Consilium medicum начало :: поиск :: подписка :: издатели :: карта сайта

АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПЕРТЕНЗИЯ  
Том 8/N 1/2002 МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ

Методы диагностики инсулинорезистентности


Е.К.Алишева, Е.И.Красильникова, Е.В.Шляхто

Кафедра факультетской терапии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П.Павлова

Резюме
Данная статья посвящена методам диагностики инсулинорезистентности, лежащей в основе многих сердечно-сосудистых заболеваний, нарушений углеводного и липидного обмена. Описываются прямые и непрямые методы оценки действия инсулина, их преимущества и недостатки. К прямым относится метод эугликемического гипергликемического клэмпа, признанный "золотым стандартом" во всем мире.
Ключевые слова: инсулинорезистентность, методы диагностики, эугликемический гипергликемический клэмп.

Summary
Given article is devoted to methods of diagnostics insulin resistence, underlying many cardiovascular diseases, glucose, lipid metabolism disturbance. The direct and indirect methods of a rating of insulin action, their advantages and lacks are described. The euglycaemic clamp technique, recognized "by the gold standard" all over the world concerns to a straight line.
Key words: insulin resistance, diagnostic methods, euglycaemic clamp technique.

Под инсулинорезистентностью понимают нарушение биологического действия инсулина как на рецепторном, так и на пострецепторном уровне, что приводит к существенным нарушениям всех обменных процессов и сопровождается на начальных этапах хронической гиперинсулинемией.
   В физиологических условиях содержание инсулина в крови колеблется в широких пределах и определяется скоростью его продукции и разрушения. Практически при всех патологических состояниях появлению стойкого повышения содержания глюкозы крови предшествует повышение уровня и нарушение ритма секреции инсулина. Инсулинорезистентность достаточно распространена в общей популяции и приводит к развитию гиперинсулинемии. В свою очередь хроническая гиперинсулинемия принимает непосредственное участие в возникновении дислипидемии, артериальной гипертензии, атеросклероза и некоторых других заболеваний. На поздних стадиях развиваются нарушения толерантности к глюкозе или сахарный диабет типа 2. Учитывая, что в настоящее время роль инсулинорезистентности как ключевого звена развития метаболического сердечно-сосудистого синдрома неоспорима [1–4], имеется необходимость в точном и воспроизводимом методе для ее измерения in vivo.
   Выделяют непрямые и прямые методы оценки действия инсулина in vivo. Непрямые методы (эндогенные) направлены на оценку эффектов эндогенного инсулина. К ним относятся пероральный глюкозотолерантный тест (ПГТТ), внутривенный глюкозотолерантный тест (ВВГТТ), постоянная инфузия глюкозы с модельной оценкой (ПИГМО). При проведении прямых методов (экзогенные) осуществляют инфузию инсулина и оценивают его эффекты на метаболизм глюкозы. Среди них – инсулиновый тест толерантности (ИТТ), инсулиновый супрессивный тест (ИСТ), эугликемический гиперинсулинемический клэмп (ЭГК). Смешанным считается метод обменного баланса на уровне предплечья (ОБП).
   Наиболее простыми, экономичными и широко используемыми являются методы ПИГМО, ВВГТТ, ПГТТ, однако они менее точны. Во всем мире "золотым стандартом" определения инсулинорезистентности признан метод ЭГК. Он обеспечивает оценку действия инсулина и легко комбинируется с множеством других методов определения глюкозы и инсулина натощак для оценки чувствительности к инсулину. Однако этот метод достаточно сложен и требует дорогостоящего оборудования.   

