Összefoglalás

A szerzők irodalmi adatok alapján áttekintik a perifériás inzulin-rezisztencia mérésére használt eljárásokat. Röviden ismertetik előnyeiket és alkalmazhatóságuk korlátait. A módosított intravénás inzulinterhelés tűnik árában, megbízhatóságában, egyszerűségében a legkönnyebben alkalmazható módszernek, főleg akkor, ha nagyszámú beteg vizsgálatát tervezzük. Tudományos igényű vizsgálatok esetében a hiperinzulinémiás normoglikémiás "clamp" végzése ajánlott. Leírják a "clamp" gyakorlati kivitelezését, az infúziós oldatok összeállítását és a szükséges felszerelést.

Summary

Methods for determination of peripherial insulin resistance are reviewed. The intravenous insulin tolerance test, with minor modification is considered to be the cheapest and more simply test for measuring insulin sensitivity when several subjects have to be investigated. The normoglycemic, hyperinsulinemic clamp is discussed in more detailed form, giving methodological advices for practising the clamp.

Az inzulin-érzékenység az inzulin biológiai hatásosságát jelenti, azt, hogy az inzulin biológiai hatása milyen mértékben valósul meg a szervezetben. Ilyenkor in vivo érzékenységről, ha valamelyik, a szervezetből származó szöveten, pl. zsírsejten, akkor in vitro inzulin-érzékenységről beszélünk. Az inzulin-rezisztencia, vagy csökkent inzulin-érzékenység azt jelenti, hogy az adott mennyiségű inzulin a normálisnál kisebb biológiai hatást vált ki.

Rövid összefoglalónkban azokkal a módszerekkel foglalkozunk, amelyek alkalmasak az inzulinérzékenység in vivo vizsgálatára. Csak azokat a lehetőségeket említjük, amelyek az inzulin- és a cukorháztartás kapcsolatával foglalkoznak.³

Életkor

Az életkor növekedésével az éhomi inzulinszint nem változik, de egy kis emelkedés az éhomi vércukorban előfordul. Ez kb. 0,1 mmol/dekádot jelent. Az OGTT kétórás vércukorérték is dekádonként kb. 0,3 mmol-lal emelkedik. A kor előrehaladtával az endogén glukózprodukció csökken, tehát a növekvő éhomi vércukorszint a perifériás cukorfelhasználás csökkenését és az inzulin-rezisztencia fokozódását jelenti. Természetesen nem zárható ki, hogy a növekedés hátterében a nem inzulin-dependens szövetek csökkenő cukorfelvétele áll. A cukorfelszívódás változása kevésbé valószínű, hiszen az intravénás glukóztolerancia is hasonló elváltozásokat mutat. A clamp módszerek alkalmazása óta tudjuk, hogy a magasabb életkorban észlelhető inzulin-rezisztencia oka az inzulinnal kevésbé szuprimálható hepatikus glukózprodukció és a defektív perifériás glukózfelhasználás. A hepatikus glukózprodukciót a plazma inzulinszint emelése normalizálja, a perifériás glukózfelhasználás azonban még ilyenkor is 24-39%-kal alacsonyabb az idősekben, mint a fiatalokban. Ennek számos oka lehet, leginkább az izomszövet relatív csökkenése, a maximális aerobkapacitás romlása, a tápláltsági állapot változása lehet a háttérben.

Nem

A perifériás szövetek az OGGT során beadott 75g cukor mintegy 85%-át használják fel, mindössze csak 3% kerül a zsírszövetbe. Miután a férfiakban és a nőkben a zsírszövet és izomszövet aránya különböző nemtől függő eltérést várhatnánk az inzulin-érzékenység vizsgálatakor. Ez azonban nem így van. A zsírszövet relatíve magasabb és az izomszövet relatíve alacsonyabb aránya mellett a nőkben a glukózfelhasználás sebessége a férfiakéval azonos. Ez azt jelenti, hogy a nők izomszövete gyorsabban veszi fel a glukózt, mint a férfiaké. Elhízott férfiak és nők esetében is az a helyzet, hogy férfiakban az éhomi vércukor- és inzulinszint, az inzulin/glukóz hányados magasabb, mint a nökben. Az éhomi cukor- és inzulinkoncentráció, mindkét nemben pozitív korrelációt mutat a derék-csípő hányadossal, jelezvén, hogy nemcsak a zsírszövet mennyisége, de annak regionális eloszlása is fontos.

Menstruációs ciklus

Nincs megbízható adatunk arról, hogy a ciklussal változik a glukóztolerancia. OGTT-vizsgálatokkal a lutealis fázis alatt glukóztolerancia csökkenést mértek, de ezek az adatok nem voltak reprodukálhatók intravénás terhelésekkel.

