Stimulation

La mesure de l'insulino résistance

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La mesure de l'insulino résistance

Inspiré par la lecture d’un article récent de Cersosimo (2014) sur les moyens d’évaluation de la sensibilité à l’insuline. Complété par l’article d ‘Antuna-Puente (2011).

Résumé

  • Différents tests pour l’évaluation de l’IR sont disponibles avec leurs indicateurs propres:
    • en recherche : clamps / test de suppression;
    • en clinique : OGTT / MTT.
  • Le Gold Standard est le clamp euglycémique hyperinsulinémique.
  • Les indicateurs traditionnellement utilisés en cliniques sont HOMA et QUICKI;

Préalables

L’insuline?

L’insuline est l’hormone qui permet au glucose dissous dans le sang d’être capté par les cellules pour pouvoir assurer leur besoin énergétique.

Glucose cell entry

Source : EthosHealth

La résistance à l’insuline

La résistance à l’insuline est la perte de sensibilité qu’ont les cellules vis à vis de l’insuline. Pour avoir un même effet il faut davantage d’insuline.

A terme il y a épuisement du pancréas qui ne parvient plus à produire suffisamment d’insuline pour qu’un effet se produise.

Importance ?

La glycémie augmente et des effets délétères apparaissent (neuropathies, infections, néphropathies…).

Elle est associée au diabète de type 2 et est l’un des symptômes du syndrome métabolique (obésité, hyperlipémie, hypertension…).

Les Tests

Test de suppression de l’insuline

L’Insulin Supression Test (IST) décrit par Shen (1970) permet une évaluation directe de la résistance à l’insuline.

Principe :

  • Suppression de l’insuline endogène (i.v. somatostatine);
  • Perfusion d’insuline et de glucose à dose constante;
  • Glycémie de fin d’expérimentation reflète la résistance à l’insuline.

    Insulin Suppression Test

    Source : Shen(1970)
    Une hyperglycémie s’installe en absence du feedback d’insuline. Elle est plus importante chez le sujet sain que chez le sujet diabétique.

Évaluation d’après un modèle

Un index d’insulino-résistance est basé sur la simplification d’un modèle mathématique complexe.

Le minimal-model-based insulin sensitivity index (SI) Bergman 1979 / Pacini 1982 peut être déterminé par des variables accessibles facilement en clinique. Les plus utilisés sont les index HOMA et QUICKI.

Index Auteur Notes
HOMA Matthews (1985) Glycémie + insulinémie à jeûn. Plusieurs évolutions dont évaluation IR et sécrétion d’insuline
QUICKY Katz (2000) logarithme inverse de HOMA
- Perseghin (2001) basé sur QUICKI + acides gras non estérifiés
McAuley index Mc Auley (2001) triglycérides + insuline à jeûn
TyG index GuerreroRomero (2010) Tolérance au glucose + triglycérides + glycémie + poids
Diss index Diss (2008) HDL-chol + acides gras non estérifiés + insulinémie + index athérogénique
Test d’echantillonages fréquents par iv (FSIGT / IVGTT)

Le FSIGT ( Frequently sampled intravenous glucose tolerance test) développé par Bergman (1987) permet de déterminer:

  1. le SiMM (insulin sensitivity index) : lien niveau d’insuline - disparition du glucose
  2. le SgMM (glucose effectiveness index) : effet du glucose sur sa propre disparition indépendamment des niveaux d’insuline.

Principe : analyse des cinétiques de glycémie et d’insulinémie par modèle mathématique après bolus iv de glucose.

Intravenous Glucose Tolerance Test Source : Benedini (2013)
La glycémie augmente au bolus de glucose. Une réponse rapide se manifeste par un premier burst d’insulin d’un pic majeur

Test de Tolérance oral

Glucose (OGTT)

Himsworth (1936, 1939) utilise des tests OGTT (Oral glucose tolerance Test). Plus “physiologiques” que les tests d’administration par iv même si la quantité de sucre ingérée mime difficilement une situation réaliste. Multiples variantes existantes, adaptées à des populations de sujets et à des conditions physiologiques particulières sont disponibles.

