СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ
DIAGNOSTIC TECHNIQUE FOR INSULIN RESISTANCE

Изобретение относится к медицине, а именно к эндокринологии и смежным специальностям, и может быть использовано для диагностики инсулинорезистентности при патологических состояниях, связанных с избытком контринсулярных гормонов (стресс, секретирующие опухоли и пр.), с развитием системной воспалительной реакции и с некоторыми другими причинами.
Главным источником энергии для клетки является глюкоза, которая подвергается гликолизу с получением энергии, запасаемой в фосфатной связи молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).
В клетку молекулы глюкозы попадают либо с помощью специфических белков-переносчиков (например, GLUT-4, GLUT-1), которые активируются гормоном поджелудочной железы инсулином, либо по градиенту концентрации в инсулин-независимых тканях (нейроны, эритроциты и пр.). Внутриклеточные механизмы обеспечивают транспорт молекул глюкозы в активные зоны. Основная часть гликолитических реакций происходит в цитозоле, но процесс образования АТФ завершается в митохондриях.
Для жизнедеятельности клеток необходима постоянная концентрация глюкозы в плазме крови и интерстициальной жидкости на уровне от 3,5 до 5,5 ммоль/л. Регуляция гликемии осуществляется инсулином, который снижает концентрацию глюкозы за счет стимуляции ее захвата клетками для получения энергии, для формирования эндогенного запаса в виде гликогена гепатоцитами и миоцитами и для образования триацилглицеридов, которые депонируются в адипоцитах или используются различными клетками в качестве энергетического субстрата. Поддержание постоянного уровня глюкозы требует непрерывного ее поступления в плазму крови. Пища является внешним источником глюкозы, которая интенсивно всасывается слизистой оболочкой органов желудочно-кишечного тракта с развитием постпрандиальной гипергликемии. В период между приемами пищи плазменная концентрация глюкозы поддерживается за счет гликогенолиза и глюконеогенеза под действием группы контринсулярных гормонов: глюкогона, катехоламинов, глюкокортикоидов.
Усиление секреции контринсулярных гормонов, что происходит, например, при действии стрессового фактора, ведет к повышению концентрации глюкозы в плазме (стрессовая гипергликемия). Ведущим патофизиологическим механизмом этого феномена признана инсулиновая резистентность. Ее развитие объясняют нарушением работы трансмембранного белка-переносчика глюкозы GLUT-4 [Gonzalez-Sanchez J.L., Serrano-Rios M. Molecular basis of insulin action. Dmg News Perspect. - 2007. - Vol.20 (8). - P.527-531]. Это нарушение может быть ликвидировано повышением плазменной концентрации инсулина [Van den Berghe G., Wouters P., Weekers F., Verwaest C., Bruyninckx F., Schetz M., Vlasselaers D., Ferdinande P., Lauwers P., Bouillon R. Intensive insulin therapy in critically ill patients. New Engl. J. Med. - 2001. - Vol.345 (19). - P.1359-1367]. Известны два пути достижения такого результата: назначение стимуляторов секреции эндогенного инсулина (пероральные гипогликемические средства) и введение экзогенного вещества.
Для диагностики инсулинорезистентности используют следующие приемы: 1) измеряют уровень инсулина натощак и через 2 часа после глюкозной нагрузки; 2) анализируют отношение плазменных концентраций инсулина к глюкозе натощак и через 2 часа после глюкозной нагрузки в одном образце крови.
Золотым стандартом диагностики инсулинорезистентности считают гиперинсулиновый эугликемический клэмп, посредством которого определяется скорость утилизации глюкозы при контролируемом парентеральном ее поступлении. Суть способа заключается в том, что количество введенной глюкозы для поддержания эугликемии при непрерывном введении инсулина является мерой чувствительности к гормону [Bloomgarden Z.T. Measures of insulin sensitivity. Clin Lab Med. - 2006. - Vol.26 (3). - P.611-633]. Этот способ принят авторами за прототип.
Недостатками прототипа являются:
1. Требование непредсказуемо множественного повторного измерения плазменной концентрации глюкозы, что экономически нецелесообразно;
2. Способ достаточно сложен, продолжителен по времени и трудозатратен в исполнении.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности диагностики инсулинорезистентности благодаря новому подходу к выявлению инсулинорезистентности, создание более экономичного, более простого, доступного для использования в амбулаторной практике способа.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики инсулинорезистентности, включающем инфузию глюкозы, согласно изобретению определяют начальную концентрацию глюкозы в плазме крови, осуществляют инфузию глюкозо-инсулиновой смеси в соотношении 1 ед. инсулина к 4 г глюкозы со скоростью 2 мг/кг/мин глюкозы, определяют концентрацию глюкозы в плазме крови после инфузии глюкозо-инсулиновой смеси и при выявлении нарастания концентрации глюкозы в плазме более чем на 0,7 ммоль/л диагностируют инсулинорезистентность.