Diéta

Az étkezést követő időszakban, amikor az inzulin- és cukorszintek már visszatértek a normális értékekre, az inzulinhatás fokozódását figyelték meg. A jelenség oka nem tisztázott, in vitro körülmények között, izolált zsírsejteken, az inzulin receptor kötés- és az inzulinhatás növekedését észlelték.

A diéta krónikus hatása sokkal jobban ismert, magas szénhidrát- és alacsony zsírtartalmú étrend növeli az inzulin hatását in vivo, míg a magas cukorfogyasztás, pl. szukróz v. fruktóz az inzulin-érzékenységet jelentősen csökkenti. A jelenség oka a sejtek inzulinkötésében, illetve az intracelluláris glukóz metabolizmus változásában keresendő.

Fizikai aktivitás

A fizikai munka intenzitásától és tartamától függően az akut terhelés a működő izom glukózfelvételét akár 20-szorosára is emelheti. Ez annak ellenére bekövetkezik, hogy a plazma inzulinszint csökken. Ez azt jelenti, hogy a fizikai munka fokozza az inzulin hatását, vagy emeli a glukóz-felhasználást, egy, az inzulintól független mechanizmus útján. Akut fizikai terhelés alatt a máj glukóztermelése is fokozódik, ez a lecsökkent inzulinszekréció és a megnövekedett ellenregulációs hormonszintek miatt van. Az izomsejtek megnövekedett cukorfelvételének hátterében álló molekuláris mechanizmusok kevéssé ismertek. Növekszik a kapilláris vérátáramlás és a kapillárisok felszíne, az izomsejtek inzulinkötő kapacitása, fokozódik a szöveti hipoxia, növekszik a sejtek intracelluláris kalcium-koncentrációja, de legfőképpen a glukóz transzportért felelős transzporter molekulák transzlokációja az intracellularis térből a plazma membránba. Az akut fizikai terhelés hatása az inzulin érzékenységre csak néhány óráig tart.

Az edzés, tartós fizikai igénybevétel hatására javuló inzulin-érzékenység celluláris mechanizmusa feltehetően különbözik, miután hatása az utolsó terhelés után még 72 órával is észlelhető. Csökken a glukokináz és a proinzulin gének átírása és így a szigetek inzulin-szekréciója is, ugyanakkor a javuló perifériás inzulinhatás hátterében kimutatható az izmok megnövekedett kapilláris keringése, a glukóz transzporter gén (GLUT-4) átírás fokozódása.

Egyéb faktorok

Az inzulin-érzékenység napszaki variációja ismert. A kora hajnali órákban ezért mérünk magasabb plazma inzulinszinteket egészségesekben és ezért igényelnek több inzulint a cukorbetegek a reggeli órákban. A jelenség hátterében elsősorban hormonális változások állnak, de a sejtek inzulin receptor változásait is leírtak. A clamp módszerrel nem sikerült a perifériás inzulin-érzékenység diurnális ingadozását igazolni.

Az éhomi plazma inzulin/plazma glukóz hányados

Csak tájékoztató információt szolgáltat az inzulin-érzékenységről, illetve a perifériás inzulin-rezisztenciáról, általában populációs vizsgálatok során használják. A tört értékének növekedése azt jelzi, hogy az adott éhomi vércukorszint eléréshez a szervezetnek nagyobb mennyiségű inzulinra van szüksége.²

Per os glukózterhelés (orális glukóztolerancia teszt: OGTT)

Yellow és Berson mérföldkövet jelentő munkája óta tudjuk, hogy a szokványos orális glukózterhelés során mért vércukorértékek társulhatnak alacsony, normális vagy magas inzulinszintekkel is.⁴ Azaz a glukóz-intolerancia lehet a csökkent inzulin-elválasztás, vagy a perifériás inzulin-rezisztencia következménye is A terhelés során mért vércukor- és inzulinértékekböl egy görbe rajzolható fel, az alatta lévő terület nagysága kiszámítható. Hosszú ideig ennek a területnek a matematikai elemzését használták az inzulin-érzékenység mérésére.³

Bár az OGTT egy fizológiás vizsgálat, számos hátránya van. Elméleti meggondolások miatt nem használható I-es típusú cukorbetegségben, mert típusos esetben endogén inzulin elválasztásra nem számíthatunk (hangsúlyoznunk kell, hogy nem a cukorbetegség diagnózisa, hanem az inzulin-rezisztencia kórismézése szempontjából tárgyaljuk a vizsgálatokat! Így kerülhet szóba pl. a per os glukózterhelés használata cukorbetegek esetében!). A matematikai modellek, amelyeknek az inzulin-szekréciót és hatást kellene elkülöníteniük, nem pontosak. Ezzel a módszerrel például nem lehet mérni a hiperglikémia hatását a glukóz mindenkori felhasználására.

