Подробное объяснение трех тестов на диабет и их клинического значения.
I. Методы выявления антител к инсулину и их клиническое значение
1. биохимические характеристики и патофизиологические эффекты антител к инсулину
В 1983 году Бантинг обнаружил, что в сыворотке крови больных диабетом, получавших инсулин, присутствуют антиинсулиновые вещества, которые, как было позже доказано, являются гамма-глобулинами и названы антителами к инсулину. Выработка антител к инсулину связана с иммуногенностью препаратов инсулина, а выработка большого количества антител к инсулину может привести к нечувствительности пациентов к инсулину.
Антитела к инсулину — это в основном IgG. Антитела к инсулину IgM, IgD и IgE могут быть обнаружены у небольшого числа пациентов, получавших препарат, а антитела IgE в основном встречаются у пациентов, у которых была аллергическая реакция на инсулин.
Антитела к инсулину в сыворотке крови на 95-99,9% связаны с инсулином, а небольшой процент находится в свободном состоянии. Скорость связывания инсулина с антителами зависит от концентрации инсулина в крови. В крови присутствуют как высокоаффинные антитела с низкой связывающей способностью, так и низкоаффинные антитела с высокой связывающей способностью. Первое имеет константу сродства от 109 до 1010 моль/л и связывающую способность 108 моль/л; второе имеет константу сродства от 106 до 108 моль/л и связывающую способность 10ˉ7 моль/л. Низкоаффинные антитела составляют более 90% от общей связывающей способности и поэтому имеют большее физиологическое значение. Физиологическая роль антител к инсулину заключается в следующем: нейтрализация инсулина в крови; задержка деградации инсулина и продление срока жизни инсулина; высвобождение инсулина, связанного с антителами; роль транспортного белка инсулина; комплекс антиген-антитело может активировать комплемент, а длительный эффект может вызвать или усугубить микроангиопатию.
2. методы и меры предосторожности для выявления антител к инсулину
(1) Основные методы: иммуноэлектрофорез, связывание комплемента, тест на коагуляцию, иммунопреципитация, гель-фильтрация и радиоиммуноанализ. Радиоиммуноанализ является наиболее часто используемым методом благодаря его высокой чувствительности и простоте. Связывающая способность обычно выражается в Ед/л или моль/л.
Количественное определение антител к инсулину требует предварительного удаления инсулина из образца. Инсулин удаляется путем добавления HCL в сыворотку для диссоциации антител от инсулина и последующей адсорбции инсулина с помощью активированного угля. Инсулин удаляется путем добавления сыворотки к HCL для диссоциации антитела от инсулина, с последующей адсорбцией инсулина с помощью активированного угля или осаждением антитела полиэтиленгликолем, а обработанная ладонь может быть использована для тестирования разведения антител.
(2) Меры предосторожности
Чтобы избежать влияния инсулина на определение антител, кровь реципиента следует выбирать утром перед инъекцией инсулина.
3. Клиническое значение анализа на антитела к инсулину
(1) Взаимосвязь между антителами к инсулину и стабильностью сахарного диабета
Диксон наблюдал 24 случая стабильных больных диабетом в возрасте 35 лет, у которых связывающая способность антител к инсулину составляла 0,5-9,0 Ед/л; 23 случая нестабильных больных диабетом в возрасте 23 лет, у которых связывающая способность антител к инсулину составляла <0,5 Ед/л. Это указывает на то, что умеренно повышенные антитела к инсулину благоприятно влияют на регуляцию уровня свободного инсулина в крови, что благоприятно сказывается на стабильности заболевания. Стабильность в значительной степени зависит от остаточной функции островков у пациента, и антитела к инсулину могут помочь поддерживать более стабильный уровень свободного инсулина в крови, чтобы не допустить его слишком высокого или слишком низкого уровня и действовать в качестве буфера. Это имеет большое значение для тех, у кого почти полностью утрачена функция бета-клеток. (2) Антитела к инсулину и спонтанная ремиссия диабета 1 типа Пациенты с сахарным диабетом 1 типа на ранних стадиях лечатся инсулином в течение определенного периода времени, функция β-клеток имеет определенную степень восстановления, наступает ремиссия заболевания, в это время можно уменьшить или прекратить использование инсулина, что известно как "период спонтанной ремиссии". Антитела к инсулину могут влиять на продолжительность периода ремиссии. Поскольку антитела могут связывать и потреблять эндогенный инсулин, частота рецидивов у пациентов с антителами значительно выше, чем в группе без антител, т.