ПГТТ
   
Первый метод определения чувствительности к инсулину in vivo был предложен в 1930 г. Himsworth и соавт. [5]. Были выполнены два ПГТТ, одну из проб сочетали с внутривенным введением инсулина, а чувствительность клеток к инсулину определяли как индекс площади под кривой глюкозы. Используя этот метод, Himsworth показал, что молодые, худые, склонные к кетозу больные сахарным диабетом более чувствительны к экзогенно вводимому инсулину, чем пожилые, полные, не склонные к кетозу пациенты.
   Хотя этот метод уже во многом не отвечает всем современным требованиям, но, являясь наиболее простым и дешевым, сохраняет свою актуальность при проведении больших эпидемиологических исследований.
   Методика проведения теста: при ПГТТ проводят измерение глюкозы и инсулина крови натощак и через 30, 60, 90 и 120 мин после приема per os 75 г сухой глюкозы, растворенной в 200 мл воды. Расчет интегральных показателей производят по "площади под кривой" методом суммы трапеций [6].
   Определение уровня плазменной концентрации инсулина широко используется как косвенный способ оценки чувствительности к инсулину. Обычно оценивается уровень инсулина как натощак, так и после нагрузки глюкозой. Значимая инсулинорезистентность приводит к появлению более высоких плазменных концентраций инсулина.
   В ряде исследований используется гликемический индекс, рассчитываемый по соотношению содержания глюкозы крови натощак к инсулину натощак, а также инсулин-глюкозный индекс, представляющий собой отношение площади под кривой инсулина к площади под кривой глюкозы [7].
   Использование соотношения уровней глюкозы и инсулина плазмы крови натощак предложено для оценки действия инсулина. При сравнении индексов чувствительности к инсулину, полученных данным методом, с результатами проведения ЭГК было обнаружено, что они четко коррелируют, но объясняют лишь незначительную долю (5–25%) вариабельности действия инсулина независимо от используемых математических преобразований. Это свидетельствует о том, что уровни инсулина зависят не только от чувствительности тканей к инсулину, но и от скорости секреции, распределения и разрушения инсулина. С другой стороны, уровень глюкозы крови зависит от множества факторов помимо инсулина (например, от уровня глюкагона в портальной системе). В рутинной практике для определения степени риска развития различных компонентов синдрома инсулинорезистентности (т.е. артериальной гипертензии, дислипидемии, атеросклероза и сахарного диабета типа 2) большую ценность представляет определение соотношение тощакового и постпрандиального уровня инсулина плазмы крови [8].   

ВВГТТ
   
Основные преимущества ВВГТТ по сравнению с ПГТТ заключаются в том, что абсорбция глюкозы происходит быстрее и не зависит от функционирования кишечной стенки. Скорость снижения глюкозы плазмы крови после ее ввнутривенного введения и определяет чувствительность тканей к инсулину.
   Методика проведения теста: внутривенно болюсно вводят раствор глюкозы из расчета 0,3 г на 1 кг массы тела с целью стимуляции эндогенной секреции инсулина с последующим частым (до 30 раз за 3 ч) забором крови для определения уровней глюкозы и инсулина плазмы. В первоначальном варианте метода, когда не было доступно исследование содержания инсулина в крови, чувствительность к инсулину оценивали по наклону кривой снижения плазменной концентрации глюкозы, измеренной после внутривенного введения глюкозы (так называемая константа снижения глюкозы или константа Конарда, k). Поскольку влияние инсулина не принималось во внимание, то исследование не могло дать ответ на вопрос, от чего зависит скорость снижения глюкозы: от разницы в чувствительности к инсулину или от различия в индуцированном глюкозой ответе инсулина.
   Модель, предложенная Bergman и соавт. [9], учитывала изменение концентрации как инсулина, так и глюкозы во время ВВГТТ, используя соотношение инсулина и глюкозы, описывая кривую поглощения глюкозы с помощью двух дифференциальных уравнений. Одно уравнение представляет собой кинетику глюкозы, другое – эффект инсулина. Модель Bergman предполагает, что внутривенно введенная глюкоза быстро распространяется по клеткам, а плазменная глюкоза снижается по одному из двух механизмов: независимо от возрастающего уровня инсулина (индекс эффективности глюкозы SG) и под действием инсулина (индекс чувствительности к инсулину SI). При подсчете этих индексов используются компьютерные программы.
   Данный метод имеет некоторые преимущества перед техникой ЭГК. Во-первых, он более прост и менее затратен; при этом в последнее время было введено дальнейшее упрощение экспериментального протокола с уменьшением количества заборов крови от 26–30 до 12–13 образцов, таким образом эта модель может быть использована в эпидемиологических исследованиях на больших выборках пациентов. Во-вторых, этот метод позволяет оценивать обе фазы секреции инсулина, т.е. глюкозозависимый механизм выделения инсулина, что не позволяет ЭГК. В-третьих, ВВГТТ – это динамический тест, позволяющий воспроизвести нормальную физиологическую реакцию действия инсулина от начала до конца.
   С другой стороны, существуют некоторые недостатки метода, в частности, эксперимент достаточно сложен: требуются два внутривенных доступа, кровь должна забираться достаточно часто (22 раза в первоначальном протоколе) в течение относительно длительного периода времени (4 ч), сохраняется возможность появления поздней гипогликемии. Метод крайне труден для оценки, а упрощение модели может приводить к усложнению его интерпретации. Необходимо учитывать, что использование введения экзогенного инсулина после болюсного введения глюкозы улучшает оценку SI, но изменяет позднюю фазу эндогенного синтеза инсулина [10, 11].
   Кроме того, данный метод предполагает дискретный ответ инсулина (т.е. концентрация инсулина должна возрастать значимо и последовательно относительно базального уровня), что ограничивает его применение у пациентов с дефицитом инсулина, так как влияние инсулина на степень снижения глюкозы в этом случае будет незначительным. В такой ситуации протокол ВВГТТ модифицируется с помощью внутривенного болюсного введения толбутамида для стимуляции эндогенной секреции инсулина или короткой экзогенной инфузией инсулина через 20 мин после болюсного введения глюкозы [12–14]. Предложенные модификации метода, использующие толбутамид или соматостатин + инсулин для изменения времени взаимодействия инсулина и глюкозы, уменьшают стандартное отклонение параметров, но при этом утрачивается возможность оценивать ответ бета-клеток на действие самой глюкозы. Эти модифицированные тесты более сложны и также имеют потенциальный риск развития поздней гипогликемии [15].
   Таким образом, эмпирический характер данной модели не позволяет до конца определить физиологическую интерпретацию индексов SI и SG. Показатель SI рассматривается как "способность инсулина уменьшать концентрацию глюкозы во внеклеточной жидкости как уменьшая эндогенную продукцию глюкозы, так и увеличивая утилизацию глюкозы". Показатель SG, с другой стороны, может трактоваться как "оценка собственно влияния снижения глюкозы под действием базального уровня инсулина, независимо от любого повышения концентрации инсулина" [16].   