Intravénás glukózterhelés (iv. glukóztolerancia teszt: IVGTT)

Az IVGTT előnye, hogy a glukóz felszívódásából adódó bizonytalanság és a bélhormonok/inkretinek hatásából származó hiba kikerülhető. A glukóz eltűnése log-lineáris matematikai egyenletekkel írható le. Ha a glukóz indukálta inzulin-elválasztás állandó, akkor a vércukorszint csökkenése, a glukózeltűnés sebessége (K_G), az inzulin-érzékenység mutatója. A valóságban azonban nem ez a helyzet, mert csak egészséges egyénekben arányos a korai inzulin-elválasztás a K_G értékkel.

A módszer pontosítására Bergman és munkatársai kidolgozták az ún. FSIGTT-eljárást (Frequently Sampled IVGTT).^6,7 A komputer modell az 1 perc alatt beadott 0,3 g/ts kg cukor eltűnését értékeli. A csaknem percenként vett minták feldolgozásakor a program figyelembe veszi az inzulin-érzékenységet (S₁) és a glukóz-hatásosságot (S_G), a vér glukózszint hatását a szövetek cukorfelvételére (a tömeghatás alapján növeli a sejtbe kerülö glukóz mennyiségét) és az endogén cukorprodukcióra, melyet csökkent. Cukorbetegben a rossz inzulin-elválasztás miatt ezt a "minimal modell"-t a későbbiekben kiegészítették Tolbutamid-adással is (20. percben 1 g iv. bolusban) vagy szimultán adott konstans mennyiségü háttérinzulinnal. A vizsgálat során az intravénáson beadott glukóz eltűnését követjük, ennek mértéke azonban nemcsak az inzulin-érzékenységtől, hanem az endogén inzulin-szekréciótól is függ. Ezért pl. nem hasonlítható össze IDDM típusú cukorbeteg és egészséges kontroll személy. Csökkent glukóz-toleranciájú, vagy NIDDM betegek vizsgálatára megbízható eljárás.

Intravénás inzulin terhelés (inzulintolerancia teszt: ITT)

Az ITT (0,1 E/kg testsúly, iv. bolusban) során a vércukor csökkenését figyeljük, az intravénáson beadott inzulin után. Bár a teszt kivitelezése egyszerű, használhatóságát nemcsak a hipoglikémia veszélye korlátozza, hanem az is, hogy az inzulin mobilizálja az ellenregulációs hormonokat, függetlenül attól, hogy a vércukor elérte-e a hipoglikémiás értéket. A kontrainzuláris hormonok megelőzhetik, vagy megakadályozhatják a vércukor további csökkenését. Az ellenregulációs hormonválasz nagy egyéni variációt mutat, és így nehéz az inzulin-érzékenység értékelése. Autonom neuropathiában szenvedő, vagy folyamatos szubkután inzulin-infuzióval (pumpa) kezelt betegek esetében az ellenregulációs hormonválasz alacsonyabb, mint egészségesekben. Ezekben a betegekben a vércukor esése nagyobb, ami hamisan fokozott inzulin-érzékenységre utal. A teszt során esetleg kialakuló hipoglikémia veszélye miatt orális cukorterheléssel szokták kombinálni, ez a kiegészítés azonban csak további, nehezen értékelhető faktorokat hoz a számításokba.

Az iv. inzulin okozta hipoglikémia és a kontrainzuláris hormonok hatásának kizárására a teszt hatásossága úgy növelhető, hogy a vizsgálat értékelésekor csak az elsö 15 perc vércukor adatait vesszük figyelembe. Azt az időszakot vizsgáljuk, ami még a hipoglikémia kialakulása előtt van. Az ilyen ITT-vizsgálatokat összehasonlították clamp módszerrel mért inzulin-érzékenységi adatokkal és nagyon jó korrelációt találtak a két módszer között. Pontos és elfogadható eljárás az inzulin-rezisztencia mérésére, föleg akkor, ha nagyszámú beteget kell vizsgálni.

