Оценка секреции инсулина и резистентности к инсулину у человека

13. ПОКАЗАТЕЛИ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ/РЕЗИСТЕНТНОСТИ К ИНСУЛИНУ

Индекс чувствительности к инсулину

Индекс чувствительности к инсулину (S I ) рассчитывается из HEC.

Зажим SI =M/(G×ΔI) [ 25 ]

M: скорость утилизации глюкозы,

G: устойчивая концентрация глюкозы в крови,

ΔI: разница между концентрациями инсулина в плазме натощак и в стационарном состоянии (SSPI)

Для точного измерения M и SI Clamp в тесте HEC важно, чтобы выполнялось предположение о том, что HGP полностью подавляется стационарной гиперинсулинемией [ 25 , 45 , 69 , 70 ].

Стабильные концентрации глюкозы в плазме

Во время ИСТ период от 150 до 180 минут считается стационарным периодом, и в это время постоянные инфузии инсулина и глюкозы будут определять SSPI и стационарные концентрации глюкозы в плазме (SSPG). Концентрации SSPI, как правило, одинаковы у субъектов, в то время как концентрации SSPG обратно пропорциональны чувствительности к инсулину. Таким образом, концентрация SSPG будет выше у субъектов с резистентностью к инсулину и ниже у субъектов с чувствительностью к инсулину, что можно использовать в качестве индикатора резистентности/чувствительности к инсулину. SSPG представляет собой прямое измерение метаболического действия инсулина с высокой воспроизводимостью, менее трудоемкое и менее технически сложное, чем HEC.

Чувствительность к инсулину (S I ) и эффективность глюкозы (S G )

Чувствительность к инсулину (SI ) и эффективность глюкозы (SG ) рассчитывают на основе анализа минимальной модели. S I определяется как фракционное исчезновение глюкозы на единицу концентрации инсулина. SG определяется как способность глюкозы per se способствовать ее собственной утилизации и ингибировать HGP в отсутствие дополнительного эффекта инсулина [ 68 , 71 , 72 ].

1/Инсулин натощак

1. Инсулин натощак хорошо известен как суррогатный показатель резистентности к инсулину, который снижается по мере увеличения резистентности к инсулину [ 73 ]. Однако, поскольку концентрации инсулина обычно не распределяются, линейная корреляция между 1/(инсулин натощак) и инсулинорезистентностью по методу HEC не является строгой. А секреция инсулина снижается в условиях гипергликемии у больных диабетом или у субъектов с непереносимостью глюкозы, что может привести к ошибочным результатам. Таким образом, 1/(инсулин натощак) имел ограниченное применение у пациентов с непереносимостью глюкозы или диабетом. Отсутствуют стандартизированные анализы инсулина.

Соотношение глюкоза/инсулин

Соотношение глюкоза/инсулин натощак (соотношение G/I) использовалось в качестве показателя резистентности/чувствительности к инсулину в предыдущих исследованиях [ 74-76 ] . Однако отношение G/I не отражает должным образом физиологию, лежащую в основе детерминант чувствительности к инсулину [ 77].]. У здоровых субъектов отношение G/I натощак функционально эквивалентно 1/(глюкоза натощак) из-за уровня глюкозы натощак в нормальном диапазоне. Но в условиях относительной гиперинсулинемии натощак у больных с нарушением толерантности к глюкозе или сахарным диабетом соотношение G/I натощак ошибочно увеличивается по сравнению с 1/(глюкоза натощак). У больных сахарным диабетом концентрация инсулина натощак низкая и недостаточное поддержание уровня глюкозы в крови в пределах нормы; таким образом, существуют ограничения в применении этих суррогатных индексов, полученных для пациентов с диабетом.

Гомеостатическая модель оценки резистентности к инсулину

HOMA-IR = [инсулин натощак (мкМЕ/мл)] × [глюкоза натощак (ммоль/л)]/22,5

Модель гомеостаза резистентности к инсулину (HOMA-IR) проста, минимально инвазивна, но резистентность к инсулину у пациентов, получающих инсулин, нуждается в дальнейшей проверке. Знаменатель 22,5 является нормирующим коэффициентом. HOMA-IR имеет разумную линейную корреляцию с HEC и минимальные модельные оценки резистентности к инсулину в нескольких исследованиях различных групп населения [ 78 , 79 ]. Log (HOMA-IR) представляет собой гораздо более сильную линейную корреляцию с оценками инсулинорезистентности HEC. HOMA-IR или log (HOMA-IR) могут не давать соответствующих результатов у субъектов с серьезно нарушенной или отсутствующей функцией β-клеток.