Структурная модель
   
С целью упрощения оценки чувствительности тканей к инсулину используется "структурная" математическая модель, включающая физиологические параметры нормальных функций различных органов, таких как жировая ткань, печень, скелетные мышцы для описания взаимосвязи между глюкозой и инсулином. В модель могут включаться различные степени функции бета-клеток и чувствительности к инсулину. Предполагается, что дисфункция бета-клеток у пациентов с сахарным диабетом главным образом характеризуется снижением максимальной секреторной способности. Нарушение чувствительности к инсулину печени и периферических тканях моделируется подобно сопротивлению в электрической цепи таким образом, что двукратная резистентность к инсулину приравнивается к половине чувствительности к инсулину, а ответ тканей – к половине имеющейся концентрации инсулина. Резистентность бета-клеток к глюкозе также включается в модель.
   А) Гомеостатическая модельная оценка (ГМО)
   Соотношение концентраций базального инсулина и глюкозы крови используется для оценки чувствительности к инсулину. ГМО базируется на полученных характеристиках ответа бета-клеток на глюкозу, а также уровнях базальных концентраций глюкозы и инсулина. Модель подразумевает два основных предположения: первое – степень, при которой базальный уровень концентрации глюкозы возрастает в ответ на недостаток инсулина и отражает форму нормального секреторного ответа инсулина на глюкозу, второе – базальные уровни инсулина прямо пропорциональны резистентности к инсулину. График изменения концентраций инсулина и глюкозы плазмы позволяют предсказать соотношение недостатка инсулина и резистентности к нему. Установлено, что оценка функции бета-клеток и чувствительности тканей к инсулину, полученных с помощью ГМО у пациентов с сахарным диабетом и без него, и данные, получаемые при эугликемическом и гипергликемическом клэмпе, сопоставимы, но не идентичны (коэффициент вариации до 30%). Частично это объясняется неравномерной скоростью секреции инсулина, а также неточностью оценки нормальной базальной концентрации инсулина.
   Б) Постоянная инфузия глюкозы с модельной оценкой (ПИГМО)
   В рамках данного метода эндогенная секреция инсулина стимулируется постоянной внутривенной инфузией глюкозы (5 мг глюкозы в 1 мин на 1 кг идеальной массы тела в течение 1 ч). Равновесное состояние плазменных концентраций глюкозы и инсулина используются для определения чувствительности к инсулину с помощью модели путем объединения физиологических данных скорости поглощения и продукции глюкозы различными органами с уже известными их ответами на различные уровни инсулина и глюкозы. За индекс толерантности к глюкозе бета-клеток берется уровень плазменной глюкозы через 1 ч, в то время как за индекс функции бета-клеток принимается соответствующий уровень инсулина плазмы.
   В идеале для измерения чувствительности к инсулину достигнутые уровни инсулина должны быть достаточно высокими, чтобы обеспечить стимуляцию метаболизма глюкозы. Метод позволяет индуцировать выброс небольших концентраций инсулина, которые являются слабыми стимулами для поглощения глюкозы периферическими тканями. Несмотря на это, результаты, полученные при ПИГМО, сравнимы с данными ЭГК у пациентов с сахарным диабетом и без него (коэффициент вариабельности около 20%).
   Таким образом, ГМО и ПИГМО – это методы, при которых чувствительность к инсулину определяется по равновесным (или близким к равновесным) концентрациям глюкозы и инсулина, измеренным при базальных условиях (ГМО) или после стандартизированной часовой внутривенной инфузии глюкозы (ПИГМО) [17, 18]. Чувствительность к инсулину выражается как индекс относительной резистентности к инсулину, R (в долях или процентах), который рассчитывается как функция измеренных уровней глюкозы и инсулина. Функции ГМО и ПИГМО для вычисления R выводятся из модели гомеостаза глюкозы. Эта модель оценивает продукцию, распределение и утилизацию глюкозы. Предполагается, что поглощение и продукция глюкозы зависят от концентрации глюкозы и инсулина, а также от индекса резистентности к инсулину R. Эта зависимость представлена двумя эмпирическими функциями, которые построены на основании экспериментальных данных. Роль R в функции, отражающей потребление и продукцию глюкозы, такова, что R=1 соответствует нормальному гомеостазу, в то время как значение R, превышающее единицу, свидетельствует об инсулинорезистентности как печеночных клеток, так и периферических тканей. При решении смоделированных уравнений могут быть рассчитаны значения R, соответствующие данной паре значений концентрации глюкозы и инсулина. Инсулинорезистентность R определяется как "отношение фактического уровня инсулина у пациента к количеству инсулина, который вызовет такой же эффект у пациента без сахарного диабета". Хотя индекс инсулинорезистентности R является реципрокным по отношению к индексу чувствительности к инсулину, нельзя ожидать, что 1/R будет точно обратно пропорционален значению чувствительности к инсулину, полученному другими методами (ЭГК, ВВГТТ).
   При ГМО измерение базальных уровней глюкозы и инсулина является достаточным для качественного определения инсулинорезистентности. Однако нельзя предполагать, что у двух пациентов с одинаковым R будет иметься одна и та же чувствительность к инсулину. При ГМО невозможно определить, на каком уровне кроется причина инсулинорезистентности (печень или периферические ткани), в то время как ЭГК и ВВГТТ оценивают преимущественно инсулинорезистентность периферических тканей. ПИГМО, являясь упрощенной моделью гипергликемического клэмпа, более информативен. Однако интерпретация R остается не вполне ясной, особенно, когда ответ инсулина недостаточен для стимуляции утилизации глюкозы тканями, как это встречается у пациентов с дефицитом инсулина. Главным достоинством данных методов является их простота. Однако недостаточность первичной информации делает подобную оценку чувствительности к инсулину в значительной степени зависимой от модели.   

