Laboratorijsko ispitivanje osetljivosti/rezistencije na insulin Rezistencija na insulin - definicije Stanje smanjene osetljivosti ciljnih tkiva na normalne koncentracije insulina u cirkulaciji Smanjeno insulin-zavisno preuzimanje glukoze od strane insulin-zavisnih tkiva i povećano stvaranje glukoze u jetri Smanjena sposobnost insulina da snižava koncentraciju glukoze u krvi
Tipovi rezistencije na insulin Periferna Mišići smanjen ulazak glukoze u ćelije posredstvom GLUT4; smanjena sinteza glikogena Masno tkivo -povećana lipoliza; smanjen ulazak glukoze Hepatična Povećano stvaranje glukoze u jetri (izostaje inhibicija glukoneogenezei glikogenolize; izostaje aktivacija glikogeneze)
Tipovi rezistencije na insulin Periferna Mišići smanjen ulazak glukoze u ćelije posredstvom GLUT4; smanjena sinteza glikogena Masno tkivo -povećana lipoliza; smanjen ulazak glukoze Hepatična Povećano stvaranje glukoze u jetri (izostaje inhibicija glukoneogenezei glikogenolize; izostaje aktivacija glikogeneze) Masno tkivo Insulin -
Tipovi rezistencije na insulin Periferna Mišići smanjen ulazak glukoze u ćelije posredstvom GLUT4; smanjena sinteza glikogena Masno tkivo -povećana lipoliza; smanjen ulazak glukoze Hepatična Povećano stvaranje glukoze u jetri (izostaje inhibicija glukoneogenezei glikogenolize; izostaje aktivacija glikogeneze) Glukagon, Adrenalin Protein-kinaza O Protein Enzim OH + ATP Protein Enzim O P O - O - + ADP P i H 2 O Fosfoprotein-fosfataza Insulin [F2,6P] Aktivnost PFK-1 (stimulacija glikolize)
Faktori rizika za razvoj insulinske rezistencije Muški pol Godine Gojaznost Fizička neaktivnost Alkohol Pušenje Lekovi glukokortikosteroidi, ciklosporin, hormon rasta, inhibitori proteaza, tiazidi, β-blokatori Bolesti Povećana sekrecija antagonista insulina Ciroza jetre, hepatitis C, parodontitis
Insulinska rezistencija je komponenta raznih patoloških stanja, kao što su: Tip 2 DM Poremećaj tolerancije glukoze Metabolički sindrom Abdominalna gojaznost Dislipidemija Trigliceridi HDL-holesterol Insulinska rezistencija Smanjena tolerancija glukoze Hipertenzija...ali je prisutna i u nekim fiziološkim stanjima Pubertet U funkciji rasta i razvoja Smanjeni su samo efekti insulina na metabolizam glukoze, anabolički efekti na proteine su sačuvani Trudnoća Prolazna fiziološka pojava, razlikuje se od gestacionog DM Izraženija kod gojaznih trudnica
Lokalizacija poremećaja u signalnom putu insulina Prereceptorski poremećaj Mutacije insulina; antiinsulinska antitela Receptorski poremećaj Smanjen broj receptora i degradacija IRS Mutacije insulinskog receptora Antitela protiv insulinskog receptora Fosforilacija receptora na ostacima serina Oksidativni stres otežana fosforilacija Tyr IRS-a Postreceptorski poremećaj Mutacije GLUT4 TNF-α i IL-6 inhibiraju signalizaciju insulina Kombinacija poremećaja
Katalitička aktivnost PI 3-kinaze Diacilglicerol Fosfatidilinozitol (PI) PI 4-fosfat PI 4,5-difosfat IP 3 Fosfolipaza C Fosfatidilinozitol 3-kinaza (PI 3-kinaza) PI 3-fosfat PI 3,4-difosfat PI 3,4,5-trifosfat Dejstvo insulina: glavna ciljna tkiva Skeletni mišići Srčani mišić Masno tkivo Jetra
