Функция бета-клеток поджелудочной железы
| Функция бета-клеток поджелудочной железы | |
|---|---|
| Другие имена | G β , HOMA-бета, IGI, SPINA-GBeta |
| Специальность | Эндокринология |
клеток поджелудочной железы (синонимы Gβ Функция бета - или, если рассчитывать на основе концентраций инсулина и глюкозы натощак , HOMA-Beta или SPINA-GBeta) является одним из предварительных условий эугликемии, то есть нормальной регуляции уровня сахара в крови. Она определяется как секреторная способность инсулина, т.е. максимальное количество инсулина, которое должно вырабатываться бета-клетками в данную единицу времени.
Физиология и патофизиология
[ редактировать ]Бета-клетки играют первостепенную роль в гомеостазе глюкозы . Прогрессирующая потеря секреторной способности инсулина является ключевым дефектом, связанным с переходом от здорового гликемического состояния к гипергликемии , характерной для нелеченного сахарного диабета . При сахарном диабете 1 типа и панкреатогенном диабете разрушение бета-клеток является первичным событием с точки зрения петли обратной связи . При диабете 2 типа дисфункция бета-клеток также является важной составляющей. [1] но после развития резистентности к инсулину . [2] [3] другие механизмы, включая липотоксичность , отложение амилоида , окислительный стресс , митохондриальную дисфункцию , стресс ЭР и воспаление . Могут быть задействованы и [4] [3] Потеря бета-клеток при диабете 2 типа в основном вызвана уменьшением количества бета-клеток, а не их размера. [5] Гипергликемия становится клинически значимой, когда избыточная секреция инсулина больше не может компенсировать степень инсулинорезистентности. [2] [4] [1]
Остается нерешенным вопрос, являются ли нарушение функции бета-клеток поджелудочной железы или гиперсекреция инсулина основным событием в патогенезе диабета 2 типа. [6] Оба сценария могут быть причиной и следствием, и было высказано предположение, что направление причинно-следственной связи зависит от соответствующего подтипа диабета. [6] Следовательно, они могут быть частью сложной петли обратной связи, включающей токсичность глюкозы, приводящую к двухфазному ответу, тем самым предотвращая неопластические эффекты динамической компенсации за счет мутантного захвата. [7]
Оценка функции бета-клеток
[ редактировать ]Измерение функции бета-клеток является сложной задачей, поскольку невозможно легко оценить секреторную способность инсулина. Поэтому были разработаны косвенные методы измерения. Они включают динамические и статические функциональные тесты. [8] [9]
Одноточечные измерения
[ редактировать ]Одноразовые измерения определенных гормонов или метаболитов дают некоторую ограниченную информацию. Примеры:
- Концентрация глюкозы натощак
- Натощак или случайная С-пептида концентрация
Хотя одноточечные измерения удобны и недороги, они, как правило, не считаются достаточно информативными для ранней диагностики нарушений гомеостаза глюкозы или ранней стадии диабета 1 типа. [10]
Динамические функциональные тесты
[ редактировать ]Динамические функциональные тесты функции бета-клеток включают: [11] [12] [13]
- Пероральный тест на толерантность к глюкозе (ОГТТ)
- Внутривенные глюкозотолерантные тесты (ВВГТТ)
- Тесты на переносимость еды
- Гипергликемический зажим
Статические функциональные тесты
[ редактировать ]Статические функциональные тесты для оценки функции бета-клеток включают: [14] [15]
- Соотношение инсулина и глюкозы [16]
- Измененное соотношение инсулина и глюкозы [17]
- HOMA-Бета [18]
- СПИНА-ГБета [19]
Проблемы и ограничения
[ редактировать ]Измерение функции бета-клеток требует интерпретации скорости секреции в зависимости от преобладающей концентрации глюкозы. [20] Следовательно, необходима математическая модель, которая связывала бы временной ход секреции инсулина и концентрации глюкозы как механистическую причинно-следственную связь. [21] [10]
Кроме того, функцию бета-клеток следует интерпретировать с учетом преобладающей чувствительности к инсулину. [21] [20] Это необходимо, поскольку масса бета-клеток регулируется в соответствии с требованиями динамической компенсации. [22] что приводит к гиперболической взаимосвязи между чувствительностью к инсулину и функцией бета-клеток. [4] [9] [1] [19] В состоянии инсулинорезистентности бета-клетки пролиферируют, и их секреторная способность впоследствии повышается. [23] Одна из возможностей решить эту проблему — прибегнуть к нормализации функции бета-клеток на основе метрики диспозиции. [20] Индекс диспозиции , рассчитываемый как произведение чувствительности к инсулину и функции бета-клеток, считается постоянным во время развития резистентности к инсулину. Обычно считается, что толерантность человека к глюкозе связана с индексом предрасположенности. В этой модели разные значения толерантности к глюкозе представлены разными гиперболами, так что в пределах одной гиперболы произведение чувствительности к инсулину и функции бета-клеток остается постоянным.