ИТТ
   
Данный метод представляет собой болюсное внутривенное введение экзогенного инсулина короткого действия (0,1 ЕД на 1 кг массы тела) с последующим ежеминутным определением уровня глюкозы крови в течение 15 мин (короткий тест). Иногда концентрация глюкозы измеряется каждые 5 мин с 10-й по 40-ю минуту после внутривенного введения инсулина [19]. Чувствительность к инсулину рассчитывается как соотношение снижения уровня глюкозы плазмы (базальный уровень глюкозы минус уровень глюкозы, измеренный на 15-й минуте) к базальной концентрации глюкозы. В большинстве случаев ожидается линейное снижение. Наклон этой линии может быть легко рассчитан по формуле: 0.693/период полувыведения плазменной глюкозы. Т.е. больший угол наклона предполагает лучшую чувствительность к инсулину [20, 21]. Этот метод достаточно долго использовался для определения чувствительности к инсулину, но он имеет целый ряд недостатков. Во-первых, снижение уровня глюкозы плазмы при проведении теста зависит и от подавления эндогенной продукции глюкозы, и от стимуляции поглощения глюкозы тканями. Несмотря на то что используемые дозы инсулина превышают физиологические, приводя к подавлению выброса глюкозы печенью, скорость снижения глюкозы во многом зависит от поглощения глюкозы тканями, в основном мышцами. Во-вторых, инсулининдуцированная гипогликемия потенциально опасна, особенно в пожилом возрасте, а также у больных с распространенным атеросклерозом, сахарным диабетом, сердечно-сосудистой патологией. В-третьих, необходимо принимать во внимание контринсулярные гормоны, синтезирующиеся в ответ на гипогликемию, которые уменьшают степень снижения глюкозы. Однако снижение глюкозы до крайней точки вслед за введением инсулина произойдет лишь через 20 мин, и только тогда будет наблюдаться повышение содержания контринсулярных гормонов крови. Поэтому возможно предположить, что скорость снижения глюкозы в первые 15–20 мин после внутривенного введения инсулина в основном обусловлена инсулинзависимым поглощением глюкозы тканями.
   Поскольку ИТТ прост, быстро выполним и достаточно точен, он может быть использован в качестве скрининга для определения инсулинорезистентности, особенно в научных исследованиях. Однако ИТТ не может дать ответ на вопрос, какие ткани (скелетные мышцы, жировая ткань или печень) повинны в нарушении действия инсулина.   

