Hyperglycemia and insulin resistance are common in critically ill patients, even if they have not previously had diabetes. Whether the normalization of blood glucose levels with insulin therapy improves the prognosis for such patients is not known.

Intensive insulin therapy reduces morbidity and mortality in patients in surgical intensive care units (ICUs), but its role in patients in medical ICUs is unknown.

Maintenance of normoglycemia with insulin reduces mortality and morbidity of critically ill patients. Here we report the factors determining insulin requirements and the impact of insulin dose vs. blood glucose control on the observed outcome benefits.A prospective, randomized, controlled trial.A 56-bed predominantly surgical intensive care unit in a tertiary teaching hospital.A total of 1,548 patients were randomly assigned to either strict normalization of blood glucose (80-110 mg/dL) with insulin infusion or the conventional approach, in which insulin is only given to maintain blood glucose levels at 180-200 mg/dL.It was feasible and safe to achieve and maintain blood glucose levels at <110 mg/dL by using a titration algorithm. Stepwise linear regression analysis identified body mass index, history of diabetes, reason for intensive care unit admission, at-admission hyperglycemia, caloric intake, and time in intensive care unit as independent determinants of insulin requirements, together explaining 36% of its variation. With nutritional intake increasing from a mean of 550 to 1600 calories/day during the first 7 days of intensive care, normoglycemia was reached within 24 hrs, with a mean daily insulin dose of 77 IU and maintained with 94 IU on day 7. Insulin requirements were highest and most variable during the first 6 hrs of intensive care (mean, 7 IU/hr; 10% of patients required >20 IU/hr). Between day 7 and 12, insulin requirements decreased by 40% on stable caloric intake. Brief, clinically harmless hypoglycemia occurred in 5.2% of intensive insulin-treated patients on median day 6 (2-14) vs. 0.8% of conventionally treated patients on day 11 (2-10). The outcome benefits of intensive insulin therapy were equally present regardless of whether patients received enteral feeding. Multivariate logistic regression analysis indicated that the lowered blood glucose level rather than the insulin dose was related to reduced mortality (p <.0001), critical illness polyneuropathy (p <.0001), bacteremia (p =.02), and inflammation (p =.0006) but not to prevention of acute renal failure, for which the insulin dose was an independent determinant (p =.03). As compared with normoglycemia, an intermediate blood glucose level (110-150 mg/dL) was associated with worse outcome.Normoglycemia was safely reached within 24 hrs and maintained during intensive care by using insulin titration guidelines. Metabolic control, as reflected by normoglycemia, rather than the infused insulin dose, was related to the beneficial effects of intensive insulin therapy.

Erythromycin mimics the effect of the gastrointestinal polypeptide motilin on gastrointestinal motility, probably by binding to motilin receptors and acting as a motilin agonist. Erythromycin may thus have clinical application in patients with disturbances of gastroduodenal motility, such as diabetic gastroparesis. To examine this possibility, we studied the effect of erythromycin on gastric emptying in 10 patients with insulin-dependent diabetes mellitus and gastroparesis. We studied the emptying of liquids and solids simultaneously on separate days after the intravenous administration of erythromycin (200 mg) or placebo, using a double-isotope technique and a double-blind, crossover design. Erythromycin shortened the prolonged gastric-emptying times for both liquids and solids to normal. For example, 120 minutes after the ingestion of a solid meal, mean (+/- SE) retention was 63 +/- 9 percent with placebo and 4 +/- 1 percent with erythromycin, as compared with 9 +/- 3 percent in 10 healthy subjects. The corresponding values 120 minutes after the ingestion of a liquid meal were 32 +/- 4, 9 +/- 3, and 4 +/- 1 percent, respectively. Gastric emptying also improved, but to a lesser degree, in the 10 patients after four weeks of treatment with oral erythromycin (250 mg three times a day). These preliminary results suggest that erythromycin may have therapeutic value in patients with severe diabetic gastroparesis.