Таким образом, чтобы дать значимое механистическое объяснение гомеостаза инсулина и глюкозы, функция бета-клеток и чувствительность к инсулину должны оцениваться одновременно, и необходимо интерпретировать все наблюдения в контексте чувствительности к инсулину. [24] или сопротивление. [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Вейр, GC; Галья, Дж; Боннер-Вейр, С. (март 2020 г.). «Недостаточная масса β-клеток важна для патогенеза диабета 2 типа» . «Ланцет». Диабет и эндокринология . 8 (3): 249–256. дои : 10.1016/S2213-8587(20)30022-X . ПМК 7098467 . ПМИД 32006519 . S2CID 211004857 .
- ^ Jump up to: а б с Серсосимо, Э; Солис-Эррера, К; Траутманн, Мэн; Маллой, Дж; Триплитт, CL (январь 2014 г.). «Оценка функции β-клеток поджелудочной железы: обзор методов и клинического применения» . Текущие обзоры диабета . 10 (1): 2–42. дои : 10.2174/1573399810666140214093600 . ПМЦ 3982570 . ПМИД 24524730 .
- ^ Jump up to: а б Уишэм, К; Шубрук, Дж. (ноябрь 2020 г.). «Отказ бета-клеток при диабете 2 типа: механизмы, маркеры и клинические последствия» . Последипломное образование по медицине . 132 (8): 676–686. дои : 10.1080/00325481.2020.1771047 . ПМИД 32543261 . S2CID 219705786 .
- ^ Jump up to: а б с Сайшо, Ю (15 февраля 2015 г.). «Дисфункция β-клеток: ее решающая роль в профилактике и лечении диабета 2 типа» . Всемирный журнал диабета . 6 (1): 109–24. дои : 10.4239/wjd.v6.i1.109 . ПМК 4317303 . ПМИД 25685282 . S2CID 7631395 .
- ^ Сасаки, Х; Сайшо, Ю; Инаиси, Дж; Ватанабэ, Ю; Цучия, Т; Макио, М; Сато, М; Нисикава, М; Китаго, М; Ямада, Т; Ито, Х. (август 2021 г.). «Уменьшение количества бета-клеток, а не их размера, является основным фактором потери бета-клеток при диабете 2 типа» . Диабетология . 64 (8): 1816–1821. дои : 10.1007/s00125-021-05467-7 . ПМЦ 8245378 . ПМИД 33938968 . S2CID 233479427 .
- ^ Jump up to: а б Эссер, Н; Утцшнайдер, К.М.; Кан, ЮВ (октябрь 2020 г.). «Ранняя дисфункция бета-клеток по сравнению с гиперсекрецией инсулина как основное событие в патогенезе дисгликемии». Диабетология . 63 (10): 2007–2021. дои : 10.1007/s00125-020-05245-x . ПМИД 32894311 .
- ^ Карин, О; Алон, Ю (26 июня 2017 г.). «Двухфазный ответ как механизм против захвата мутантов в контурах тканевого гомеостаза» . Молекулярная системная биология . 13 (6): 933. doi : 10.15252/msb.20177599 . ПМЦ 5488663 . ПМИД 28652282 .