Для объяснения сущности изобретения следует представить следующие теоретические выкладки. Считается, что одна единица инсулина требуется для утилизации 4 г глюкозы, а максимальная скорость поглощения глюкозы клетками организма в нормальных условиях равна 2 мг/кг/мин. Отсюда следует, что глюкозо-инсулиновая смесь в указанном соотношении с представленной скоростью, рассчитанной по глюкозе, должна быть усвоена без остатка и без изменений исходных уровней глюкозы и инсулина. При повышении плазменных концентраций контринсулярных гормонов развивается инсулинорезистентность, которая препятствует утилизации глюкозы, и уровень углевода повышается после инфузии в стандартизированном, согласно изобретению, режиме глюкозо-инсулиновой смеси.
Материалом для доказательства правоты теоретического обоснования послужили сведения о парных измерениях (до инфузии глюкозо-инсулиновой смеси и после нее) плазменной концентрации глюкозы в образцах венозной крови, полученные перед хирургическим вмешательством и в ближайшие 2 часа послеоперационного периода у 7 пациентов. Динамика концентрации глюкозы в плазме до и после инфузии глюкозо-инсулиновой смеси в пред- и послеоперационном периоде представлена в таблице.
Таблица
Предоперационный период
Послеоперационный период
До инфузии
После инфузии
До инфузии
После инфузии
1
4,9 ммоль/л
5,1 ммоль/л
5,6 ммоль/л
6,5 ммоль/л
2
4,4 ммоль/л
4,5 ммоль/л
3,6 ммоль/л
5,1 ммоль/л
3
3,7 ммоль/л
4,1 ммоль/л
5,7 ммоль/л
8,4 ммоль/л
4
5 ммоль/л
6,4 ммоль/л
5,8 ммоль/л
7,4 ммоль/л
5
10,3 ммоль/л
10,5 ммоль/л
7,8 ммоль/л
9,2 ммоль/л
6
4,7 ммоль/л
5,2 ммоль/л
5,1 ммоль/л
6,7 ммоль/л
7
4,6 ммоль/л
5,1 ммоль/л
7,5 ммоль/л
8,3 ммоль/л
Из таблицы видно, что хирургическое вмешательство в данном случае сыграло роль мощного стрессового фактора, при котором, как подтверждено множеством научных исследований [Blackburn G.L. Metabolic considerations in management of surgical patients. Surg. Clin. North Am. - 2011. - Vol.91 (3). - P.467-480], значительно увеличивается секреция контринсулярных гормонов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлены графики изменений концентрации глюкозы в плазме до (1, 4) и после (2, 5) инфузии глюкозо-инсулиновой смеси в предоперационном (1, 2) и послеоперационном (4, 5) периодах.
Способ осуществляют следующим образом.
После катетеризации периферической или центральной вены производят забор образца венозной крови и определяют концентрацию глюкозы в плазме. Затем начинают инфузию глюкозо-инсулиновой смеси из расчета скорости введения глюкозы равной 4 мг/кг/мин в течение 30 мин. Через 3-5 мин после окончания инфузии осуществляют забор образца крови из периферической вены другой конечности и определяют плазменную концентрацию глюкозы. Повышение плазменного уровня глюкозы более, чем на 0,7 ммоль/л следует интерпретировать как развившуюся инсулинорезистентность.
Способ иллюстрируется следующим клиническим примером.
Пример. Пациенту Ч. Р. Г., 72 лет, 22 декабря 2011 г. выполнена торакотомия и верхняя лобэктомия справа по поводу злокачественного новообразования верхней доли правого легкого. Перед операцией был проведен тест на инсулинорезистентность согласно изобретению, который показал ее отсутствие (см. №2 в табл.). Вторая часть теста осуществлена через 60 мин после окончания операции в палате интенсивной терапии. С помощью предлагаемого изобретения выявлено нарастание уровня глюкозы с 3,6 ммоль/л до 5,1 ммоль/л, т.е. на 1,5 ммоль/л, что указывает на появление послеоперационной (стрессовой) инсулинорезистентности. При этом обращает на себя внимание отсутствие у данного пациента стрессовой гипергликемии.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет диагностировать состояние инсулинорезистентности, что может быть использовано для планирования профилактических и лечебных мероприятий. Предлагаемый способ позволит значительно снизить частоту осложнений, связанную с инсулинорезистентностью, может быть использован в амбулаторных условиях, экономичен, так как требует лишь двукратного измерения уровня глюкозы. Независимость от базового уровня инсулина в плазме крови и от плазменного уровня глюкозы повышает эффективность способа.