 58,1%; differenza in coppia, 8,6%) attraverso una riduzione del tempo medio trascorso in entrambi i casi d’iperglicemia e ipoglicemia. C’è stata una riduzione significativamente maggiore della HbA1c nei partecipanti che hanno utilizzato il pancreas artificiale contro gli altri con sola pompa e sensore (-0,3% rispetto al -0,2%; differenza in coppia, -0,2%).

Non ci sono stati gravi eventi avversi durante il periodo di studio.

Nel commento che accompagna lo studio, Laurent Legault, MD, FRCP, endocrinologo presso l’ospedale di Montreal, ha detto che lo studio dimostra come il pancreas artificiale è sicuro ed efficace per la messa in opera a casa, e sono necessari studi con impiego della tecnologia a lungo termine in ambito domestico (oltre un anno).

“Resta da vedere se l’uso di questa tecnologia porta a miglioramenti sostanziali delle concentrazioni di HbA1c superiori a 3 mesi o più”, ha detto Legault. “Gli studi per rispondere a questa domanda sono attualmente in corso.”

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