Studies on the mechanism of xylitol-induced insulin secretion in dogs

Summary The effect of infusion of small doses of xylitol into the pancreatic artery upon insulin release was studied in anaesthetized dogs, in order to decide whether the strong insulin-releasing effect of xylitol in dogs is mediated by a direct action of xylitol upon the islets or indirectly by some of its metabolites. Xylitol or glucose was infused at 0.5–1.0 mg/kg · min either into the femoral vein or into the superior pancreaticoduodenal artery, and the changes in plasma insulin were measured in the superior pancreaticoduodenal vein. Infusion into the pancreatic artery always resulted in a sharp increase in insulin release, whereas intravenous infusion caused no or little increase. Infusion of xylitol into the superior pancreaticoduodenal artery produced a prompt increase in plasma insulin in the superior pancreaticoduodenal vein but not in the splenic vein. These data suggest that xylitol has a direct stimulatory effect upon islet cells. — During intravenous infusion of epinephrine (1.0 g/kg. min), plasma insulin did not increase despite intravenous administration of glucose or xylitol (0.4 g/kg). There was a rebound rise of plasma insulin after cessation of epinephrine infusion. Plasma insulin responses to intravenous injection of glucose or xylitol (0.4 g/kg) were inhibited also by the intravenous infusion of diazoxide (0.2 mg/kg · min), but this was somewhat variable among individual dogs. The suppression by epinephrine or diazoxide of both glucose and xylitol-induced hyperinsulinaemia may suggest that there is some common mechanism between the insulin-releasing effects of glucose and xylitol.

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Untersuchungen zum Mechanismus der verstärkten Insulinsekretion unter Xylit

Zusammenfassung An anaesthesierten Hunden wurde die Wirkung der Infusion kleiner Xylit-Mengen in die Pankreasarterie auf die Insulinfreisetzung untersucht, um zu klären, ob das Xylit direkt oder über einen seiner Metabolite auf die Insulinausschüttung wirkt. Xylit oder Glucose wurde in Mengen von 0.5–1.0 mg/kg/min entweder in die Femoralvene oder in die A.pankreaticoduodenalis sup. infundiert und die Änderung des PlasmaInsulins in der V.pankreatico-duodenalis sup. gemessen. Zufuhr über die Pankreasarterie löste immer eine abrupte Steigerung der Insulinfreisetzung aus, während intravenöse Gaben zu keinem oder nur einem geringen Anstieg führten. Die Xylit-Infusion in die A.pankreaticoduodenalis sup.bewirkte zwar eine prompte Steigerung der Plasma-Insulinspiegel in der V.pankreatico duodenalis sup., nicht aber in der Milzvene. — Diese Befunde sprechen dafür, daß Xylit die Inselzellen direkt stimuliert. Während einer i.v.Infusion von 1.0 g/kg/min Adrenalin stieg das Plasma-Insulin trotz intravenöser Zufuhr von 0.4 g/kg Glucose oder Xylit nicht an. Nach Beendigung der Adrenalin-Infusion wurde ein verstärkter Wiederanstieg des Plasma-Insulins beobachtet. Auch durch i.v.Gaben von 0.2 mg/kg/min Diazoxid ließ sich die Wirkung der Infusion von 0.4 g/kg Glucose oder Xylit unterdrükken, wobei sich jedoch Unterschiede zwischen den einzelnen Tieren ergaben. Die Aufhebung des Xylit- u. Glucose-Effektes auf die Insulinsekretion durch Adrenalin und Diazoxid könnte darauf hinweisen, daß die Steigerung der Insulinfreisetzung durch Glucose und Xylit auf einem gemeinsamen Mechanismus beruht.

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Etudes sur le mécanisme de la sécrétion d'insuline provoquée par le xylitol chez des chiens

Résumé L'effet sur la sécrétion d'insuline de l'infusion de petites doses de xylitol dans l'artère pancréatique a été étudié chez des chiens anesthésiés, afin de savoir si l'effet fortement insulino-sécréteur du xylitol chez les chiens est dû à une action directe du xylitol sur les îlots ou à une action indirecte par l'intermédiaire de certains de ses métabolites. Le xylitol ou le glucose était infusé la dose de 0.5–1.0 mg/kg. min, soit dans la veine fémorale, soit dans l'artère pancréatico-duodénale supérieure, et les variations de l'insuline plasmatique étaient mesurées dans la veine pancréatico-duodénale supérieure. L'infusion dans l'artère pancréatique provoquait toujours une rapide augmentation de la sécrétion d'insuline, tandis que l'infusion intraveineuse ne causait pas ou peu d'augmentation. L'infusion de xylitol dans l'artère pancréaticoduodénale supérieure provoquait une augmentation prompte de l'insuline plasmatique dans la veine pancréatico-duodénale supérieure, mais pas dans la veine splénique. Ces données suggèrent que le xylitol a un effet stimulateur direct sur les cellules des îlots. — Pendant l'infusion intraveineuse d'adrénaline (1.0 g/kg. min), l'insuline plasmatique n'augmentait pas malgré l'administration intraveineuse de glucose ou de xylitol (0.4 g/kg). Après l'arrêt de l'infusion d'adrénaline, l'insuline plasmatique présentait un phénomène de rebound. Les réponses de l'insuline plasmatique l'injection intraveineuse de glucose ou de xylitol (0.4 g/kg) étaient également inhibées par l'infusion intraveineuse de diazoxide (0.2 mg/ kg. min), mais ceci était un peu variable selon les chiens. La suppression par l'adrénaline ou le diazoxide de l'hyperinsulinémie provoquée par le glucose et le xylitol peut suggérer qu'il existe un mécanisme commun entre les effets insulino-sécréteurs du glucose et du xylitol.