Количественный контрольный индекс чувствительности к инсулину

Количественный контрольный индекс чувствительности к инсулину (QUICKI) представляет собой эмпирически полученное математическое преобразование концентрации глюкозы в крови натощак и концентрации инсулина в плазме, которое обеспечивает надежный, воспроизводимый и точный индекс чувствительности к инсулину с превосходной положительной прогностической силой [25 , 70 , 80 , 81 ] . . Это просто разновидность уравнения HOMA, поскольку оно преобразует данные, беря как логарифм, так и обратную величину произведения глюкоза-инсулин. Поскольку уровни инсулина натощак не имеют нормального распределения, логарифмическое преобразование улучшает его линейную корреляцию с SI Clamp .. Чтобы решить проблему, связанную с трудностью поддержания эугликемии у больных диабетом с гипергликемией натощак и нарушенной функцией β-клеток, добавление log (глюкоза натощак) к log (инсулин натощак) обеспечивает разумную коррекцию.

QUICKI= 1/[log (инсулин натощак, мкМЕ/мл) + log (глюкоза натощак, мг/дл)]

QUICKI имеет значительно лучшую линейную корреляцию с зажимом SI , чем SI, полученный из минимальной модели или HOMA-IR, особенно у пациентов с ожирением и диабетом [ 25 , 70 , 81 ]. Кроме того, QUICKI имеет самую сильную положительную прогностическую силу для определения развития диабета [ 82 ] и наиболее коррелирует с изменениями SI Clamp после терапевтических вмешательств [ 70 ]. QUICKI — это простой, недорогой и неинвазивный суррогатный индекс. По сравнению с другими суррогатными индексами резистентности к инсулину QUICKI является наиболее тщательно оцененным и подтвержденным.

Индекс Маколи

Индекс McAuley [ 83 ] используется для прогнозирования резистентности к инсулину у лиц с нормогликемией. Статистически метод регрессионного анализа использовался для оценки пороговых значений и важности различных параметров для резистентности к инсулину, таких как инсулин натощак, триглицериды, аспартатаминотрансфераза, скорость основного обмена (индекс массы тела [ИМТ]) и окружность талии.

Индекс Маколи = exp [2,63–0,28 лн (инсулин в мкМЕ/л)–0,31 лн (триглицериды в ммоль/л)]

Индекс Мацуда

Составной SI инсулина всего тела, включающий чувствительность к инсулину как в печени, так и в периферических тканях, разработанный Matsuda и DeFronzo на основе данных OGTT [ 26 ].

ISI (Мацуда) = 10 000 / √ [(G 0 × I 0 ) × (G среднее × I среднее )]

G 0 : Концентрация глюкозы в плазме натощак (мг/дл), полученная с момента 0 OGTT.

I 0 : Концентрация инсулина в плазме натощак (мкМЕ/л), полученная с момента 0 OGTT.

G означает : средняя концентрация глюкозы в плазме во время ПГТТ (мг/дл).

Я имею в виду : Средняя концентрация инсулина в плазме во время ПГТТ (мкМЕ/л)

Квадратный корень используется для поправки на нелинейное распределение инсулина, а 10 000 является масштабным коэффициентом в уравнении.

Индекс Стамволла

Stumvoll и Gerich предложили использовать демографические данные, такие как возраст, пол и ИМТ, в дополнение к реакции глюкозы в плазме (ммоль/л) и инсулина (пмоль/л) во время ПГТТ для прогнозирования чувствительности к инсулину и функции β-клеток [84 ] .

ISI Штумволла =0,156–0,0000459×I 120 (пмоль/л) –0,000321×I 0 (пмоль/л) –0,00541×G 120 (ммоль/л)

I 0 , концентрация инсулина в плазме натощак

I 120 , концентрация инсулина в плазме через 120 минут

G 120 , концентрация глюкозы в плазме через 120 минут.

Авиньонский индекс

Авиньон и др. [ 85 ] разработали три индекса чувствительности к инсулину: SiM, Sib и Si2h путем вычисления данных уровня глюкозы и инсулина натощак и через 2 часа во время ПГТТ. Он полезен для совмещения определения толерантности к глюкозе и оценки чувствительности к инсулину в одном простом тесте.

Sib=10 8 /(I 0 (мкМЕ/л) × G 0 (ммоль/л) × ВД)

Si2h=10 8 /(I 120 (мкМЕ/л) × G 120 (ммоль/л) × ВД)

SiM=[(0,137×Sиб)+Si2h]/2

I 0 , концентрация инсулина в плазме натощак

I 120 , концентрация инсулина в плазме через 120 минут

G 0 , концентрация глюкозы в плазме натощак

G 120 , концентрация глюкозы в плазме через 120 минут.

VD, объем распределения глюкозы (150 мл/кг массы тела)

Индекс Гутта, ISI (0,120)

ISI (0,120) рассчитывали с использованием концентрации глюкозы в плазме и концентрации инсулина натощак (0 минут) и 120-минутных образцов из OGTT [ 86 ]. Индекс хорошо коррелирует с прямыми оценками чувствительности к инсулину, полученными в исследовании HEC.

