Функция бета-клеток поджелудочной железы
Медицинское состояние
Функция бета-клеток поджелудочной железы
Другие именаG β , HOMA-Beta, IGI, SPINA-GBeta
СпециальностьЭндокринология

Функция бета-клеток поджелудочной железы (синонимы G β или, если рассчитывать по концентрациям инсулина и глюкозы натощак , HOMA-Beta или SPINA-GBeta) является одним из предварительных условий эугликемии, т. е. нормальной регуляции сахара в крови. Она определяется как способность секретировать инсулин, т. е. максимальное количество инсулина, которое может быть произведено бета-клетками за данную единицу времени.

Физиология и патофизиология

Бета-клетки играют первостепенную роль в гомеостазе глюкозы . Прогрессирующая потеря способности секретировать инсулин 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 важным компонентом, [1] но после развития резистентности к инсулину . [2] [3] Другие механизмы, включая липотоксичность , отложение амилоида , окислительный стресс , митохондриальную дисфункцию , стресс ЭР и воспаление , также могут быть вовлечены. [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 резистентности к инсулину. [2] [4] [1]

Остается нерешенным вопрос, являются ли нарушение функции бета-клеток поджелудочной железы или гиперсекреция инсулина первичным 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 путем захвата мутантами. [7]

Оценка функции бета-клеток

Измерение функции бета-клеток является сложной задачей, поскольку секреторная способность инсулина не может быть легко оценена. Поэтому были разработаны косвенные методы измерения. Они включают динамические и статические функциональные тесты. [8] [9]

Одноточечные измерения

Однократные измерения определенных гормонов или метаболитов дают некоторую ограниченную информацию. Примеры:

Хотя одноточечные измерения удобны и недороги, они, как правило, не считаются достаточно информативными для ранней диагностики нарушения гомеостаза глюкозы или ранней стадии диабета 1 типа. [10]

Тесты динамических функций

Динамические функциональные тесты для оценки функции бета-клеток включают: [11] [12] [13]

Статические функциональные тесты

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

Измерение функции бета-клеток требует интерпретации скорости секреции в зависимости от преобладающей концентрации глюкозы. [20] Поэтому необходима математическая модель, которая связывает временные изменения секреции инсулина и концентрации глюкозы как механистическую причинно-следственную связь. [21] [10]

Гиперболическая связь между чувствительностью к инсулину и функцией бета-клеток, показывающая динамическую компенсацию при «здоровой» инсулинорезистентности (переход от А к В) и эволюцию сахарного диабета 2 типа (переход от А к С).
Гиперболическая связь между чувствительностью к инсулину и функцией бета-клеток, показывающая динамическую компенсацию при «здоровой» резистентности к инсулину (переход от A к B) и развитие сахарного диабета 2 типа (переход от A к C). Изменено из Cobelli et al. 2007 и Hannon et al. 2018 [20] [9]

Кроме того, функция бета-клеток должна интерпретироваться в свете преобладающей чувствительности к инсулину. [21] [20] Это необходимо, поскольку масса бета-клеток регулируется в соответствии с требованиями динамической компенсации, [22] что приводит к гиперболической зависимости между чувствительностью к инсулину и функцией бета-клеток. [4] [9] [1] [19] В состоянии резистентности к инсулину бета-клетки пролиферируют, и их секреторная способность впоследствии увеличивается. [23] Одна из возможностей решения этой зависимости — прибегнуть к нормализации функции бета-клеток на основе метрики диспозиции. [20] Индекс диспозиции , рассчитываемый как произведение чувствительности к инсулину и функции бета-клеток, считается константой во время развития резистентности к инсулину. Обычно предполагается, что толерантность к глюкозе человека связана с индексом диспозиции. В этой модели различные значения толерантности к глюкозе представлены различными гиперболами, так что в пределах одной гиперболы произведение чувствительности к инсулину и функции бета-клеток остается константой.

