Tissue injury related to liver surgery stimulates the release of stress hormones and proinflammatory cytokines to produce the necessary elements needed for healing. An exaggerated stress response compounded by preoperative fasting limits the liver's capacity to regenerate by depleting its energy stores. This change in metabolism leads to an insulin resistant state in the patient and associated hyperglycaemia. Dextrose supplementation coupled with intravenous insulin given perioperatively affords superior surgical outcomes through preservation of liver glycogen and strict glycaemia control.The goal of this research was to investigate the benefits of a metabolic support protocol involving carbohydrate loading and insulin infusion provided by a hyperinsulinemic normoglycaemic clamp (HNC), for patients undergoing hepatic resection. Studies were performed in the context of a randomized-controlled clinical trial registered at clinicaltrial.gov NCT00774098. Initially, 5 patients including 1 with diabetes mellitus were given the HNC protocol while undergoing a major hepatectomy. This feasibility study helped fine-tune the protocol towards improving its safety and reproducibility, and prompted expansion and randomization of the trial to include sixty patients. The goal of the expanded trial was to study the benefits of the protocol in augmenting liver glycogen and reducing postoperative complications. The patients were randomly assigned to either intervention or control groups. Intervention patients received a 24-hour oral carbohydrate-load, followed by an IV dextrose infusion (2 mg/kg/min) in the 24 hours leading to surgery, followed by insulin therapy given intra- and postoperatively. Controls adhered to routine management. Blood and tissue samples were taken at various time points for monitoring liver glycogen content and function. In the final stage of the project a subset of patients was selected for genetic expression testing. Blood and liver tissue samples were analyzed to identify specific inflammatory, metabolic and cell cycles pathways stimulated by the protocol.Carbohydrate loading combined with intra- and postoperative use of the HNC protocol augmented liver glycogen and reduced postoperative complications. Diabetic and nondiabetic patients alike benefited from this therapy. / Les tissus traumatiques chirurgicaux stimulent la libération d'hormones de stress et de cytokines pro-inflammatoires afin de créer les éléments nécessaires pour la cicatrisation. Une réponse au stress aggravée par le jeune préopératoire limite la capacité du foie à se régénérer en puisant dans ses réserves d'énergie. Ce changement de métabolisme conduit à un état de résistance insulinémique et d'hyperglycémie chez le patient. Un supplément de dextrose et d'insuline par voie intraveineuse durant la période périopératoire offre des résultats post-chirurgicaux supérieurs tout en laissant le foie préserver son glycogène et maintenir un contrôle glycémique stricte. Le but de cette étude était d'étudier les avantages reliés à l'utilisation d'un protocole de soutien métabolique impliquant la perfusion de glucides et d'insuline par le biais d'une pince hyperinsulinémique normoglycémiques (HNC) sur des patients cédulés pour une résection hépatique. Cette étude a été réalisée dans le cadre d'une étude clinique randomisé-contrôlées enregistré sous NCT00774098 sur clinicaltrial.gov. Au départ, 5 patients, dont 1 atteint de diabète Type I, ont été randomisés sur le protocole HNC durant l'hépatectomie majeure. Cette étude de faisabilité nous a aidés à affiner le protocole afin de le reproduire, tout en sécurité, sur un plus grand échantillon. Nous avons généré un essai clinique randomisé incluant 60 patients afin d`étudier les effets bénéfiques reliés à ce type de protocole au niveau de l'accroissement du niveau de glycogène dans le foie et la réduction des complications post opératoires. Les patients ont été randomisés soit sur le protocole HNC ou le groupe de contrôle. Les patients randomisés sur l'étude recevaient, en plus du HNC durant la période intra et post opératoire, des suppléments élevés de glucide par voie orale, suivie d'une perfusion de dextrose par voie intraveineuse à 2 mg / kg / min dans les 24 heures précédant l'intervention chirurgicale. Le groupe de contrôle était gérer en suivant le protocole standard de l'hôpital. Des échantillons de sang et de foie ont été prélevés à divers moments afin de suivre de près la fonction hépatique et la teneur de glycogène dans le foie. En plus, des tests d'expression génétique ont été faits sur certains de ces échantillons. Les échantillons de sang et de foie étaient analysés pour étudier le cycle métabolique, inflammatoire et cellulaire. Une surcharge de glucide combiné avec l'utilisation du HNC durant l'opération et la période post-opératoire a augmenté le niveau de glycogène dans le foie et a réduit les complications post-opératoires. Les diabétiques et les non-diabétiques ont bénéficié d'une telle thérapie.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.96706 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Hassanain, Mazen |
| Contributors | Peter Metrakos (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Surgery) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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