SPINA Carb
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LoslegenDefinition
Als SPINA Carb wird ein neueres (2022) physiologisch begründetes Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Betazellfunktion (SPINA-GBeta) und der Insulinsensitivität (SPINA-GR) bezeichnet. Ähnlich wie der HOMA-Index und der QUICKI-Index werden die Strukturparameter aus Glukose- und Insulinspiegeln im Nüchternzustand berechnet. Es handelt sich um eine Anwendung des Strukturparameter-Inferenz-Ansatzes (SPINA).
Hintergrund
Die Gleichungen beruhen auf einer Plattform für nichtlineare Modelle endokriner Regelkreise (MiMe-NoCoDI-Modell).[1]
Die Berechnung setzt die gleichzeitige Messung des Insulin- und Glukosespiegels im Blut voraus. Die Blutabnahme erfolgt morgens nach einer Nahrungskarenz von 12 Stunden.
Die berechneten Biomarker werden meist im Rahmen von klinischen Studien und bei Verdacht auf ein metabolisches Syndrom oder einen Diabetes mellitus Typ 2 ermittelt, um die Betazellfunktion und die Insulinsensitivität zu berechnen. Die Werte korrelieren mit dem M-Wert eines euglykämischen Clamps, außerdem mit dem Zweistundenwert eines oralen Glukosetoleranztests (oGTT), dem Blutzuckeranstieg im oGTT, der HbA1c-Fraktion und dem abdominellen Fettgehalt.[2] Vorteilhaft ist, dass nur eine einzige Blutentnahme zur Ermittlung der Strukturparameter ausreicht.
Berechnung
Die Parameter werden folgendermaßen berechnet:
| SPINA-GBeta = I0(DBeta + G0) / (G3G0) |
| SPINA-GR = G1P0(DR + I0) / (GEI0G0) – DR / (GEI0) – 1 / GE |
mit:
- I0 = Nüchtern-Insulinplasmaspiegel (μU/ml)
- G0 = Nüchtern-Blutzuckerspiegel (mg/dl)
- DBeta = EC50 von Glukose an Betazellen (7 mmol/l)
- G1 = Parameter der Pharmakokinetik (154,93 s/l)
- G3 = Parameter der Pharmakokinetik (58,8 s/l)
- DR = Dissoziationskonstante des Insulinrezeptors (1,6 nmol/l)
- GE = Effektorverstärkung (50 s/mol)
- P0 = Konstitutive endogene Glukoseproduktion (150 µmol/s)[2]
Interpretation
Referenzwerte hängen von der Population ab. Bei Nicht-Diabetikern lag SPINA-GBeta zwischen 1,0 und 2,8 pmol/s, SPINA-GR zwischen 2,3 und 9,5 mol/s.[2] Es ist zu beachten, dass SPINA-GBeta bei niedrigem SPINA-GR ansteigt, um eine geringe Insulinsensitivität zu kompensieren. Bei Diabetikern fällt diese Kompensationsmöglichkeit weg.[3]
Alternativen
Alternative Methoden zur Bestimmungen der Insulinsensitivität sind:
- Minimal Model
- Homeostasis Model Assessment
- QUICKI
- Hyperglykämischer Clamp
- Euglykämischer Clamp
Quellen
- ↑ Dietrich, J. W. & Boehm, B. O. Die MiMe-NoCoDI-Plattform: Ein Ansatz für die Modellierung biologischer Regelkreise, GMDS 2015: 60. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie e. V. (GMDS), 2015
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Dietrich et al. SPINA Carb: a simple mathematical model supporting fast in-vivo estimation of insulin sensitivity and beta cell function, Sci Rep, 2022
- ↑ Ferrannini E, Mari A. Beta cell function and its relation to insulin action in humans: a critical appraisal, Diabetologia, 2004