- ^ Чой, CS; Ким, МОЙ; Хан, К; Ли, MS (март 2012 г.). «Оценка функции β-клеток у пациентов-людей» . Островки . 4 (2): 79–83. дои : 10.4161/isl.19270 . ПМИД 22627463 . S2CID 29265470 .
- ^ Jump up to: а б с Хэннон, Т.С.; Кан, SE; Утцшнайдер, К.М.; Бьюкенен, штат Техас; Надо, К.Дж.; Цейтлер, П.С.; Эрманн, Д.А.; Арсланян, С.А.; Каприо, С; Эдельштейн, СЛ; Сэвидж, ПиДжей; Мэзер, К.Дж.; RISE, Консорциум (январь 2018 г.). «Обзор методов измерения функции β-клеток: соображения по поводу дизайна Консорциума по восстановлению секреции инсулина (RISE)» . Диабет, ожирение и обмен веществ . 20 (1): 14–24. дои : 10.1111/дом.13005 . hdl : 1805/13697 . ПМК 6095472 . ПМИД 28493515 . S2CID 30114663 .
- ^ Jump up to: а б Галдериси, А; Карр, Эл.Дж.; Мартино, М; Тейлор, П; Старший, П; Даян, К. (15 сентября 2023 г.). «Количественная оценка функции бета-клеток на доклинических стадиях диабета 1 типа» . Диабетология . 66 (12): 2189–2199. дои : 10.1007/s00125-023-06011-5 . ПМЦ 10627950 . ПМИД 37712956 .
- ^ Бача, Ф; Гунгор, Н.; Арсланян, С.А. (май 2008 г.). «Измерения функции бета-клеток во время перорального теста на толерантность к глюкозе, жидкостного смешанного теста и гипергликемического клэмп-теста» . Журнал педиатрии . 152 (5): 618–21. дои : 10.1016/j.jpeds.2007.11.044 . ПМК 2396878 . ПМИД 18410762 .
- ^ Бельцы, ЕВ; Вандемельбрук, Э; Уитс, я; Ван Де Вельде, США; Ван Далем, А; Демистер, С; Верхэген, К; Гиллард, П; Де Блок, К; Рюж, Дж; Кеймеулен, Б; Трубопроводчики, генеральный директор; Декошез, К; Горус, ФК; Бельгийский регистр диабета (февраль 2015 г.). «Гипергликемический клэмп-тест и пероральный тест на толерантность к глюкозе для 3-летнего прогнозирования клинического начала у потомков, а также братьев и сестер с постоянными аутоантителами у пациентов с диабетом 1 типа». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 100 (2): 551–60. дои : 10.1210/jc.2014-2035 . HDL : 10067/1233730151162165141 . ПМИД 25405499 .
- ^ Хэннон, Т.С.; Кан, SE; Утцшнайдер, К.М.; Бьюкенен, штат Техас; Надо, К.Дж.; Цейтлер, П.С.; Эрманн, Д.А.; Арсланян, С.А.; Каприо, С; Эдельштейн, СЛ; Сэвидж, ПиДжей; Мэзер, К.Дж.; RISE, Консорциум (январь 2018 г.). «Обзор методов измерения функции β-клеток: соображения по поводу дизайна Консорциума по восстановлению секреции инсулина (RISE)» . Диабет, ожирение и обмен веществ . 20 (1): 14–24. дои : 10.1111/дом.13005 . hdl : 1805/13697 . ПМК 6095472 . ПМИД 28493515 .
- ^ Альбареда, М; Родригес-Эспиноса, Дж; Муруго, М; де Лейва, А; Коркой, Р. (декабрь 2000 г.). «Оценка чувствительности к инсулину и функции бета-клеток на основе измерений натощак и во время перорального теста на толерантность к глюкозе». Диабетология . 43 (12): 1507–11. дои : 10.1007/s001250051561 . ПМИД 11151759 .
- ^ Дитрих, JW; Абуд, А; Дасгупта, Р; Ануп, С; Джебасингх, ФК; Сперджен, Р.; Томас, Н.; Бём, БО (2 января 2024 г.). «Новый простой индекс диспозиции (SPINA-DI) на основе концентрации инсулина и глюкозы натощак как надежный показатель гомеостаза углеводов» . Журнал диабета . дои : 10.1111/1753-0407.13525 . ПМИД 38169110 .
