Інсулінорезистентність і методи її діагностики
Розглянуто можливість використання, переваги і недоліки, різних методів оцінки дії інсуліну in vivo для діагностики інсулінорезистентності, ключового фактора розвитку метаболічного синдрому ( «синдрому Х»), що включає артеріальну гіпертонію, абдомінальне ожиріння, порушення толерантності до глюкози і дісліпопротеідемію. Відзначено. що впровадження в практику науково-клінічних досліджень методів оцінки інсулінорезистентності необхідно для виявлення і своєчасної корекції метаболічних порушень, оскільки рання діагностика метаболічного синдрому є одним з методів первинної профілактики серцево-судинних захворювань і цукрового діабету 2 типу.
Під терміном «інсулінорезистентність» прийнято розуміти зниження реакції інсулінчувствітельних тканин на інсулін при його достатній концентрації, що приводить до хронічної компенсаторної гіперінсулінемії. В основі зниження чутливості до інсуліну може лежати порушення здатності інсуліну пригнічувати продукцію глюкози в печінці і / або стимулювати захоплення глюкози периферичними тканинами. Оскільки у здорових людей 75-80% глюкози утилізується скелетної мускулатурою, то більш імовірно припущення, що основною причиною інсулінорезистентності є порушення інсулінстімуліруемой утилізації глюкози скелетними м'язами.
Таблиця 1. Критерії діагностики метаболічного синдрому [27].
Прямі (екзогенні) методи визначають вплив інфузії інсуліну на метаболізм глюкози. До них відносять інсуліновий тест толерантності (ІТТ), інсуліновий супресивний тест (ІСТ) і еуглікеміческій гіперінсулінеміческій клемп (ЕГК).
Інсуліновий тест толерантності (ІТТ) полягає в болюсном внутрішньовенному введенні інсуліну з розрахунку 0,1 Ед на 1 кг маси тіла. Існують дві модифікації тесту: короткий (з щохвилинним визначенням рівня глюкози крові протягом 15 хвилин) і довгий (з вимірюванням рівня глюкози кожні 5 хвилин з 10-ї по 40-у хвилину від введення інсуліну [12].
Чутливість до інсуліну розраховується за формулою:
[Глюкоза (0) ¾ глюкоза (15)] / глюкоза (0);
де глюкоза (0) - базальний рівень глюкози;
глюкоза (15) - рівень глюкози на 15-й хвилині від введення інсуліну.
В ході тесту спостерігається лінійне зниження рівня глюкози крові, кут нахилу лінії розраховують за формулою: 0,693 / період напіввиведення глюкози плазми. Чим більше кут нахилу, тим краще чутливість до інсуліну.
Метод ІТТ простий у виконанні, економічний, проте не дозволяє дати кількісну оцінку інсулінорезистентності і не відповідає на питання, які тканини беруть участь в порушенні дії інсуліну (печінка, м'язи). Крім того, в ході тесту можливий розвиток інсулініндуцірованной гіпоглікемії, що обмежує його застосування.
Інсуліновий супресивний тест (ІСТ) являє собою методику, при якій пацієнтові з постійною швидкістю вводять глюкозу, одночасно проводять інфузію адреналіну зі швидкістю 6 мг / хв (для придушення відповіді бета-клітин на гіперглікемію) і пропранололу в дозі 80 мг / хвилину (для придушення здатності адреналіну стимулювати продукцію ендогенної глюкози) [25]. Концентрація глюкози в крові поступово підвищується до досягнення стабілізації на рівні рівноважного стану, який визначається чутливістю до інсуліну. Більший рівень глюкози плазми досягається при більш низькій чутливості до інсуліну. Цей метод в даний час практично не використовується в зв'язку з можливістю порушення серцевого ритму під дією адреналіну.
Відома й інша модифікація методу: для придушення ендогенної продукції інсуліну використовують інфузію соматостатину зі швидкістю 250 мг / год [1 5]. Це більш безпечний спосіб, однак введення екзогенного соматостатина викликає пригнічення гастроінтестинальних, гіпофізарних і деяких інших гормонів.