е. уровень антител к инсулину в крови пациента отрицательно коррелирует с продолжительностью спонтанной ремиссии. (3) Антитела к инсулину и гипогликемия Спонтанная гипогликемия в ночное время у пациентов с сахарным диабетом может быть связана с антителами к инсулину. Антитела к инсулину связывают большое количество инсулина в крови, и когда ночью кислотность крови повышается, а свободный инсулин в крови падает быстрее, инсулин диссоциирует от антител и высвобождается, вызывая синдром гипогликемии. Когда при использовании высокоочищенного инсулина уменьшаются или исчезают антитела к инсулину, гипогликемические эпизоды также могут быть уменьшены или прекращены. (4) Антитела к инсулину и гестационный диабет Уровень антител к инсулину снижается, когда женщина с диабетом беременеет. Это связано с повышением уровня материнского эстрогена и прогестерона, которые подавляют выработку антител. Сообщалось, что материнские антитела к инсулину откладываются в поджелудочной железе плода через плаценту, что приводит к наследственному сахарному диабету. Чистый инсулин используется для снижения уровня антител к инсулину у людей с гестационным диабетом. (5) Антитела к инсулину и поздние сопутствующие заболевания при диабете Антитела к инсулину могут способствовать развитию или усугублению диабетической микроангиопатии. Было показано, что антитела к инсулину IgG преципитируют в гломерулах экспериментальных животных, что напоминает гломерулярный туберозный склероз. Клинически доказано, что у пациентов с высоким уровнем антител к инсулину, диабетическая нефропатия и пролиферативная ретинопатия возникают раньше. Антитела к инсулину и инсулинорезистентность II. Инсулин Инсулин секретируется бета-клетками поджелудочной железы, содержит 51 аминокислоту и имеет молекулярную массу 5800. Инсулин тесно связан с обменом сахара, жира и белка. Он способствует поглощению и использованию глюкозы печенью и периферическими тканями либо для образования гликогена печени или жира, либо для участия в триглицеридном цикле для получения энергии. Он стимулирует синтез липидов и подавляет липолиз и выработку кетоновых тел. Он также способствует синтезу белка и подавляет катаболизм белка. [Справочные значения]. Среднее значение инсулина плазмы натощак составляет 100,45±62,423 пмоль/л (радиоиммуноанализ). Его уровень зависит от массы тела. Он составил 96,863±63,858пмоль/л для взрослых без избыточного веса; 108,343±58,835пмоль/л для взрослых с избыточным весом; 146,37±134,89пмоль/л для взрослых с ожирением. (Норма веса была определена согласно Шанхайской группе сотрудничества по изучению диабета. Лицо без избыточного веса означает: вес субъекта/идеальный вес 1,20). [Клиническое значение]. Типизация и диагностика сахарного диабета: Сахарный диабет делится на две основные категории. I тип также известен как инсулинозависимый тип (сокращенно IDDM). Инсулин плазмы крови при голодании чрезвычайно низок и повышается и понижается крайне медленно или даже без каких-либо изменений после перорального глюкозного теста (ОГТТ) или приема булочной пищи. Это указывает на то, что функция β-клеток поджелудочной железы у них крайне низкая; тип II также известен как неинсулинозависимый тип (сокращенно НИДДМ). Этот тип включает две категории: требующие инсулинотерапии и не требующие инсулинотерапии. Он характеризуется гиперинсулинемией натощак; после пробного приема пищи ОГТТ высвобождение инсулина задерживается и пик смещается назад, но общее высвобождение не является низким, и примерно у 12% пациентов наблюдается низкий или замедленный ответ, что указывает на то, что диабет II типа принципиально отличается от I типа. Предполагается, что в основе патогенеза высокореспондеров лежат антитела к инсулину, а низкореспондеров - недостаточная секреция β-клеток и инсулинорезистентность. У пациентов I и II типа, нуждающихся в инсулинотерапии, уровень позитивности антител к инсулину в сыворотке крови достигает 96% и 87% соответственно из-за длительных инъекций инсулина. Это мешает результатам радиоиммуноанализа инсулина, поэтому этот анализ постепенно заменяется анализом С-пептида. Диагностика и прогноз заболевания печени: Печень является важным органом для стабилизации уровня глюкозы в крови, деградации и метаболизма инсулина в фиброзном организме, поэтому при заболеваниях печени может нарушаться метаболизм глюкозы. Измерение уровня инсулина в крови имеет большое значение для определения тяжести поражения печени, рационализации лечения и оценки прогноза. Уровень инсулина в крови натощак у пациентов со склерозом печени в 2-3 раза выше нормы. При проведении перорального глюкозного теста уровень инсулина в сыворотке крови был в 1,3, 3,6 и 8 раз выше на 60, 120 и 180 минутах соответственно по сравнению с группой нормы. У пациентов с острым вирусным гепатитом и хроническим гепатитом уровень инсулина в крови