Подводя итог, можно сказать, что для того, чтобы дать осмысленное механистическое объяснение гомеостаза инсулина и глюкозы, необходимо одновременно оценивать функцию бета-клеток и чувствительность к инсулину, а также интерпретировать все наблюдения в контексте чувствительности к инсулину [24] или резистентности. [2]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Weir, GC; Gaglia, J; Bonner-Weir, S (март 2020 г.). «Недостаточная масса β-клеток имеет важное значение для патогенеза диабета 2 типа». The Lancet. Диабет и эндокринология . 8 (3): 249– 256. doi :10.1016/S2213-8587(20)30022-X. PMC 7098467.  PMID 32006519.  S2CID 211004857  .
  2. ^ abc Cersosimo, E; Solis-Herrera, C; Trautmann, ME; Malloy, J; Triplitt, CL (январь 2014 г.). «Оценка функции β-клеток поджелудочной железы: обзор методов и клинических приложений». Current Diabetes Reviews . 10 (1): 2– 42. doi :10.2174/1573399810666140214093600. PMC 3982570. PMID  24524730 . 
  3. ^ ab Wysham, C; Shubrook, J (ноябрь 2020 г.). «Недостаточность бета-клеток при диабете 2 типа: механизмы, маркеры и клинические последствия». Postgraduate Medicine . 132 (8): 676– 686. doi : 10.1080/00325481.2020.1771047 . PMID  32543261. S2CID  219705786.
  4. ^ abc Saisho, Y (15 февраля 2015 г.). «Дисфункция β-клеток: ее критическая роль в профилактике и лечении диабета 2 типа». World Journal of Diabetes . 6 (1): 109–24 . doi : 10.4239/wjd.v6.i1.109 . PMC 4317303. PMID  25685282. S2CID  7631395. 
  5. ^ 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 . doi : 10.1007/s00125-021-05467-7. ПМЦ 8245378 . PMID  33938968. S2CID  233479427. 
  6. ^ ab Esser, N; Utzschneider, KM; Kahn, SE (октябрь 2020 г.). «Ранняя дисфункция бета-клеток против гиперсекреции инсулина как первичное событие в патогенезе дисгликемии». Diabetologia . 63 (10): 2007–2021 . doi :10.1007/s00125-020-05245-x. PMID  32894311.
  7. ^ Карин, О; Алон, У (26 июня 2017 г.). «Двухфазный ответ как механизм против захвата мутантами в контурах гомеостаза тканей». Молекулярная системная биология . 13 (6): 933. doi :10.15252/msb.20177599. PMC 5488663. PMID  28652282 . 
  8. ^ Чой, CS; Ким, MY; Хан, K; Ли, MS (март 2012 г.). «Оценка функции β-клеток у пациентов». Islets . 4 (2): 79– 83. doi : 10.4161/isl.19270 . PMID  22627463. S2CID  29265470.
  9. ^ abc Hannon, TS; Kahn, SE; Utzschneider, KM; Buchanan, TA; Nadeau, KJ; Zeitler, PS; Ehrmann, DA; Arslanian, SA; Caprio, S; Edelstein, SL; Savage, PJ; Mather, KJ; RISE, Consortium (январь 2018 г.). «Обзор методов измерения функции β-клеток: соображения по дизайну от консорциума по восстановлению секреции инсулина (RISE)». Диабет, ожирение и метаболизм . 20 (1): 14– 24. doi : 10.1111 /dom.13005. hdl : 1805/13697 . PMC 6095472. PMID  28493515. S2CID  30114663. 
  10. ^ ab Galderisi, A; Carr, ALJ; Martino, M; Taylor, P; Senior, P; Dayan, C (15 сентября 2023 г.). «Количественная оценка функции бета-клеток на доклинических стадиях диабета 1 типа». Diabetologia . 66 (12): 2189– 2199. doi : 10.1007/s00125-023-06011-5 . PMC 10627950 . PMID  37712956. 
  11. ^ Bacha, F; Gungor, N; Arslanian, SA (май 2008 г.). «Измерения функции бета-клеток во время орального теста на толерантность к глюкозе, теста с жидкой смешанной пищей и гипергликемического зажимного теста». Журнал педиатрии . 152 (5): 618–21 . doi :10.1016/j.jpeds.2007.11.044. PMC 2396878. PMID  18410762. 
  12. ^ Balti, EV; Vandemeulebroucke, E; Weets, I; Van De Velde, U; Van Dalem, A; Demeester, S; Verhaeghen, K; Gillard, P; De Block, C; Ruige, J; Keymeulen, B; Pipeleers, DG; Decochez, K; Gorus, FK; Belgian Diabetes, Registry (февраль 2015 г.). «Гипергликемический зажим и оральный тест на толерантность к глюкозе для 3-летнего прогнозирования клинического начала у постоянно положительных на аутоантитела потомков и братьев и сестер пациентов с диабетом 1 типа». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 100 (2): 551– 60. doi :10.1210/jc.2014-2035. hdl : 10067/1233730151162165141 . PMID  25405499.