Еуглікеміческій гіперінсулінеміческій клемп (ЕГК, клемп-тест,) використовується для визначення інсулінорезистентності з кінця 70-х років [12]. Суть методу полягає в гострому підвищенні концентрації інсуліну в крові до 100 МО / л шляхом інфузії інсуліну зі швидкістю 1 МО / хв на 1 кг маси тіла і одночасному внутрішньовенному введенні глюкози для підтримки еуглікеміі (близько 5,5 ммоль / л). Для розрахунку кількості введеної глюкози необхідно швидке і багаторазове визначення концентрації глюкози в артеріальній крові. При досягненні стійкого рівня еуглікеміі кількість введеної глюкози буде відповідати швидкості захоплення глюкози тканинами, тобто відображати інсулінообусловленний метаболізм її в тканинах. При наявності резистентності до інсуліну для підтримки еуглікеміі потрібні менші кількості глюкози. Для оцінки інсулінорезистентності при проведенні клемп-тесту використовуються критерії, запропоновані європейською групою вчених [13].
Клемп-тест - найнадійніший і точний метод діагностики, який дозволяє не тільки дати кількісну оцінку інсулінорезистентності, а й визначити, що лежить в основі зниженої чутливості до інсуліну (порушення здатності інсуліну пригнічувати продукцію глюкози в печінці або стимулювати захоплення глюкози периферичними тканинами). Незважаючи на наявність чітких критеріїв інтерпретації, ЕГК досить рідко застосовується для дослідницьких цілей, і практично не використовується в клінічній практиці. Метод трудомісткий, для його виконання потрібно додаткове технічне оснащення (калібровані помпи для дозованої інфузії глюкози і інсуліну, два постійних внутрішньовенних доступу, обладнання для експрес-аналізу рівня глюкози крові) і спеціально навчений персонал.
Непрямі методи (ендогенні) оцінюють дію ендогенного інсуліну. Це пероральний глюкозо-толерантний тест (ПГТТ), внутрішньовенний глюкозо-толерантний тест (ВВГТТ) і постійна інфузія глюкози з модельною оцінкою (пігмеї).
Пероральний глюкозо-толерантний тест (ПГТТ) найбільш часто застосовується в клінічній практиці як скринінговий метод. Широке використання методу обумовлено простотою виконання, неінвазивністю, фізіологічністю і економічністю. Хоча ПГТТ не дозволяє провести оцінку інсулінорезистентності, а лише визначає наявність і ступінь вираженості гіперінсулінемії, з клінічної точки зору визначення останньої видається не менш важливим, ніж власне інсулінорезистентності.
Методика проведення тесту: концентрації глюкози, імунореактивного інсуліну (ІРІ) і С-пептиду вимірюють натщесерце і через 2 години після прийому per os 75 грам сухої глюкози, розчиненої в 250 мл води. В період проведення тесту виключаються куріння, прийом їжі і води, фізичні навантаження. За другою модифікації тесту рівні глюкози і інсуліну вимірюють натщесерце і через 30, 60, 90, 120 хвилин після прийому глюкози. Розрахунок інтегральних показників виробляють по '' площі під інсулінової кривої '', яка дорівнює сумі концентрацій ІРІ плазми до початку тесту і через 30, 60, 90, 120 хвилин [23].
Концентрація ІРІ в плазмі крові вранці натще більше 12,5 мкМЕ / мл і через 2 години після навантаження глюкозою понад 28,5 мкМЕ / мл свідчить про наявність гіперінсулінемії [2]. Критерієм метаболічного синдрому вважають концентрацію С-пептиду більше 1,2 нмоль / л до початку тесту і понад 1,4 нмоль / л через 2 години після прийому глюкози [3]. Концентрацію глюкози крові натще більше 5,5 ммоль / л розцінюють як гіперглікемію натще (19), а понад 6,7 ммоль / л - як цукровий діабет [27]. Як критерій підвищеного сумарного інсулінового відповіді вважають показник площі під інсулінової кривої понад 80 мкМЕ / мл [2]. Для оцінки дії інсуліну розраховують також глікемічний індекс (індекс Caro) по відношенню концентрації глюкози в крові (в ммоль / л) до рівня ІРІ (в мкМЕ / мл) натщесерце. Значення індексу менше 0,33 вважають непрямою ознакою наявності інсулінорезистентності [11].