Značaj metabolizma glukoze u mišićima Skeletni mišići preuzimaju oko 75% glukoze posle obroka Ulazak glukoze u ćelije reguliše brzinu korišćenja glukoze Glukoza se fosforiliše pod dejstvom heksokinaze (aktivacijainsulinom), a zatim se koristi: za sintezu glikogena(insulin aktivira glikogen-sintazu), ili za dobijanje ATP-a (insulin indukuje piruvat-kinazui povećava enzimsku aktivnost) Randle-ov ciklus glukoza-masne kiseline Objašnjava mehanizam kojim masne kiseline ometaju normalnu oksidaciju glukoze pod dejstvom insulinai ulazak glukoze u mišićne ćelije
I obrnuto: glukoza inhibira oksidaciju masnih kiselina u jetri Višak glukoze dovodi do aktivacije acetil-koakarboksilazei stvaranja malonil-koa Malonil-KoAinhibira oksidaciju masnih kiselina u jetri Višak masnih kiselina u jetri usmerava se ka sintezi triglicerida, što može da dovede do steatoze jetre. Novija saznanja o mehanizmima IR uloga DAG u mišićima Ishrana bogata mastima povećava koncentraciju diacilglicerola(dag) u mišićima DAG aktivira protein-kinazu C θ(pkc θ) PKC θ aktivira Ser/Thr kinaze koje fosforilišu ostatke serina IRS1 FosforilacijaSersprečava interakciju IRS1 sa insulinskim receptorom, a time i njegovu aktivaciju fosforilacijom Tyr Ovo prekida signalni put insulina, pa ne dolazi do translokacije GLUT4 i ulaska glukoze u ćelije
Mišići - normalno Mišići - insulinska rezistencija Novija saznanja o mehanizmima IR uloga DAG u jetri DAG u hepatocitima aktivira PKC ε PKCεaktivira Ser/Thrkinazekoje fosforilišuostatke serina IRS1 FosforilacijaSersprečava interakciju IRS1 sa insulinskim receptorom, a time i njegovu aktivaciju fosforilacijom Tyr Ovo prekida signalni put insulina, pa ne dolazi do inhibicije glukoneogenezei stimulacije sinteze glikogena
Jetra - normalno Jetra - insulinska rezistencija Uloga AMPK AMPK AMP-zavisna protein-kinaza Senzorenergetskog statusa ćelije, aktivira se povećanjem odnosa [AMP]/[ATP] U nedostatku glukoze ili kiseonika Povećana potrošja energije (fizička aktivnost) Ubrzava katabolizamglukoze i masti i poništava kompeticijuglukoze i masnih kiselina za oksidaciju Bigvanidini(Metformin) aktiviraju AMPK
Uloga oksidativnog stresa u razvoju insulinske rezistencije Angiotenzin II AT 1 R NADPH oksidaza Insulinski receptor Insulin Glukoza Oksidativni stres Insulinski signalni put Mitohondrije druge serin-kinaze GLUT4 vezikula Uloga inflamacije u razvoju insulinske rezistencije TNF-α aktivira Ser/Thr kinaze koje fosforilišu serinskeostatke IRS i onemogućavaju aktivaciju IRS IL-6stimuliše vezivanje IRS proteina za ubikvitin i razlaganje u proteazomu IL-1 ometa signalni put insulina (fosforilacija Ser, snižena koncentracija IRS)
Povezanost gojaznosti i insulinske rezistencije Dislipidemija Oksidativi stres Inflamacija Adipokini Adiponektin Leptin Rezistin Smanjen broj insulinskih receptora Metode za ispitivanje osetljivosti/rezistencije na insulin Testovi koji se koriste u kliničkim istraživanjima Jednostavni surogat-indeksi insulinske senzitivnosti