Inzulin szupressziós teszt

Ahhoz, hogy az I-es és a II-es típusú cukorbetegek inzulinszintjét összehasonlítható értékre hozzuk, az endogén inzulintermelést gátolni kell. Ezt elérhetjük adrenalin és Propranolol együttes adásával vagy szomatosztatin infúziójával.³ Az adrenalin az alfa-adrenerg receptor izgatásával gátolja az endogén inzulin-szekréciót, a kiegészítésként adott Propranolol pedig az adrenalin adást követő, b-receptor mediálta inzulin-stimulációt és a nemkívánatos kardiovaszkuláris hatásokat védi ki. A szomatosztatin az inzulin mellett egyéb, a vércukorszint alakításában szerepet játszó hormonok (glukagon, bélglukagon, növekedési hormon) szekrécióját is gátolja. Az inzulin-érzékenység meghatározásakor az inzulin- és a glukózinfúzió - az inzulin szekrécióját gátló szerekkel együtt - konstans sebességgel folyik. A fenti körülmények között az állandó (steady-state) vércukorszint jelzi az inzulin mediálta glukózfelvételt.

Az inzulin szupressziós teszt meglehetősen egyszerű, ez volt az első eljárás, amivel az I-es típusú cukorbetegek inzulin-rezisztenciáját mérni lehetett.

A vizsgálati mód kockázata az adrenalininfúzió okozta arritmia. A vizsgálat értékelését nehezíti, hogy az adrenalin-Propranolol, illetve szomatosztatin infúzióra adott válasz egyénenként eltérő lehet. A vizsgálat során az endogén glukózprodukciót nem lehet mérni, mert az adrenalin- Propranolol infúzió befolyásolja a glikogenolízist, a Cori-ciklust és a glukogenetikus prekurzorok koncentrációját is. A szomatosztatin a glukagon és a növekedési hormon elválasztását is felfüggeszti, ez is zavarja az endogén glukóz-termelés mértékét. Inzulin dózisválasz görbéket sem lehet kialakítani, mert a glukózinfúzió sebessége konstans. A fenti hibák kiküszöbölésére alakították ki a glukóz kinetika vizsgálatára az "insulin clamp"- technikát.

Inzulin-glukóz "clamp" módszer

Andress által kidolgozott, majd DeFronzo által módosított technika lényege:¹ azt a cukormennyiséget mérjük, amelyik tartósan stabilizálja a vér cukorszintjét egy előre meghatározott értéken, miközben a betegnek folyamatosan inzulint infundálunk.

Amikor a plazma inzulinszintjét magas élettani értéken tartjuk (70-100 mE/l), az egészséges ember endogén inzulin elválasztása az első 60 perc alatt kb. 50%-kal, és az endogén glukózprodukció az első 20 perc alatt több mint 95%-kal csökken. Ebben az állapotban az állandó vércukorszintet biztosító glukóz mennyisége egyenlő a szervezet cukorfelvételével. Ez a megállapítás azonban hamis akkor, ha az endogén cukorprodukciót nem blokkolja az exogén inzulin. Ezért a cukor "turnovert" külön kell mérni a clamp során. Erre a célra használják a tríciummal jelölt glukóz (³H-glukóz) infúziót. A módszer így sokkal munkaigényesebb, de egyben felvilágosítást kapunk arról is, hogy az endogén cukorprodukció milyen mértékben gátlódik az inzulininfúziótól, vagyis milyen a hepatikus glukózprodukció inzulin szenzitivitása. Miután a konstans vércukorszintet a glukózinfúzióval tartjuk fent, bármilyen koncentrációjú inzulininfúzióval megismételhető a vizsgálat, vagyis az inzulin dózisválasz görbék (dose-response) vizsgálhatók. Ha a vizsgálatot indirekt kalorimetriával is kombinálják, akkor meghatározható, hogy a glukóztárolás és oxidáció milyen mértékben változott.

Pillanatnyilag az inzulin clamp módszer a legjobb eljárás az inzulin-érzékenység meghatározására, de összehasonlítva az előzőkkel, a módszer sokkal nehezebben kivitelezhetö, sokkal jobb felszerelést igényel, drágább. A vizsgálatokhoz általában használt sertésinzulin biológiai hatásában teljesen azonos a humán inzulinnal.

Az inzulin mediálta lokális glukózfelvétel meghatározása

A lábszárak, vagy az alkar glukóz felvételének vizsgálatakor az artériákat és a vénákat katéterezzük, majd a helyi vérátáramlás ismeretében az arterio-venózus glukóz differenciát mérjük. Két különbözö glukózizotóp használatával, vagy az artéria és véna hepatica katéterezésével a splanchnikus érterület cukorfelvétele is megmérhető.

Miután hazánkban az orális vagy intravénás glukóz-, illetve inzulintesztek kivitelezése ismert és széles körben alkalmazott, viszont az inzulin clamp technikával szerzett tapasztalatok minimálisak, úgy gondoltuk, hogy hasznos lesz az inzulin clamp gyakorlati kivitelezését leírni. A meghonosított módszer azonos a Helsinki Orvosegyetemen használt inzulin clamp technikával, mely az eredeti DeFronzo-féle eljárás¹ minimálisan változtatott formája. Alkalmazását e sorok egyik szerzöje - S. Cs. - a Helsinki Orvosegyetemen Veikko Koivisto munkacsoportjánál tanulta meg.