Principe : ingestion d’une charge de glucose puis observation de l’évolution de la glycémie 2 heures après l’ingestion ou bien suivi de la glycémie et de l’inslinémie toutes les 30 minutes selon le(s) paramètre(s) à déterminer. Glucose tolerance test Source : Wiring Diagrams
Glycémie basale, pic hyperglécémique et rétablissement à la basale plus défavorables en conditions pathologiques.

Index Auteur Notes
ISI Avignon Avignon (1999) intègre une estimation de la distribution du volume de glucose
ISI Belfiore Belfiore (1998) utilise l’aire sous la courbe de glucose et d’insuline lors de l’OGTT
ISI Cederholm Cederholm (1990) utilise des points particuliers de la courbe d’OGTT
ISI Gutt Gutt (2000) dérivation / simplification du Cederholm
ISI Matsuda Matsuda (1999) 1er chef de file, OGTT représente IR des muscles squelettiques périphériques
ISI Stumvoll Stumvoll (2000) adapté a des populations diverses, intègre le BMI
OGIS Mari (2001) termes complexes d’équations dont les paramètres varient en fonction de la durée de test
SI_IS OGTT Bastards (2007) transformation logarithmique avec bonne corrélation des résultats de CLAMP chez certaines populations
Liver IR Vangipurapu (2011) inclus HDL-Chl, %BF, BMI

BF: Body Fat / BMI: Body Mass Index
Tableau inspiré d ‘Antuna-Puente (2011)

Repas (MTT)

Test réputé être plus représentatif d’une réponse physiologique à un repas qu’un OGTT mais difficile à standardiser.

Principe : charge calorique d’un repas standardisé ingéré puis suivi de la glycémie, du petptide-C et de l’insulinémie.

L’ISR (Insulin Secrection Rate) est déterminé pour un calcul ultérieur de DI (Disposition Index).

Index Auteur Notes
Elrick (1964)
Caumo (2000) modèle basé sur intégrale
Dalla Mann (2002) modèle basé sur équation différentielle

Euglycemic clamp Source : Benedini (2013)
La glycémie augmente après la prise de glucose ou le repas. L’insulinémie est alors augmentée.

Les clamps

L’approche du CLAMP a été développée par DeFronzo. Elle repose sur le système d’homéostasie du glucose et par son système de feedback qui vise à garder une glycémie stable:

  • une élévation de la glycémie active une sécrétion d’insuline pour augmenter l’absorption par les tissus;
  • une diminution de la glycémie inhibe la sécrétion d’insuline pour diminuer l’absorption par les tissus.

L’utilisation d’isotopes marqués permet un accès à des paramètres supplémentaires.

Il est supposé que les états / pathologies n’affectent pas l’absorption de glucose non médiée par l’insuline.

Type de clamp Principe Notes
hyperglycémique - Hyperglycémie par infusion de glucose
- Maintient du plateau
- Détermination du niveau d’insuline par déconvolution du peptide-C
-
cold euglycémique hyperinsulinémique - Perfusion d’insuline à débit constant
- Ajustement perfusion de glucose pour rester à la glycémie basale
- Gold Standard
- Détermination de la sensibilité à l’insuline des tissus
hot euglycémique hyperinsulinémique - Idem cold
- Perfusion de glucose marqué par isotope stable
- Estimation de la résistance hépatique à l’insuline
- Quantité totale d’utilisation du glucose médiée par l’insuline

Graphe d’un clamp euglycémique hyperinsulinémique Euglycemic clamp Source : Benedini (2013)
Période de stabilisation du système jusqu’a T120. À partir de T120, saturation du sytème en insuline et ajustement du glucose perfusé pour rétablir la glycémie basale.

AU FINAL

Le choix du test à réaliser dépend du contexte et de la pronfondeur qu’on souhaite attribuer à l’indicateur d’IR. Les indicateurs sont difficilement directement comparables entre eux. Certains manques de standardisation exigent une profonde attention préalable avant interprétation.

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WPdrx
Physiologiste Bioinformaticien

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