натощак был нормальным, но значения во всех временных фазах перорального теста на глюкозу также были выше, чем в группе нормы. Феномен снижения толерантности к глюкозе и повышения уровня инсулина в плазме крови при заболеваниях печени позволяет предположить, что при повреждении клеток печени снижается поглощение инсулина печенью в воротной вене. При лечении таких пациентов следует избегать мер, увеличивающих нагрузку на метаболизм глюкозы и бета-клетки. Четкое измерение С-пептида С-пептид и инсулин являются изомолекулярными пептидами, которые отщепляются от инсулиногена и не инактивируются ферментами печени, поэтому срок их действия составляет от 10 до 11 минут. Преимуществом измерения С-пептида является также то, что на него не влияет внешний инсулин. Референтные значения Радиоиммуноанализ: 0,4±00,20 нмоль/л у нормальных взрослых. Патологическая вариация Повышенный: При легком диабете уровень быстрой глюкозы не сильно повышен, а С-пептид в основном выше нормы. У пациентов с инсулиномой, если в крови присутствуют антитела к инсулину, С-пептид в сыворотке крови в основном повышен. У пациентов с опухолями поджелудочной железы, если С-пептид в сыворотке крови все еще измеряется после тотальной панкреатэктомии, это говорит о том, что в ходе операции не удалось удалить всю ткань поджелудочной железы. Если после тотальной панкреатэктомии С-пептид в сыворотке крови все еще обнаруживается, это указывает на то, что ткань поджелудочной железы была удалена не полностью. Если после операции он снова становится положительным, это свидетельствует о рецидиве или метастазировании опухоли. Снижение: У пациентов с тяжелой формой диабета с уровнем глюкозы натощак >200 мг/дл уровень С-пептида в сыворотке снижен, а при кетоацидозе уровень С-пептида в сыворотке крайне низок.
Диагностическая ценность измерения С-пептида при гипогликемическом синдроме: измерение инсулина плазмы обычно используется для выявления гипогликемического синдрома. При сахарном диабете, который лечится инсулином, измерение С-пептида иногда необходимо для определения уровня эндогенного инсулина у пациента. Диабетических пациентов с инсулиномой необходимо отличать от диабетических пациентов с гипогликемией, вызванной печеночной или почечной недостаточностью. При гипогликемии, вызванной передозировкой экзогенного инсулина или забыванием поесть, С-пептид всегда снижен. Это происходит потому, что экзогенный инсулин подавляет секрецию бета-клеток.
Значение С-пептида при заболеваниях печени: при циррозе наблюдается тенденция к повышению инсулина в плазме крови из-за снижения поглощения и деградации инсулина печенью, но глюкоза крови натощак в норме, С-пептид в норме, а соотношение С-пептид/инсулин в периферической крови снижено, поскольку печень не поглощает С-пептид, и подобное явление происходит после приема пищи.
С-пептид при трансплантации островков и поджелудочной железы: Трансплантация островков или аллотрансплантация поджелудочной железы является новым методом лечения диабета I типа. Способность бета-клеток выделять инсулин можно периодически наблюдать с помощью анализа на С-пептид.
Диагноз инсулиномы: Инсулинома — это опухоль β-клеток поджелудочной железы, количество инсулина, содержащегося в опухоли, эквивалентно от 4 до 40 раз по сравнению с нормальной поджелудочной железой того же объема, а количество секреции — от 2 до 6 раз, другие соответствующие экспериментальные данные следующие.
Во время приступа эссенциале в крови может составлять от 30 мг% до 35 мг%; во время приступа сахар в крови натощак составляет не менее 60 мг%.
На 2-м часу ОГТТ глюкоза в крови снова снижается и продолжается в течение 3-4 часов.
Тест с метилсульфонилмочевиной: 1 грамм метилсульфонилмочевины вводится внутривенно, и глюкоза в крови начинает снижаться через 2 минуты, достигая самого низкого уровня (ниже 25 мг%) через 30-45 минут и часто не превышая 40 мг% через 90-180 минут.
Лейциновый тест: после внутривенного введения лейцина диагноз подтверждается, если уровень инсулина в крови значительно повышается.
Диагностика гипертиреоза: На ранних стадиях гипертиреоза функция бета-клеток у пациента еще нормальная, но поскольку тироксин может вызвать гиперметаболизм и ускоренное разрушение инсулина, уровень инсулина натощак у пациента выше нормы; после приема глюкозы высвобождение инсулина значительно выше нормы; но тест на толерантность к глюкозе такой же, как у нормальных людей. Длительный тяжелый гипертиреоз может привести к разрушению бета-клеток островков и развитию сахарного диабета.
У пациентов с акромегалией повышается уровень инсулина в крови.
Инсулин в крови повышен у пациентов с синдромом Кушинга, спонтанным или вызванным стероидами.
Пациенты с дистрофической миастенией гравис.