Módszertani leírás

A magyarosított "klemp", azaz az angol clamp szó kapcsot, összekapcsolást jelent. Az élettanban a fiziológiai folyamatok ellenőrzött, visszacsatolással kontrollált modellezését jelenti.

A hiperinzulinémiás-normoglikémiás clamp során a folyamatos inzulininfúzióval a fiziológiás szintnél magasabb plazma inzulin-koncentrációt tartunk fent, míg a glukózinfúzióval állandóan a normoglikémiás tartományban tartjuk a vér cukorszintjét. A hiperinzulinémia következtében az endogén inzulin szekréció és a hepatikus glukózprodukció gyakorlatilag elhanyagolható szintre csökken, így a kívülről bejuttatott cukor lesz az, mely az exogén inzulin hatására a szövetekbe jut és ott felhasználódik.

Éhomi állapotban az egységnyi inzulin hatására felvett, száraz testtömegre vonatkoztatott cukor mennyisége jelenti az inzulin szenzitivitás mértékét (M érték: mg/min/tskg).

A clamp-hez 2 db infúziós pumpa (az egyik igen pontos, minimálisan óránként 6-10 ml folyadék adására képes készülék), pontos és az ágy melletti vércukor mérésére alkalmas eszköz, vénás kanülök, kézfejmelegítő berendezés, egy ágy, és egy nyugodt helyiség szükséges.

A clamp hosszú ideig tart és a páciens részéről nagy türelmet igényel (kanülök, vérvétel, több órás fekvés stb.), minderről a vizsgálandó személyt előzetesen fel kell világosítani. A beteget lefektetjük, behelyezzük a 3 kanült, egyet az inzulin- és a cukorinfúzió részére, a másodikat a kézfejbe az arterializált vér nyerésére, a harmadikat a másik kar mélyvénájába, vénás vér nyerésére. Az alap vénás vérminták levétele után a kézfej melegítődobozba kerül, hozzákészülünk az inzulin- és cukorinfúzió összeállításához (lásd később). Vizsgálatunk sikere miatt nagyon fontos a pontos mennyiségek betartása, az infúziós, perfúzoros szerelékek légtelenítése.

Ezután indul a clamp. Először logaritmikusan csökkenő mennyiségű (percenkénti dóziscsökkentés) inzulinnal feltöltjük a szervezet folyadéktereit (a dózis kiszámolásához lásd a mellékelt táblázatot), majd az inzulinadagolás stabilizálásakor a 10. percben indítjuk a cukorinfúziót.

A clamp 3 alappillére:

- az inzulininfúzió állandósága,

- a vércukor gyors és pontos meghatározása,

- az időmérés és adatrögzítés.

Az inzulinadás állandóságát a pontos pumpa biztosítja, a vércukor-meghatározás pontossága műszer kérdés, az időméréshez részidőt is mutató stopper szükséges.

A clamp elindítása után, a melegítődobozba helyezett kézfejböl 5 percenként veszünk arterializált vért glukóz-meghatározásra. (Az arterializált vérre a mérés pontossága miatt van szükség.) A levett vér mennyisége vércukormérő eszközünktől függ, a minta előkészítése pedig attól, hogy plazmából, szérumból vagy teljes vérből mérünk.

A cukorinfúzió sebességét változtatva állandó 5,0 mmol/l vércukorszintet próbálunk biztosítani, ami arterializált vérnél 4,0 mmol/l-t jelent. Számos laboratóriumban próbálkoztak a glukózadagoláshoz valamilyen algoritmust alkotni, de a tapasztalat szerint legjobb az 5, egyesek szerint 10 percenként mért vércukorszint szerinti korrigálás. Minden egyes időpontban, amikor a glukózinfúzió sebességét változtatjuk, a pontos időt és az infúzió sebességét az adatlapon rögzíteni kell, ebből tudjuk később kiszámolni a fogyasztott cukor mennyiségét.

A szervezet glukózfelvétele az inzulininfúzió hatására fokozatosan növekszik, ez egészséges kontroll személy esetében az indulástól számított 120 percig tart, majd kialakul egy viszonylagos egyensúlyi állapot, amikor a bevitt glukóz és a felvett cukor mennyisége állandó. Ez az az időszak, amikor a szervezet cukorfelvételét mérni lehet.