The vitamin D endocrine system may have a variety of actions on cells and tissues involved in COVID-19 progression especially by decreasing the Acute Respiratory Distress Syndrome. Calcifediol can rapidly increase serum 25OHD concentration. We therefore evaluated the effect of calcifediol treatment, on Intensive Care Unit Admission and Mortality rate among Spanish patients hospitalized for COVID-19.Parallel pilot randomized open label, double-masked clinical trial.University hospital setting (Reina Sofia University Hospital, Córdoba Spain.) PARTICIPANTS: 76 consecutive patients hospitalized with COVID-19 infection, clinical picture of acute respiratory infection, confirmed by a radiographic pattern of viral pneumonia and by a positive SARS-CoV-2 PCR with CURB65 severity scale (recommending hospital admission in case of total score > 1).All hospitalized patients received as best available therapy the same standard care, (per hospital protocol), of a combination of hydroxychloroquine (400 mg every 12 h on the first day, and 200 mg every 12 h for the following 5 days), azithromycin (500 mg orally for 5 days. Eligible patients were allocated at a 2 calcifediol:1 no calcifediol ratio through electronic randomization on the day of admission to take oral calcifediol (0.532 mg), or not. Patients in the calcifediol treatment group continued with oral calcifediol (0.266 mg) on day 3 and 7, and then weekly until discharge or ICU admission. Outcomes of effectiveness included rate of ICU admission and deaths.Of 50 patients treated with calcifediol, one required admission to the ICU (2%), while of 26 untreated patients, 13 required admission (50 %) p value X2 Fischer test p < 0.001. Univariate Risk Estimate Odds Ratio for ICU in patients with Calcifediol treatment versus without Calcifediol treatment: 0.02 (95 %CI 0.002-0.17). Multivariate Risk Estimate Odds Ratio for ICU in patients with Calcifediol treatment vs Without Calcifediol treatment ICU (adjusting by Hypertension and T2DM): 0.03 (95 %CI: 0.003-0.25). Of the patients treated with calcifediol, none died, and all were discharged, without complications. The 13 patients not treated with calcifediol, who were not admitted to the ICU, were discharged. Of the 13 patients admitted to the ICU, two died and the remaining 11 were discharged.Our pilot study demonstrated that administration of a high dose of Calcifediol or 25-hydroxyvitamin D, a main metabolite of vitamin D endocrine system, significantly reduced the need for ICU treatment of patients requiring hospitalization due to proven COVID-19. Calcifediol seems to be able to reduce severity of the disease, but larger trials with groups properly matched will be required to show a definitive answer.

Intensive insulin therapy (IIT) improves the outcome of prolonged critically ill patients, but concerns remain regarding potential harm and the optimal blood glucose level. These questions were addressed using the pooled dataset of two randomized controlled trials. Independent of parenteral glucose load, IIT reduced mortality from 23.6 to 20.4% in the intention-to-treat group (n = 2,748; P = 0.04) and from 37.9 to 30.1% among long stayers (n = 1,389; P = 0.002), with no difference among short stayers (8.9 vs. 10.4%; n = 1,359; P = 0.4). Compared with blood glucose of 110–150 mg/dl, mortality was higher with blood glucose &gt;150 mg/dl (odds ratio 1.38 [95% CI 1.10–1.75]; P = 0.007) and lower with &lt;110 mg/dl (0.77 [0.61–0.96]; P = 0.02). Only patients with diabetes (n = 407) showed no survival benefit of IIT. Prevention of kidney injury and critical illness polyneuropathy required blood glucose strictly &lt;110 mg/day, but this level carried the highest risk of hypoglycemia. Within 24 h of hypoglycemia, three patients in the conventional and one in the IIT group died (P = 0.0004) without difference in hospital mortality. No new neurological problems occurred in survivors who experienced hypoglycemia in intensive care units (ICUs). We conclude that IIT reduces mortality of all medical/surgical ICU patients, except those with a prior history of diabetes, and does not cause harm. A blood glucose target &lt;110 mg/day was most effective but also carried the highest risk of hypoglycemia.

Rickets and hyperparathyroidism caused by a defective vitamin D receptor (VDR) can be prevented in humans and animals by high calcium intake, suggesting that intestinal calcium absorption is critical for 1,25(OH)(2) vitamin D [1,25(OH)(2)D(3)] action on calcium homeostasis. We assessed the rate of serum (45)Ca accumulation within 10 min of oral gavage in two strains of VDR-knockout (KO) mice (Leuven and Tokyo KO) and observed a 3-fold lower area under the curve in both KO strains. Moreover, we evaluated the expression of intestinal candidate genes involved in transcellular calcium transport. The calcium transport protein1 (CaT1) was more abundantly expressed at mRNA level than the epithelial calcium channel (ECaC) in duodenum, but both were considerably reduced (CaT1>90%, ECaC>60%) in the two VDR-KO strains on a normal calcium diet. Calbindin-D(9K) expression was decreased only in the Tokyo KO, whereas plasma membrane calcium ATPase (PMCA(1b)) expression was normal in both VDR-KOs. In Leuven wild-type mice, a high calcium diet inhibited (>90%) and 1,25(OH)(2)D(3) injection or low calcium diet induced (6-fold) duodenal CaT1 expression and, to a lesser degree, ECaC and calbindin-D(9K) expression. In Leuven KO mice, however, high or low calcium intake decreased calbindin-D(9K) and PMCA(1b) expression, whereas CaT1 and ECaC expression remained consistently low on any diet. These results suggest that the expression of the novel duodenal epithelial calcium channels (in particular CaT1) is strongly vitamin D-dependent, and that calcium influx, probably interacting with calbindin-D(9K), should be considered as a rate-limiting step in the process of vitamin D-dependent active calcium absorption.