ИСТ
   
ИСТ представляет собой процедуру, обратную ЭГК, при которой скорость введения экзогенной глюкозы во время введения инсулина сохраняется постоянной, в то время как плазменная концентрация глюкозы может меняться: в состоянии равновесия больший уровень гипергликемии достигается при более низкой чувствительности к инсулину. Поскольку экспериментально вызванная гипергликемия будет стимулировать эндогенную продукцию инсулина, то может существовать два различных подхода для подавления ответа бета-клеток. При использовании техники с учетверенным вливанием, изобретенной Shen и соавт. [22], используется постоянная инфузия 6 мг/мин адреналина для подавления секреции инсулина. Поскольку адреналин является мощным стимулятором эндогенной продукции глюкозы, этот эффект гормона блокируется назначением болюсного введения 5 мг пропранолола, а затем – постоянной инфузией пропранолола в дозе 80 мг/мин. После добавления в инфузионный раствор 0,48 нмоль/мин инсулина и 33 ммоль/мин№кг глюкозы плазменная концентрация инсулина (приблизительно 600 пкмоль/мин) достигает плато в течение 3 ч, наступает состояние равновесия концентрации инсулина в плазме; плазменный уровень глюкозы постепенно повышается до достижения стабилизации на уровне равновесного состояния, который определяется индивидуальной чувствительностью к инсулину (5–8 ммоль/л у лиц без сахарного диабета) [23, 24].
   Главная проблема этого метода состоит в том, что биологические эффекты адреналина на метаболизм глюкозы (как потребление тканями, так и продукция печенью) могут быть заблокированы пропранололом не в полной мере. Что еще более важно, адреналин может вызывать значимые нарушения ритма сердца даже при использовании пропранолола. Поскольку этот эффект нельзя предсказать на основании ЭКГ, снятой в покое или при физической нагрузке, использование метода достаточно опасно.
   Лучшим (и более безопасным) способом подавить эндогенный синтез инсулина является введение 250 мг/ч соматостатина, который уменьшает уровень циркулирующих С-пептида и глюкагона приблизительно на 50% в течение 1 ч. Эта модификация ИСТ, первоначально предложенная Harano и соавт. [25], сегодня фактически вытеснила технику учетверенной инфузии. Поскольку высвобождение эндогенной глюкозы эффективно ингибируется комбинированным действием гипергликемии, гиперинсулинемии и гипоглюкагонемии, равновесное состояние глюкозы плазмы, достигаемое в течение теста, более достоверно отражает периферическую чувствительность к инсулину.
   Недостаток ИСТ состоит в том, что концентрация глюкозы плазмы не может адекватно стабилизироваться в постинфузионном периоде и у чувствительных пациентов может падать ниже исходного уровня. Равновесное состояние плазменной глюкозы у пациентов с сахарным диабетом, а также у лиц с инсулинорезистентностью может превышать почечный порог, приводя к глюкозурии. Кроме того, соматостатин ингибирует множество других гормонов (в частности, гастроинтестинальне гормоны, гормоны гипофиза). По результатам некоторых исследований выявлен независимый эффект соматостатина на клиренс глюкозы [26]. Сравнивать данный метод с ЭГК не представляется возможным, поскольку исходные условия противоположны: в одном случае моделируется гипергликемия, в другом – эугликемия [23, 24].   