  13. ^ Hannon, TS; Kahn, SE; Utzschneider, KM; Buchanan, TA; Nadeau, KJ; Zeitler, PS; Ehrmann, DA; Arslanian, SA; Caprio, S; Edelstein, SL; Savage, PJ; Mather, KJ; RISE, Consortium (январь 2018 г.). «Обзор методов измерения функции β-клеток: соображения по дизайну от консорциума по восстановлению секреции инсулина (RISE)». Диабет, ожирение и метаболизм . 20 (1): 14– 24. doi :10.1111/dom.13005. hdl : 1805/13697 . PMC 6095472. PMID  28493515 . 
  14. ^ Albareda, M; Rodríguez-Espinosa, J; Murugo, M; de Leiva, A; Corcoy, R (декабрь 2000 г.). «Оценка чувствительности к инсулину и функции бета-клеток по измерениям натощак и во время перорального теста на толерантность к глюкозе». Diabetologia . 43 (12): 1507– 11. doi :10.1007/s001250051561. PMID  11151759.
  15. ^ Дитрих, Дж. В.; Абуд, А.; Дасгупта, Р.; Ануп, С.; Джебасингх, ФК; Сперджен, Р.; Томас, Н.; Бём, БО (2 января 2024 г.). «Новый простой индекс диспозиции (SPINA-DI) из концентрации инсулина натощак и глюкозы как надежная мера гомеостаза углеводов». Журнал диабета . doi : 10.1111/1753-0407.13525 . PMC 11418405 . PMID  38169110. 
  16. ^ Ли, X; Чжан, Ф; Чэнь, Х; Ю, Х; Чжоу, Дж; Ли, М; Ли, К; Ли, Л; Инь, Дж; Лю, Ф; Бао, И; Хань, Дж; Цзя, В (30 января 2017 г.). «Диагностика инсулиномы с использованием соотношений концентраций инсулина и С-пептида в сыворотке к глюкозе во время 5-часового перорального теста на толерантность к глюкозе». Эндокринный журнал . 64 (1): 49–57 . doi : 10.1507/endocrj.EJ16-0292 . PMID  27725372.
  17. ^ Nauck, MA; Meier, JJ (4 декабря 2012 г.). «Диагностическая точность «измененного» соотношения инсулина и глюкозы для биохимической диагностики инсулином». Annals of Internal Medicine . 157 (11): 767– 75. doi :10.7326/0003-4819-157-11-201212040-00004. PMID  23208166. S2CID  27336701.
  18. ^ Мэтьюз, DR; Хоскер, JP; Руденски, AS; Нейлор, BA; Тречер, DF; Тернер, RC (июль 1985 г.). «Оценка модели гомеостаза: резистентность к инсулину и функция бета-клеток по концентрации глюкозы в плазме натощак и инсулина у человека». Diabetologia . 28 (7): 412– 9. doi : 10.1007/BF00280883 . PMID  3899825. S2CID  24872571.
  19. ^ ab Dietrich, JW; Dasgupta, R; Anoop, S; Jebasingh, F; Kurian, ME; Inbakumari, M; Boehm, BO; Thomas, N (21 октября 2022 г.). "SPINA Carb: простая математическая модель, поддерживающая быструю оценку чувствительности к инсулину и функции бета-клеток in vivo". Scientific Reports . 12 (1): 17659. Bibcode :2022NatSR..1217659D. doi :10.1038/s41598-022-22531-3. PMC 9587026 . PMID  36271244. S2CID  253041870. 
  20. ^ abcd Cobelli, C; Toffolo, GM; Dalla Man, C; Campioni, M; Denti, P; Caumo, A; Butler, P; Rizza, R (июль 2007 г.). «Оценка функции бета-клеток у людей одновременно с чувствительностью к инсулину и печеночной экстракцией с помощью внутривенных и пероральных тестов на глюкозу». American Journal of Physiology. Эндокринология и метаболизм . 293 (1): E1 – E15 . doi :10.1152/ajpendo.00421.2006. PMID  17341552.
  21. ^ ab Ferrannini, E; Mari, A (май 2004 г.). «Функция бета-клеток и ее связь с действием инсулина у людей: критическая оценка». Diabetologia . 47 (5): 943–56 . doi : 10.1007/s00125-004-1381-z . PMID  15105990. S2CID  23061377.
  22. ^ Карин, О; Суиса, А; Глейзер, Б; Дор, И; Алон, У (8 ноября 2016 г.). «Динамическая компенсация в физиологических контурах». Молекулярная системная биология . 12 (11): 886. doi :10.15252/msb.20167216. PMC 5147051. PMID 27875241.  S2CID 2643944  . 
  23. ^ Бергман, РН (1 февраля 2024 г.). «Функция β-клеток поджелудочной железы против резистентности к инсулину: применение гиперболического закона толерантности к глюкозе». Журнал клинических исследований . 134 (3). doi : 10.1172/JCI176738. PMC 10836807. PMID  38299589 . 
  24. ^ Ahrén, B; Pacini, G (февраль 2004 г.). «Важность количественной оценки секреции инсулина в отношении чувствительности к инсулину для точной оценки функции бета-клеток в клинических исследованиях». European Journal of Endocrinology . 150 (2): 97–104 . doi : 10.1530/eje.0.1500097 . PMID  14763905.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Pancreatic_beta_cell_function&oldid=1255773553"