The influence of the serum binding protein (DBP) for vitamin D and its metabolites on the concentration of its main ligands, 25-hydroxyvitamin D(3) (25-OHD(3)) and 1,25-dihydroxyvitamin D(3) (1,25-[OH](2)D(3)) was studied. The concentration of both 1,25-(OH)(2)D(3) and DBP in normal female subjects (45+/-14 ng/liter and 333+/-58 mg/liter, mean+/-SD, respectively; n = 58) increased during the intake of estro-progestogens (69+/-27 ng/liter and 488+/-90 mg/liter, respectively; n = 29), whereas the 25-OHD(3) concentration remained unchanged. A positive correlation was found between the concentrations of 1,25-(OH)(2)D(3) and DBP in these women. At the end of pregnancy, the total concentrations of 1,25-(OH)(2)D(3) (97+/-26 ng/liter, n = 40) and DBP (616+/-84 mg/liter) are both significantly higher than in nonpregnant females and paired cord serum samples (48+/-11 ng/liter and 266+/-41 mg/liter, respectively). A marked seasonal variation of 25-OHD(3) was observed in pregnant females and their infants, whereas in the same samples the concentrations of both DBP and 1,25-(OH)(2)D(3) remained constant throughout the year. The free 1,25-(OH)(2)D(3) index, calculated as the molar ratio of this steroid and DBP, remains normal in women taking estro-progestogens, however, and this might explain their normal intestinal calcium absorption despite a high total 1,25-(OH)(2)D(3) concentration. In pregnancy the free 1,25-(OH)(2)D(3) index remains normal up to 35 wk of gestation, but during the last weeks of gestation, the free 1,25-(OH)(2)D(3) index increases in both circulations. A highly significant correlation exists between the (total and free) 25-OHD(3) and 1,25-(OH)(2)D(3) concentrations in maternal and cord serum both at 35 and 40 wk of gestation.

Vascular endothelial growth factor (VEGF)-mediated angiogenesis is an important part of bone formation. To clarify the role of VEGF isoforms in endochondral bone formation, we examined long bone development in mice expressing exclusively the VEGF120 isoform (VEGF120/120 mice). Neonatal VEGF120/120 long bones showed a completely disturbed vascular pattern, concomitant with a 35% decrease in trabecular bone volume, reduced bone growth and a 34% enlargement of the hypertrophic chondrocyte zone of the growth plate. Surprisingly, embryonic hindlimbs at a stage preceding capillary invasion exhibited a delay in bone collar formation and hypertrophic cartilage calcification. Expression levels of marker genes of osteoblast and hypertrophic chondrocyte differentiation were significantly decreased in VEGF120/120 bones. Furthermore, inhibition of all VEGF isoforms in cultures of embryonic cartilaginous metatarsals, through the administration of a soluble receptor chimeric protein (mFlt-1/Fc), retarded the onset and progression of ossification, suggesting that osteoblast and/or hypertrophic chondrocyte development were impaired. The initial invasion by osteoclasts and endothelial cells into VEGF120/120 bones was retarded, associated with decreased expression of matrix metalloproteinase-9. Our findings indicate that expression of VEGF164 and/or VEGF188 is important for normal endochondral bone development, not only to mediate bone vascularization but also to allow normal differentiation of hypertrophic chondrocytes, osteoblasts, endothelial cells and osteoclasts.

Introduction

 Vitamin D deficiency has been associated with many chronic illnesses, but little is known about its relationship with chronic obstructive pulmonary disease (COPD). 

Objectives

 Serum 25-hydroxyvitamin D (25-OHD) levels were measured in 414 (ex)-smokers older than 50 years and the link between vitamin D status and presence of COPD was assessed. The rs7041 and rs4588 variants in the vitamin D-binding gene (GC) were genotyped and their effects on 25-OHD levels were tested. 

Results

 In patients with COPD, 25-OHD levels correlated significantly with forced expiratory volume in 1 s (FEV₁) (r=0.28, p<0.0001). Compared with 31% of the smokers with normal lung function, as many as 60% and 77% of patients with GOLD (Global Initiative for Obstructive Lung Disease) stage 3 and 4 exhibited deficient 25-OHD levels <20 ng/ml (p<0.0001). Additionally, 25-OHD levels were reduced by 25% in homozygous carriers of the rs7041 at-risk T allele (p<0.0001). This correlation was found to be independent of COPD severity, smoking history, age, gender, body mass index, corticosteroid intake, seasonal variation and rs4588 (p<0.0001). Notably, 76% and 100% of patients with GOLD stage 3 and 4 homozygous for the rs7041 T allele exhibited 25-OHD levels <20 ng/ml. Logistic regression corrected for age, gender and smoking history further revealed that homozygous carriers of the rs7041 T allele exhibited an increased risk for COPD (OR 2.11; 95% CI 1.20 to 3.71; p=0.009). 

Conclusion

 Vitamin D deficiency occurs frequently in COPD and correlates with severity of COPD. The data warrant vitamin D supplementation in patients with severe COPD, especially in those carrying at-risk rs7041 variants.