A felvett cukor két úton használódik fel, az ún. oxidatív és non-oxidatív úton. Az oxidatív utat az alapanyagcsere indirekt kalorimetriás mérésével követhetjük nyomon, míg a non-oxidatív út a vázizomzatban történő glikogén szintézist jelenti. Az izom glikogén szintézisét a glikogén-tartalomból és a glikogén-szintáz enzim aktivitásából - a clamp elött és a clamp után vett izombiopsziás mintából - határozhatjuk meg.

A hiperinzulinémiás clamp során gyakorlatilag elenyésző a hepatikus glukózprodukció, ennek kiegészítő pontos mérése jelzett glukóz (³H) adásával lehetséges. (Tervezés szerint a vizsgálat során az inzulin, C-peptid szint ellenőrzése mellett számos, az inzulin hatását módosító anyag vérszintje mérhető pl.: katekolaminok, kortizol, glukagon, FFA, növekedési hormon, laktát stb.) Hasznos az arterio-venózus glukózdifferencia mérése is, mely a vizsgálat végére jelentősen kiszélesedik (egészségesekben az 1,66 mmol/l-t is eléri).

A pontos eredményt ígérő, "igényes" clamp időtartama 240 perc. Az inzulininfúzió leállítása után, tekintettel arra, hogy az inzulinhatás még tart, a glukózinfúziót még egy órán át folytatni kell, ezzel egyidőben, a hipoglikémia elkerülésére, a vizsgált személynek enni adunk. A cukorinfúzió után mikció következik, ennek mennyisége fontos az ürített cukor és fehérje mennyiségének számításakor. Amennyiben a vérátáramlás mérése alkar pletizmográfiával történt, akkor a clamp után az alkar térfogatát is meg kell mérni (pl. vízkiszorításos módszerrel).

A clamp alatt vagy után mellékhatás, szövődmény gyakorlatilag nincs. Ami a beteget zavarhatja: az inzulin és glukóz termikus hatása (páciens kimelegedik), ritkán előfordulhat a vizsgálat után enyhe fokú, átmeneti vérnyomás-emelkedés. A vénás kanülök okozta szövődmények a sterilitás maximális betartásával kivédhetők.

A VIZSGÁLAT SORÁN KÖVETENDŐ LÉPÉSEK

I. Előkészítés a mintavételhez

A pontosan kódolt (név, dátum stb., vérvételi időpontok!) vérvételi csövek olvadó jégben állnak. A vizsgálat mindig éhgyomorra történik.

II. Műszerek bekapcsolása

Részletes műszerlistát lásd később.

III. Az adatlap kitöltése

Személyi adatok, a testfelszín kiszámolása (előtte súlymérés), és az első 10 perc telítő (logaritmikusan csökkenő) inzulin-dózisainak kiszámítása.

IV. A kaloriméter kalibrálása

Leírás később.

V. Páciens előkészítése

A vizsgált személy hólyagját kiüríti és mintát ad vizeletvizsgálathoz (a mikció pontos idejét az adatlapon fel kell tüntetni).

Kanülök behelyezése:

- a jobb karban, a könyökhajlatba, anterográd irányból egy vénakatétert helyezünk be, itt történik majd a direkt pletizmográfia,

- a bal karba egy retrográd irányú katéter kerül a könyökhajlat egyik lateralis vénájába,

- a bal csukló valamelyik lateralis vénájába egy anterográd irányú másik katétert teszünk, ez a kézfej kerül a melegítődobozba, ebből vesszük az arterializált vért.

VI. Inzulininfúzió és a glukózinfúzió előkészítése

lnzulininfúzió: 100 ml 0,9%-os NaCI-oldat, melyből 5 ml-t kiszívunk. Énnek helyére kerül a betegtöl származó 4,0 ml vér, plusz az 1,0 ml, 100 egység/ml koncentrációjú gyors hatású inzulin (Actrapid HM, Novo-Nordisk vagy Humulin Regular Inzulin-Lilly). Nagyon fontos a mennyiségek pontos mérése, ez az oldat kerül az infúziós pumpába (a keverékben lévő vér fehérjetartalma védi az inzulint, az különben a műanyagszerelék falára tapad).

Glukózinfúzió: 500 ml 20%-os glukóz, melyhez (az alacsony pH miatt) az alábbi puffer-keverékböl 5 ml-t adunk: Na-dihidrogén-foszfát 4,3 g, Dinátrium-hidrogén-foszfát 6,3 g, desztillált víz ad: 100,0 ml. (Az 5,0 ml puffer: 5,2 mmol Na-t, 1,4 mmol dihidrogén-foszfátot és 1,9 mmol hidrogén-foszfátot tartalmaz.) Az infúziós pumpákat és szerelékeket összeállításuk után légteleníteni kell.