ЭГК
   
Метод клэмпа глюкозы (особенно эугликемическая модификация), является "золотым стандартом" для измерения действия инсулина in vivo. Метод, первоначально изобретенный Andres и соавт. (1966), был развит и широко изучен DeFronzo и соавт. [27].
   Преимуществом ЭГК перед ИСТ является то, что поддержание эугликемии позволяет избежать трудностей с интерпретацией и не требует использования фармакологических препаратов для подавления эндогенного синтеза инсулина. Более того, кроме изучения метаболизма глюкозы он позволяет определить способность инсулина угнетать липолиз, снижать концентрацию неэстерифицированных жирных кислот, глицерола и кетоновых тел при определенном уровне инсулинемии.
   После определения базального уровня инсулина начинается его постоянная внутривенная инфузия с целью повышения концентрации инсулина плазмы до определенных значений. Наиболее часто при выполнении ЭГК используется скорость введения инсулина порядка 40 МЕ/мин на 1 м2 или 1 МЕ/мин на 1 кг массы тела, что необходимо для поддержания уровня инсулина плазмы в пределах 100 МЕ/л. При этом каждые 5 мин определяется уровень глюкозы артериальной крови. Последнее должно производиться практически мгновенно для вычисления необходимой скорости инфузии глюкозы с целью поддержания постоянного уровня гликемии. Через определенный период времени (не менее 120 мин) устанавливается равновесие, когда скорость инфузии глюкозы (М) равна скорости периферической утилизации глюкозы, таким образом, плазменный уровень инсулина достаточно высок для полного подавления эндогенной (преимущественно печеночной) продукции глюкозы. М – это показатель действия глюкозы на периферии, главным образом в скелетных мышцах.
   Технически имеются три главных требования для успешного осуществления процедуры: во-первых, требуются два постоянных внутривенных доступа: один для вливания инсулина и глюкозы, другой для осуществления частых заборов крови. Причем для заборов крови желательна артериальная катетеризация. Поглощение глюкозы тканями стимулируется инсулином, артериовенозная разница плазменной концентрации глюкозы значительно увеличивается (обычно от 0,1–0,2 до 1,0–2,0 ммоль/л) вследствие поглощения глюкозы тканями предплечья и кисти. Таким образом, если использовать уровень венозной концентрации глюкозы для регулировки скорости экзогенной инфузии глюкозы, соответствующие артериальные уровни глюкозы неоправданно повысятся, что повлечет за собой дополнительное введение лишних порций глюкозы, и клэмп будет скорее гипергликемическим, чем эугликемическим. Чувствительность к инсулину, следовательно, будет завышена. Кроме того, появление гипергликемии могло бы стимулировать эндогенный синтез инсулина. Во-вторых, необходима хорошо откалиброванная помпа для вливания глюкозы и инсулина, чтобы достигать желаемого гиперинсулинемического плато и точно вычислять необходимое количество глюкозы. Глюкозная помпа должна иметь тонкие механизмы для регулировки вливания глюкозы минимальными дозами (0,05–0,1 мл/мин). В-третьих, для точного регулирования дозы вливаемой глюкозы концентрация глюкозы крови должна измеряться практически моментально, (т.е. в пределах 30–45 с). Анализатор глюкозы необходимо часто калибровать перед исследованием и во время процедуры. Хотя существуют компьютеризированные алгоритмы выполнения ЭГК, но доза глюкозы может быть рассчитана эмпирически. Если соблюдены вышеупомянутые требования, то техника ЭГК относительно проста.
   Обычно у пациентов без сахарного диабета в течение приблизительно 40 мин от начала вливания инсулина регистрируется быстрое повышение скорости инфузии глюкозы, затем повышение скорости происходит более постепенно. Эта модель зависит от дозы инсулина; так более высокая скорость введения инсулина приведет к более крутому начальному подъему, чем более низкая. Даже при том, что инфузия глюкозы никогда не достигает равновесия, ее среднее значение в течение заключительных 60 (или точнее 40) мин 2-часового исследования представляет собой индекс чувствительности к инсулину, который вполне удовлетворяет обычным целям исследования. Необходимо отметить, что скорость инфузии экзогенной глюкозы равна скорости поглощения глюкозы всем организмом только тогда, когда эндогенная продукция глюкозы равна нулю; иначе ее общее поглощение представляет собой сумму эндогенного и экзогенного поступления глюкозы. После начала инфузии инсулина происходит эффективное подавление эндогенного синтеза глюкозы, так после 30–50-й минуты по существу вся метаболизируемая глюкоза имеет экзогенное происхождение. Однако подавление эндогенного синтеза глюкозы является инсулинзависимым, поэтому при низкой скорости инфузии инсулина (<2,5 пмоль/мин.кг) или при наличии инсулинорезистентности эндогенный синтез глюкозы может быть оценен отдельно с использованием меченых изотопов и техники растворения индикатора.