Внутрішньовенний глюкозо-толерантний тест (ВВГТТ) - динамічний тест, що дозволяє відтворити нормальну фізіологічну модель дії інсуліну. Крім того, абсорбція глюкози не залежить від функціонування кишкової стінки, як це має місце при застосуванні ПГТТ. На відміну від ЕГК (клемп-тесту), ВВГТТ дозволяє оцінити обидві фази секреції інсуліну, в тому числі глюкозозалежний механізм виділення інсуліну [7]. До недоліків методу ВВГТТ відноситься відносна складність його виконання: потрібні два постійних внутрішньовенних доступу, проби крові забираються часто (15 разів) протягом тривалого часу (3 годин).
Методика проведення інсулін-модифікованого ВВГТТ:
У стерильних умовах встановлюють два кубітальних венозних катетера. В один з них з метою стимуляції ендогенної секреції інсуліну болюсно вводиться 40% розчин глюкози протягом 2-х хвилин з розрахунку 0,3 г / кг маси тіла з подальшим частим (15 разів за 3 години) забором крові для визначення концентрації глюкози і інсуліну . На 20-ій хвилині від введення глюкози внутрішньовенно болюсно вводиться інсулін короткої дії з розрахунку 0,03 Од / кг маси тіла. Схема забору крові: -10, -5, 2, 4, 8, 19, 22, 25, 27, 30, 40, 50, 70, 90 і 180 хвилин (за 0 точку приймається час введення глюкози).
Для інтерпретації отриманих результатів використовується модель, запропонована Bergman і співавт. [8]. яка передбачає, що концентрація глюкози в плазмі крові знижується завдяки одному з двох механізмів: незалежно від рівня інсуліну (індекс ефективності глюкози SG) і під дією інсуліну (індекс чутливості до інсуліну SI). Індекс SI характеризує здатність інсуліну знижувати концентрацію глюкози в позаклітинній рідині (зменшуючи ендогенну продукцію глюкози і збільшуючи утилізацію останньої). Індекс SG характеризує зниження рівня глюкози під дією базального рівня інсуліну, незалежно від підвищення його концентрації [8]. Необхідно пам'ятати, що інфузія екзогенного інсуліну після болюсного введення глюкози покращує оцінку індексу SI. але змінює пізню фазу ендогенного синтезу інсуліну [19].
Для розрахунку індексів SI. SG і оцінки фаз інсулінового відповіді використовується комп'ютерна програма MINMOD [7] або її модифікації. За нормальну чутливість до інсуліну приймаються значення індексу SI = 4,0 - 8,0 х 10 -4 min -1 (мкЕД / мл) -1. індекс SI <2,0 х 10 -4 характерен для пациентов с сахарным диабетом. Панкреатический ответ описывается параметрами ф1 (первая фаза инсулинового ответа) = 2,0 – 4,0 min –1 (мкЕд/мл) –1 и ф2 (вторая фаза инсулинового ответа) = 20 – 35 min –1 (мкЕд/мл) –1 [7,9].
Постійна інфузія глюкози з модельною оцінкою (пігмеї) - метод, при використанні якого визначають рівноважну концентрацію глюкози і інсуліну після годинної внутрішньовенної інфузії глюкози зі швидкістю 5 мг / хв на 1 кг ідеальної маси тіла [20]. На підставі отриманих даних, використовуючи модель гомеостазу глюкози, розраховують індекс відносної резистентності до інсуліну, R. Однак інтерпретація R залишається не цілком ясною, особливо, коли відповідь інсуліну недостатній для стимуляції утилізації глюкози тканинами, що має місце у пацієнтів з дефіцитом інсуліну. У зв'язку зі складністю інтерпретації результатів і неможливістю дати кількісну оцінку інсулінорезистентності, цей метод діагностики не набув широкого поширення ні в клінічних, ні в дослідницьких цілях.
З усіх методів оцінки дії інсуліну in vivo пероральний глюкозо-толерантний тест набув найбільшого поширення в клінічній практиці як метод-скринінг зважаючи на простоту, економічності і чіткої кореляції результатів з даними, отриманими при використанні клемп-тесту [1]. Для виявлення інсулінорезистентності за доцільне використовувати внутрішньовенний тест толерантності до глюкози, який дозволяє розглянути обидві фаза секреції інсуліну і дати кількісну оцінку інсулінорезистентності. Метод ВТТГ в порівнянні з клемп-тестом більш простий, економічний і не вимагає спеціального обладнання.