Testovi koji se koriste u kliničkim istraživanjima HIEG klamp(hiperinsulinemijski EuGlikemijski klamp) Zlatni standard za procenu insulinske senzitivnosti Drugi testovi Test supresije insulina Analiza minimalnog modela IGTT sa čestim uzimanjem uzoraka Princip HIEG klampa Test traje 2 3 h. Infuzija insulina obezbeđuje konstantnu hiperinsulinemiju Infuzijom se daje i poznata, varijabilna količina glukoze, podešena da održava euglikemiju (4,45 5,00 mmol/l, meri se svakih 5 10 min). Pod tim uslovima, brzina davanja glukoze u toku poslednjih 30 min testa jednaka je brzini uklanjanja glukoze iz krvi, M (mg/kg/min) M/I (brzina uklanjanja glukoze po jedinici koncentracije insulina u plazmi) je mera osetljivosti ispitanika na insulin
Testovi koji se koriste u kliničkim istraživanjima HIEG klamp(hiperinsulinemijski EuGlikemijski klamp) Zlatni standard za procenu insulinske senzitivnosti Drugi testovi Test supresije insulina Analiza minimalnog modela IGTT sa čestim uzimanjem uzoraka Surogat-indeksi Indeksi izvedeni iz vrednosti OGTT pretežno odražavaju perifernu insulinsku senzitivnost skeletnih mišića Indeksi izvedeni iz vrednosti našte pretežno odražavaju hepatičnuinsulinsku senzitivnost
Indeksi izvedeni iz vrednosti OGTT 75 g glukoze (kao za OGTT) Uzorci krvi na 30 min Određivanje glukoze i insulina u plazmi Neki indeksi sadrže i druge parametre (TT, ITM, volumen distribucije glukoze) Validacija indeksa poređenjem sa rezultatima HIEG klampa TT telesna težina, ITM indeks telesne mase (BMI bodymassindex)
OGIS http://webmet.pd.cnr.it/ogis/ogis.php Karakteristike indeksa izvedenih iz OGTT Dobra korelacija sa rezultatima HIEG klampa Složeniji od indeksa našte i zahtevaju ispitivanje od najmanje 2 h Drugi fiziološki faktori utiču na vrednosti insulina i glukoze u toku OGTT Brzina apsorpcije glukoze Sekrecija endogenog insulina pod uticajem glukoze i inkretina Insulin-nezavisni efekti glukoze na preuzimanje i stvaranje glukoze
Indeksi izvedeni iz vrednosti našte Zasnivaju se na pretpostavkama: Stanje gladovanja je ravnotežno stanje u kojem se stalna koncentracija glukoze održava dejstvom insulina na hepatičnu produkciju glukoze. Hepatičnaprodukcija glukoze jednaka je ukupnoj potrošnji glukoze u organizmu. Koncentracija insulina u plazmi našte zavisi od insulinske senzitivnosti. Indeksi se izračunavaju iz koncentracija glukoze i insulina i predstavljaju jednostavnu metodu za procenu osetjivosti/rezistencije na insulin. Najčešće korišćeni indeksi: HOMA i QUICKI HOMA HOMA HOmeostasis Model Assessment Procena insulinske rezistencije: HOMA-IR [insulin(µu/ml)] x [glukoza(mmol/l)] HOMA-IR = 22,5 Procena funkcije β-ćelija: HOMA-B 20 x [insulin (µu/ml)] HOMA-B = [glukoza(mmol/l)] - 3,5 Za vredostiglukoze 4,5 mmol/l i insulina 5 µu/ml HOMA-IR = 1, HOMA-B = 100
HOMA2 Pojednostavljena formula ima nedostataka HOMA2 softver za izračunavanje %S i %B http://www.dtu.ox.ac.uk/homacalculator/index.php HOMA-IR =100/%S QUICKI QUantitative Insulin sensitivity ChecK Index 1 QUICKI = log[insulin (µu/ml)] + log [glukoza(mg/dl)] Linearna korelacija sa rezultatima HIEG klampa
Vaša pitanja?