   Данные ЭГК должны быть стандартизированы. Инфузию инсулина следует рассчитывать на единицу площади поверхности тела, чтобы предотвратить передозировку инсулина у тучных пациентов с индексом массы тела более 30 кг/м2. Так, наиболее распространенная скорость введения инсулина для ЭГК 6 пмоль/мин.кг (1 МЕ/мин.кг), должна быть рассчитана как 0,24 нмоль/мин.м2 (40 МЕ/мин.м2) для общего применения. Затем чувствительность к инсулину может быть рассчитана различными путями, которые описаны в литературе. Общее поглощение глюкозы может быть нормализовано на 1 кг массы тела или на свободную от жира массу.
   Техника ЭГК по сравнению с другими вышеописанными методиками имеет значительные преимущества. Могут иметь место любые комбинации концентраций глюкозы и инсулина плазмы, что позволяет исследовать различные звенья системы глюкоза – инсулин. Например, ЭГК использовался для построения полных дозозавсимых кривых и для исследования контррегуляции гипогликемии [28]. Кроме того, данная методика может комбинироваться с множеством других исследований для получения более полной информации. Так, если одновременно используется меченная изотопом глюкоза, то может быть оценено супрессивное действие инсулина на эндогенный синтез глюкозы. Используя меченые неэстерифицированные жирные кислоты (или глицерол) и аминокислоты, можно оценивать влияние самого инсулина на липолиз и катаболизм белка. При катетеризации глубокой вены предплечья может отдельно оцениваться кровоток в этой области, а, следовательно, влияние инсулина на извлечение и поглощение глюкозы тканями предплечья может быть определенно одновременно с общим поглощением глюкозы организмом. Точно так же, если катетеризировать постпеченочную вену и измерять кровоток от внутренних органов, то можно изучать влияние инсулина на метаболизм глюкозы в печени. Если параллельно с ЭГК выполнять непрямую калориметрию, то можно оценить воздействие инсулина на окисление субстратов и стимулирующее действие гормона на термогенез. В комбинации с ЭГК, позитронно-эмиссонная томография с [18F]-дезокси-глюкозой позволит оценить региональное (например, миокардиальное), стимулируемое инсулином поглощение глюкозы тканями. Ядерно-магнитно-резонансная спектроскопия с [13C]-глюкозой позволяет измерять стимулируемое инсулином накопление гликогена. Наконец, ранее обнаруженные свойства инсулина, такие как способность гормона стимулировать периферическую вазодилатацию, активизируя симпатическую нервную систему и влияя на барорефлекторный контроль ритма сердца, исследуются, используя преимущественно стандартизированный равновесный эугликемический клэмп.
   Гипергликемическая модификация ЭГК является надежным способом оценки секреции инсулина [29]. В условиях гипергликемии происходит кратковременный выброс инсулина (ранняя фаза), за которым следует стадия прогрессивно увеличивающейся секреции инсулина (поздняя фаза). Следует упомянуть, что индекс чувствительности к инсулину при проведении гипергликемической модификации может быть вычислен путем деления скорости введения глюкозы на среднюю концентрацию инсулина за время исследования. Однако этот показатель не может использоваться для оценки действие инсулина при сравнении лиц с различным эндогенным ответом инсулина.
   Недостатки метода ЭГК определяются его сложностью (требуется два внутривенных доступа, калиброванные помпы и установка для быстрого и точного определения уровня глюкозы плазмы), а также необходимостью специального обучения персонала. В конце теста, особенно при использовании высоких доз инсулина, уровень плазменной глюкозы пациента должен некоторое время мониторироваться из-за опасности развития гипогликемии. В стандартной версии эксперимент позволяет измерять ответ только на один уровень гиперинсулинемии (т. е. одна точка дозозависимой кривой). Наконец, даже при том, что прерывание нормальной обратной связи между уровнями инсулина и глюкозы лежит в основе метода, следует признать, что условия, созданные при проведении ЭГК, нефизиологические. Однако это относится и к большинству имеющихся методик. Несмотря на указанные недостатки, именно эугликемический клэмп дал возможность получить огромное количество ценной, воспроизводимой информации, которая продолжает успешно использоваться на популяционном уровне [30].   