VII. Bevezető kalorimetria

Amennyiben kalorimetria végzésére van módunk, a clamp elindítása előtt 40 percen át végezzük a bevezető kalorimetriát. Számoláshoz a kezdeti 10 perc után mért 30 perc értékét használjuk.

VIII. Induló vérminták vétele

Alapvérek (bazális minták) vétele a mélyvénából és cukor meghatározásra az arterizált vérből.

IX. Első izombiopszia

A bőr dezinficiálása (pl. 5 mg/ml töménységű klórhexol) után 1%-os Lidocainnal a felszínt, majd a mélyebb izomréteget érzéstelenítjük. Az izombiopszia pontos helye: a m. quadriceps vastus lateralis, a fascia lata-tól mediálisan.

X. Inzulinpumpa indítása

Az inzulinpumpát a részidők mérésére is alkalmas stopperórával együtt indítjuk és a clamp végéig az órát nem állítjuk meg. Az inzulin dózisát percenként csökkentjük (ld. dózisszámolás), így a 10. perc végére feltöltjük a szervezetet inzulinnal és az állandósított dózis mellett az inzulin-glukóz clamp elkezdődhet.

XI. Cukor mérése az arterializált vérből

A clamp ideje alatt a melegített kézből (60 °C) minden 5. percben vért veszünk és azonnal meghatározzuk a glukóz koncentrációját. (A vérminta vétele után fiziológiás sóoldatos átmosást végzünk, figyeljünk arra, hogy a következő vérvételkor egy kevés vért visszaszívjunk a kanülbe, különben a mérés értékelhetetlen lesz.) A vérminta mennyisége és előkészítési módja mérőműszerünktől függ.

XII. Cukorinfúzió indítása

Amikor a vércukor elérte az 5,0 mmol/l szintet (ez 4 mmol/l az arterializált vérplazmában) elindítjuk a cukorinfúziót. A cukorinfúzió sebességét az 5 percenként mért cukorértékek alapján állítjuk be úgy, hogy az arterializált vér cukorszintje 4-5 mmol/l tartományban legyen. A várhatóan inzulinrezisztens személyeknél a cukorinfúzió mennyisége kb. 50-60 ml/óra, a nem-rezisztens egyéneknél (testsúlytól függöen) 80-100 ml/óra a 20%-os glukózoldatból.

Nagyon fontos, hogy minden állítási pontnál részidőt mérjünk, és ezt feljegyezzük, mert később ebből kell számolni a szervezet cukorfelvételét (időponttól időpontig x az aktuális percenként fogyasztott cukor).

XIII. Időszakos vérminták vétele a mélyvénából

A vizsgálati tervnek megfelelő időpontokban (pl. 30 percenként) vérvétel a protokollban előírt vizsgálatokra.

XIV. Időszakos kalorimetria

Amennyiben végzünk kalorimetriát, annak ismétlése szükséges a 40-80., 120-160. és a 200-240. perc között.

XV. A clamp befejezése, második izombiopszia

A 245. percben megtörténik a második izombiopszia, ezt követően abbahagyjuk az inzulin adását, a cukorinfúzió még 1 órán át folyik. A beteg felkelhet, étkezik, majd az 1. óra elteltével ezt. az infúziót is megszüntetjük, mikció történik. Ennek mennyiségét pontosan felírjuk.

XVI. Az alkar volumenének mérése

Ha az alkar vérátáramlását is számolni akarjuk, nagyon fontos az alkar-térfogat mérése, pl. vízkiszorításos módszerrel (egy nagy mérőhengerben először lemérjük a kéz, majd az alkar térfogatát).

A kalorimetria és a pletizmográfia a rendelkezésünkre álló műszer használati utasítása szerint történik.

A kalorimetria az oxidatív, non-oxidatív cukorfelhasználás elkülönítéséhez kell, míg a pletizmográfia a cukorfelhasználás vérátáramlással kapcsolatos változásairól ad felvilágosítást, az inzulin-rezisztencia vizsgálatára a clamp a fenti paraméterek mérése nélkül is alkalmas.

Izombiopszia

Hozzávalók: Steril kissebészeti tálca: szike (hegyes véggel), izoláló kendők, steril mull-lap, steril hegyes végű anatómiai csipesz (5 db), kis darab méretre vágott infúziós szerelék gumírozott véggel, benne egy méretre vágott automata pipetta vég (ez szükséges a speciális tűhöz való illesztéshez, ezzel létesítünk vákumot a biopszia során).