- ^ Ли, Х; Чжан, Ф; Чен, Х; Ю, Х; Чжоу, Дж; Ли, М; Ли, Кью; Ли, Л; Инь, Дж; Лю, Ф; Бао, Ю; Хан, Дж; Цзя, В. (30 января 2017 г.). «Диагностика инсулиномы с использованием соотношения сывороточных концентраций инсулина и С-пептида к глюкозе во время 5-часового перорального глюкозотолерантного теста» . Эндокринный журнал . 64 (1): 49–57. doi : 10.1507/endocrj.EJ16-0292 . ПМИД 27725372 .
- ^ Наук, Массачусетс; Мейер, Джей-Джей (4 декабря 2012 г.). «Диагностическая точность «исправленного» соотношения инсулин-глюкоза для биохимической диагностики инсулином». Анналы внутренней медицины . 157 (11): 767–75. дои : 10.7326/0003-4819-157-11-201212040-00004 . ПМИД 23208166 . S2CID 27336701 .
- ^ Мэтьюз, доктор медицинских наук; Хоскер, JP; Руденский А.С.; Нейлор, бакалавр; Тричер, Д.Ф.; Тернер, Р.К. (июль 1985 г.). «Оценка модели гомеостаза: резистентность к инсулину и функция бета-клеток на основе концентрации глюкозы в плазме натощак и концентрации инсулина у человека» . Диабетология . 28 (7): 412–9. дои : 10.1007/BF00280883 . ПМИД 3899825 . S2CID 24872571 .
- ^ Jump up to: а б Дитрих, JW; Дасгупта, Р; Ануп, С; Джебасингх, Ф; Куриан, Мэн; Инбакумари, М; Бём, Бо; Томас, Н. (21 октября 2022 г.). «SPINA Carb: простая математическая модель, позволяющая быстро оценить чувствительность к инсулину и функцию бета-клеток in vivo» . Научные отчеты . 12 (1): 17659. Бибкод : 2022NatSR..1217659D . дои : 10.1038/s41598-022-22531-3 . ПМЦ 9587026 . ПМИД 36271244 . S2CID 253041870 .
- ^ Jump up to: а б с д Кобелли, К; Тоффоло, генеральный менеджер; Далла Мэн, C; Кампиони, М; Денти, П; Каумо, А; Батлер, П; Рицца, Р. (июль 2007 г.). «Оценка функции бета-клеток у человека одновременно с чувствительностью к инсулину и экстракцией из печени с помощью внутривенных и пероральных тестов на глюкозу». Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 293 (1): Е1–Е15. дои : 10.1152/ajpendo.00421.2006 . ПМИД 17341552 .
- ^ Jump up to: а б Ферраннини, Э; Мари, А (май 2004 г.). «Функция бета-клеток и ее связь с действием инсулина у людей: критическая оценка» . Диабетология . 47 (5): 943–56. дои : 10.1007/s00125-004-1381-z . ПМИД 15105990 . S2CID 23061377 .
- ^ Карин, О; Свиса, А; Глейзер, Б; Дор, Ю; Алон, Ю (8 ноября 2016 г.). «Динамическая компенсация в физиологических цепях» . Молекулярная системная биология . 12 (11): 886. doi : 10.15252/msb.20167216 . ПМК 5147051 . ПМИД 27875241 . S2CID 2643944 .
- ^ Бергман, Р.Н. (1 февраля 2024 г.). «Функция β-клеток поджелудочной железы в сравнении с резистентностью к инсулину: применение гиперболического закона толерантности к глюкозе» . Журнал клинических исследований . 134 (3). дои : 10.1172/JCI176738 . ПМЦ 10836807 . ПМИД 38299589 .
- ^ Арен, Б; Пачини, Дж. (февраль 2004 г.). «Важность количественного определения секреции инсулина в зависимости от чувствительности к инсулину для точной оценки функции бета-клеток в клинических исследованиях» . Европейский журнал эндокринологии . 150 (2): 97–104. дои : 10.1530/eje.0.1500097 . ПМИД 14763905 .