Литература
1. Алмазов В.А., Благосклонная Я.В., Шляхто Е.В., Красильникова Е.И. Метаболический сердечно-сосудистый синдром. СПб.: СПбГМУ, 1999; 204 с.
2. Алмазов В.А., Благосклонная Я.В., Шляхто Е.В., Красильникова Е.И., Жукова А.В. Синдром инсулинорезистентности. Артериальная гипертензия. 1997; 3 (1): 7–17.
3. DeFronzo RA, Gunnarson R, Bjorkman O, Olsson M, Wahren J. Effects of insulin on peripheral and splanchnic glucose metabolism in non-insulin-dependent (type II) diabetes mellitus. J Clin Invest 1985; 76: 149–55.
4. Anderson EA, Hoffman RP, Balon TW, Sinkey CA, Mark AL. Hyperinsulinemia produces both sympathetic neural activation and vasodilatation in normal humans. J Clin Invest 1991; 87: 2246–52.
5. Himsworth HP. Diabetes mellitus. Its differentiation into insulin-sensitive and insulin-insensitive types. Lancet 1936; 1: 127–30.
6. Seltzer M, Allen W, Herron A, Brenna M. Insulin secretion in response to glycemic stimulus: relation of delayed initial release to carbonhydrate intolerance in mild diabetes mellitus. J Clin Invest 1967; 46: 323–30.
7. Haffner SM. Hyperinsulinemia in a population at high risk for NIDDM. N Eng J Med 1986; 315: 220–4.
8. Ferrannini E, Haffner SM, Mitchell BD, Stern MP. Hyperinsulinemia: the key feature of a cardiovascular and metabolic syndrome. Diabetologia 1991; 34: 416–22.
9. Cheatam B, Kahn CR. Insulin action and the insulin signaling network. Endocr Rev 1995; 16: 117–42.
10. Mari A. Assessment of insulin sensitivity with minimal model: role of model assumptions. Am J Physiol 1997; 272: E925–E934.
11. Saad MF, Anderson RL, Laws A, Watanabe RM, Kades WW, Chen
Y-D et al. A comparison between the minimal model and the glucose clamp in the assessment of insulin sensitivity across the spectrum of glucose tolerance. Diabetes 1994; 43: 1114–21.
12. Beard JC, Bergman RN, Ward WK, Porte D. Jr. The insulin sensitivity index in nondiabetic man. Correlation between clamp-derived and IVGTT-derived values. Diabetes 1986; 35: 362–9.
13. Finegood DT, Hramiak IM, Dupre J. A modified protocol for estimation of insulin sensitivity with the minimal model of glucose kinetics in patients with insulin-dependent diabetes. J Clin Endocrinol Metab 1990; 70: 1538–49.
14. Welch S, Gebhart SSP, Bergman RN, Phillips LS. Minimal model analysis of intravenous glucose tolerance test-derived insulin sensitivity in diabetic subjects. J Clin Endocrinol Metab 1990; 71: 1508–18.
15. Gelfand RA, DeFronzo RA. Hypoglycemic counterregulation in normal and diabetic man. Ann Clin Res 1984; 16: 84–93.
16. Bergman RN, Finegood DT, Ader M. Assessment of insulin sensitivity in vivo. Endocr Rev 1985; 6: 45–86.
17. Hosker JP, Matthews DR, Rudenski AS, Burnett MA, Darling P, Bown EG. et al. Continuous infusion of glucose with model assessment: measurement of insulin resistance and b-cell function in man. Diabetologia 1985; 28: 401–11.
18. Matthews DR, Hosker JP, Rudenski AS, Naylor BA, Treacher DF, Turner RC. Homeostasis model assessment: insulin resistance and b-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Diabetologia 1985; 28: 412–9.
19. Horgaard A, Thayssen TEN. Clinical investigation into the effect of the intravenous injection of insulin. Acta Med Scand 1929; 72: 92–5.
20. Borona E, Moghetti P, Zancanaro C, Cigolini M, Querena M, Cacciatory V. et al. Estimates of in vivo insulin action in man: comparison of insulin tolerance tests with euglycemic and hyperglycemic clamp studies. J Clin Endocrinol Metab 1989; 68: 374–8.
21. Ferrannini E, Pilo A. Pattern of insulin delivery after intravenous glucose injection, and its relation to plasma glucose disappearance. J Clin Invest 1979; 64: 243–50.
22. Shen S-W, Reaven GM, Farquhar IW. Comparison of impedance to insulin-mediated glucose uptake in normal subjects and in subjects with latent diabetes. J Clin Invest 1970; 49: 2151–60.
23. DeFronzo RA, Ferrannini E. Influence of plasma glucose and insulin concentrations on plasma glucose clearance in man. Diabetes 1982; 31: 683–8.
24. Doberne L, Greenfield MS, Rosenthal M, Widstrom A, Reaven GM. Effect of variations in basal plasma glucose concentration on glucose utilization (M) and metabolic clearance (MCR) rates during insulin clamp studies in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus. Diabetes 1982; 31: 396–400.
25. Harano Y, Ohgaku S, Hidaka H, Haneda K, Kikkawa R, Shigeta Y et al. Glucose, insulin and somatostatin infusions for measurement of in vivo insulin resistance. J Clin Endocrinol Metab 1977; 45: 1124–7.
26. Bergman RN, Ader M, Finegood DT, Pacini G. Extrapancreatic effect of somatostatin infusion to increase glucose clearance. Am J Physiol 1984; 247: E596–E602.
27. DeFronzo RA, Tobin J, Andres R. Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. Am J Physiol 1979; 237: E214–E223.
28. DeFronzo RA, Ferrannini E, Hendler R, Felig P, Wahren J. Regulation of splanchnic and peripheral glucose uptake by insulin and hyperglycemia in man. Diabetes 1983; 32: 35–45.
29. Kahn SE, Prigeon RL, McCulloch DK, Boyko EJ, Bergman RN, Schwartz MW. et al. The contribution of insulin-dependent and insulin-independent glucose uptake to intravenous glucose tolerance in healthy human subjects. Diabetes 1994; 43: 587–92.
30. Ferrannini E, Natali A, Bell P, Cavallo-Perin P, Lalic N, Mingrone G. Insulin resistance and hypersecretion in obesity. J Clin Invest 1997; 100: 1166–73.



В начало
/media/gyper/02_01/29.shtml :: Sunday, 28-Apr-2002 22:13:30 MSD
© Издательство Media Medica, 2000. Почта :: редакция, webmaster