Bergström-biopsziás eszköz: több méretben létezik, a vizsgálathoz legalább két steril készlet szükséges. 50 ml-es fecskendő szíváshoz, steril kesztyű, fedőtapasz, vesetál. Klórhexol, vagy egyéb ekvivalens fertőtlenítő szer. Lidocain, borotva, folyékony nitrogén vagy szárazjégre öntött alkohol egy fémedénykében. Ebbe dobjuk az izombiopsziás anyagot.

A biopszia a dezinficiálás és érzéstelenítés után egy bőrmetszésen keresztül a Bergström tűvel történik. A tűt fúró mozdulattal beleszúrjuk az izomba (a mandrint erösen a helyén tartva), majd a szívócsövet a helyére illesztjük, a mandrint kissé visszahúzzuk, az 50 ml-es fecskendővel szívást alkalmazunk, majd az éles peremű mandrint hirtelen előretoljuk. Így a tű oldalnyílásán beszívott izomdarabkát, a biopsziás anyagot a mandrin lemetszi. Nagyon fontos, hogy az izomdarab azonnal folyékony nitrogénba vagy a szárazjég-alkohol keverékbe kerüljön. Minimális idő a szobahőn a vizsgálatot értékelhetetlenné teszi (szöveti RNA-ze enzim azonnal elbontja az mRNS molekulákat!).

Az inzulindózis kalkulálása

Az inzulinterek telítéséhez és a tervezett inzulin vérszint fenntartásához szükséges inzulin mennyiségét bonyolult matematikai képletek alapján számították ki. Táblázatunk Ralph A. DeFronzo eredeti és azóta is világszerte használt ajánlását tartalmazza.¹

1. táblázat: Az első 10 perc inzulindózisai

MŰSZEREK (ezekkel vannak saját tapasztalataink)

Kalotimetria

• Deltatrac metabolic monitor (Datex Instrumentarium Corp. Helsinki Finland)
• Hawlett-Packard graphic printer (ThinkJet Printer)
• Inzulin/glukóz infúziós pumpák
• IVAC 771 nagy pontosságú automata infúziós pumpa - programozható, IVAC Co. San Diego, California

Cukormérés

• Beckman glucose analyser (Beckman, San-Diego CA.)
• Beckman automata pipetta
• Beckman microcentrifuga
• Pletizmográfia
• UFI ElektroCapacitance Plethysmograph (Model 2560)
• Morro Bay, CA
• Computer interface (Model SLIC 8000)
• Software-UFI CP (mindezek a kar-láb pletizmográfiához)
• Muliti-per recorder (Electronics GmbH, Freiburg, Németország)
• Speciális infúziós csatlakozók
• Connecta 3 way stopcock (Luer)
• Connecta 3 way stopcock with 10 cm extension tube
• Vecatix iv. dressing (leragasztó a vénakatéterekhez kis fémbetéttel és alátéttel)
• Obturator mandrin Venaflon 2 1,2 mm/18 G, long 45 mm (műanyag betét a kanülökhöz)

IRODALOM

1. DeFronzo, R. A., Tobin, J. D., Andrrs, R. és mtsai.: Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance. Am. J. Physiol. 237: E214-E223, 1979.

2. Turner, R. C., Holman, R. R., Matthews, D., Hockaday, T. D. R., Peto, J.: Insulin deficiency and insulin resistance interaction in diabetes: estimation of their relative contribution by feedback analysis from basal plasma insulin and glucose concentrations. Metabolism. 28: 1089-1096,1979.

3. Fulcher, G. R., Walker, M., Alberti, K. G. M. M.: The assessment of insulin action in vivo. (in: International Textbook of Diabetes Mellitus. Eds: Alberti K. G. M. M., DeFronzo R. A., Keen H., Zimmet P.) Vol. I., pp. 514-529. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 1992.

4. Yellow, R. S. és Berson, S. A.: Plasma insulin concentrations in nondiabetic and early diabetic subjects. Determination by a new sensitive immuno-assay technique. Diabetes 9: 524-532, 1960.

5. Ebeling, P., Bourey, R., Korányi L., Tuominen, J. A., Groop, L. C., Henriksson, J., Mueckler, M., Sovijarvi, A., Koivisto, V. A.: Mechanism of enhanced insulin sensitivity in athletes. Increased blood flow, muscle glucose transporter protein (GLUT-4) concentration, and glycogen synthase acitivity. J. Clin. Invest. 92: 1623-1631, 1993.

6. Bergman, R. N., Hope, I. D., Yang, Y. I., Watenable, R. M., Meador, M. A., Youn, J. H., Adler, M.: Asscssment of Insulin sensitivity in vivo: A critical review. Diabetes/Metabolism Reviews 5: 411-429, 1989.