Factors influencing on subcutaneous blood circulation

Abstract

Diabetes mellitus er en metabolsk sykdom der sekresjonen eller effekten av insulin er forstyrret. Denne sykdommen har blitt et verdensomspennende helseproblem, og prevalensen av diabetes blant voksne globalt har gått fra 4.7% i 1980 til 8.5% i 2014, noe som tilsvarer 422 millioner mennesker. Diabetes har flere uheldige konsekvenser, hvorav én av dem er endotelial dysfunksjon og redusert vasodilatasjon. Dette kan være grunnet redusert aktivitet av endotelial nitrigenoksidsyntase (NOS) og mangel på nitrogenoksid (NO). NO er et stoff som forårsaker vasodilatasjon, og nesten alle stimuli som forårsaker vasodilatasjon virker gjennom NO. I tillegg til å være en vasodilator, reduserer NO også betennelse og blodplateaggregering, og fasiliterer fibrinolyse. Flere faktorer er assosiert med redusert biotilgjengelighet av NO grunnet oksidativ degenerasjon eller redusert syntese, slik som alder, overgangsalder, aterosklerose og kardiovaskulære risikofaktorer som diabetes, hypertensjon, hyperkolesterolemi, røyking, overvekt og stillesittende tilstand.

Diabetes behandles ofte med insulin. Dette krever nøye overvåking av insulintilførsel og glukosenivåer. Kontinuerlig glukoseovervåking (CGM) er en nyere tilnærming for å overvåke blodsukker, som fasiliterer bedret blodsukkerkontroll hos pasienter med diabetes mellitus type 1 (DM1). Optimal glukosekontroll over tid er viktig fordi langvarig hyperglykemi kan føre til flere uønskede effekter. Et vedvarende problem er imidlertid en forsinkelse i blodsukkermålinger og forsinket inntreden av glukosesenkende effekt av eksogent tilført insulin, noe som utgjør en betydelig utfordring for pasienter med DM1 å oppnå god glukosekontroll. En raskere absorpsjon av insulin kan redusere forsinkelsen av den blodsukkersenkende effekten, noe som kan bedre blodsukkerkontrollen hos pasienter med DM1. Studier har vist at den subkutane blodstrømmen (SBF) på stedet der insulin injiseres har en stor innvirkning på hastigheten av insulinabsorpsjon. SBF påvirkes av flere faktorer, slik som temperatur, trening, overvekt, vaskulære sykdommer, røyking og bruk av vasodilaterende medikamenter. I denne hovedoppgaven undersøkes faktorer som påvirker SBF, som kan brukes til å øke absorpsjonshastigheten av insulin.

Diabetes mellitus is a metabolic disease where the secretion or effect of insulin is disturbed. This disease has become a worldwide heath care problem, and the prevalence of diabetes among adults worldwide have risen from 4.7% in 1980 to 8.5% in 2014, which represents 422 million people. Diabetes has several diverse consequences, one of them being endothelial dysfunction and reduced vasodilation. This is thought to be due to reduced activity of endothelial nitric oxide synthase (NOS) and lack of nitric oxide (NO). NO is a substance that cause vasodilation, and nearly all stimuli that cause vasodilation works through NO. In addition to being a vasodilator, NO also reduces inflammation and platelet aggregation, as well as favoring fibrinolysis. Several factors are associated with decreased bioavailability of NO due to oxidative degeneration or reduced synthesis, such as age, menopause, atherosclerosis, and cardiovascular risk factors such as diabetes, hypertension, hypercholesterolemia, smoking, obesity, and sedentariness.

Diabetes is often treated with insulin. This requires close monitoring of insulin delivery and glucose levels. Continuous glucose monitoring (CGM) is a newer approach for monitoring blood glucose, which facilitate improved blood glucose control in patients with diabetes mellitus type 1 (DM1). Long-term adequate glucose control is important because long-lasting hyperglycemia can lead to several undesirable effects. However, a persisting problem is a delay in blood glucose measurements and delayed onset of glucose lowering effect of exogenous delivered insulin, which poses a significant challenge for patients with DM1 to achieve good glucose control. A faster absorption of insulin could diminish the delay of blood glucose lowering effect, thereby improving blood glucose control in patients with DM1. Studies have shown that the subcutaneous blood flow (SBF) at the insulin injection site has a major impact on the speed of insulin absorption. The SBF is influenced by several factors, such as temperature, exercise, obesity, vascular diseases, smoking and the use of vasodilatory medications. In this thesis, we are investigating factors influencing the SBF, which could be used to speed up the absorption of insulin.