ISI(0, 120)=75 000+(G 0 –G 120 ) (ммоль/л) × 0,19 × масса тела (кг) / 120 × Gсреднее (0, 120) (ммоль/л) × Log (I означает( 0, 120) ) (мкМЕ/л)

G 0 , концентрация глюкозы в плазме натощак во время ПГТТ

G 120 , концентрация глюкозы в плазме через 120 минут во время ПГТТ

G mean , средняя концентрация глюкозы в плазме во время ПГТТ

Я имею в виду среднюю концентрацию инсулина во время ПГТТ.

Индекс Бельфиоре

Индекс Бельфиоре рассчитывали по нормальным значениям базальной концентрации глюкозы и инсулина, а также по среднему нормальному значению площади глюкозы и инсулина во время ПГТТ [ 87 ].

Индекс Бельфиоре = 2 (G S / GN ) × (IS / I N )+1

С, предметы

N, нормальные эталонные значения

G S , G N : концентрации глюкозы в плазме, выраженные как значения натощак или как площади, полученные во время стандартного ПГТТ через 0 и 2 часа.

I S , I N : концентрации инсулина в плазме, выраженные в виде значений натощак или в виде площади, полученной во время стандартного ПГТТ через 0 и 2 часа.

Показатели для измерения чувствительности/резистентности к инсулину, описанные до сих пор, суммированы вТаблица 2. Прямые измерения чувствительности к инсулину, основанные на HEC или IST, в основном отражают чувствительность скелетных мышц к инсулину. С другой стороны, косвенные показатели чувствительности к инсулину, основанные на FSIVGTT или суррогатных показателях, основанных на OGTT или MTT, отражают печеночную и периферическую резистентность к инсулину. Индексы резистентности к инсулину, основанные на статических тестах, в первую очередь отражают чувствительность печени к инсулину.

Таблица 2.

Показатели инсулинорезистентности

Метод

Измерение резистентности к инсулину

На основе динамических тестов

 

Прямая оценка инсулинорезистентности

 

Гиперинсулинемический эугликемический клэмп

Зажим SI =M/(G×ΔI)

Инсулиносупрессивный тест

SSPG (стабильное состояние глюкозы в плазме)

Косвенное измерение резистентности к инсулину

Анализ минимальной модели FSIVGTT

Вычислительная модель

SI: фракционное исчезновение глюкозы на единицу концентрации инсулина

SG: способность глюкозы сама по себе способствовать ее утилизации и ингибировать HGP в отсутствие добавочного эффекта инсулина.

Индексы на основе OGTT или MTT

Индекс Мацуда

ISI (Мацуда) = 10 000 / √ [(G 0 × I 0 ) × (G среднее × I среднее )]

Индекс Стамволла

ISI Штумволла =0,156–0,0000459×I 120 (пмоль/л) –0,000321×I 0 (пмоль/л) –0,00541×G 120 (ммоль/л)

Авиньонский индекс

SiM=[(0,137×Sиб)+Si2h]/2

Индекс Гутта, ISI (0,120)

ISI (0, 120) = 75 000+(G0–G120) (ммоль/л) × 0,19 × масса тела (кг)/120 × Gсреднее ( 0, 120) (ммоль/л) × Log (I означает (0, 120)) (мкМЕ/л)

Индекс Бельфиоре

Индекс Бельфиоре = 2 (G S / GN ) × (IS / I N )+1

Статические тестовые индексы

Простые суррогатные маркеры

1/инсулин натощак

Обратная концентрация инсулина в плазме натощак, мкМЕ/мл

Соотношение глюкоза/инсулин

Соотношение концентрации глюкозы в плазме натощак (мг/дл) и концентрации инсулина (мкМЕ/мл)

HOMA-IR

HOMA-IR = [инсулин натощак (мкМЕ/мл)] × [глюкоза натощак (ммоль/л)]/22,5

БЫСТРО

QUICKI=1/[log инсулина натощак, мкМЕ/мл)+log (глюкоза натощак, мг/дл)]

индекс Маколи

Индекс Маколи = exp [2,63–0,28 ln (I 0 )–0,31 ln (TAG 0 )]

Открыть в отдельном окне

SI, индекс чувствительности к инсулину; M, скорость утилизации глюкозы; G — равновесная концентрация глюкозы в крови; ΔI, разница между концентрациями инсулина в плазме натощак и в стационарном состоянии; FSIVGTT, внутривенный тест на толерантность к глюкозе с частой выборкой; HGP, производство глюкозы печенью; ПГТТ, пероральный тест на толерантность к глюкозе; МТТ, тест на толерантность к еде; ISI, индекс чувствительности к инсулину; Gmean — средняя концентрация глюкозы в плазме во время ПГТТ; Я имею в виду , среднюю концентрацию инсулина при ПГТТ; G 0 , концентрация глюкозы в плазме натощак; G 120 , концентрация глюкозы в плазме через 120 минут; I 0 , концентрация инсулина в плазме натощак (мкМЕ/л); я 120, концентрация инсулина в плазме через 120 минут; HOMA-IR, гомеостатическая модель оценки резистентности к инсулину; QUICKI, количественный индекс проверки чувствительности к инсулину; TAG 0 , концентрация триглицеридов натощак.