칼로리 제한 및 인슐린 분비

제2형 당뇨병이 있는 비만 환자의 경우, 체중 감소를 초래하는 생활 습관 수정으로 혈당이 개선되거나 심지어 정상화됩니다. 포도당 조절에 대한 이러한 유익한 효과는 인슐린 분비와 인슐린 감수성 모두의 개선으로 설명됩니다. 그러나 칼로리 제한 그 자체의 대사 효과는 적어도 부분적으로는 체중 감소와 무관할 수 있습니다. 또한, 40일 동안 초저칼로리 식이요법(VLCD)을 통해 제2형 당뇨병의 혈당 조절이 개선된 것은 체중 감량이 여전히 미미한 칼로리 제한의 처음 10일 동안 기록되었습니다. 체중 감소 후 칼로리 섭취를 증가시키면 체중 반동이 없음에도 불구하고 혈장 포도당이 증가하였다. 제2형 당뇨병 환자에서 VLCD로 인한 이러한 초기 개선의 기본 메커니즘은 소수의 연구에서만 평가되었습니다. 따라서 초저칼로리 식이요법 후 빠르면 7일 후에 간 포도당 생산 감소와 인슐린 감수성의 완만한 증가가 보고되었습니다. 후속 연구에서는 단기 VLCD가 간 포도당 생성에 미치는 영향을 복제했지만 전신 인슐린 민감성에 대해서는 그렇지 않았습니다.

베타 세포 기능과 관련하여 이전 연구에서는 VLCD를 단기간 적용한 후 경구 포도당 내성 검사(OGTT) 동안 인슐린 분비율이 명백하게 개선되었다고 보고했습니다. 그러나 포도당에 대한 베타 세포 민감도에 대한 공식적인 조사는 수행되지 않았으며, 포도당이 os마다 주어졌기 때문에 다른 요인(예: 인크레틴, 그렐린)이 관련되었을 수 있습니다. 한 연구에서는 VLCD 8주 후 및 체중 안정화 기간 동안, 즉 음의 에너지 균형 신호가 없는 상태에서 고혈당 클램프 동안, 즉 내장 관련 요인을 제외하고 베타 세포 반응이 개선되었다고 보고했습니다. 또한, 연구 설계에 따라 포도당에 대한 1기 분비 반응을 탐색하지 않았습니다.

아주 최근에 Lim과 coll. 제2형 당뇨병 환자에서 VLCD는 며칠 만에 포도당 조절을 현저하게 개선했으며 포도당에 대한 간 인슐린 민감성과 베타 세포 민감성의 개선이 주로 관련된 메커니즘이라고 보고했습니다. VLCD를 8주간 연장하자 당뇨병이 명백히 완화되었습니다. 이것과 대부분의 이전 기전 연구는 BMI가 30-35 정도인 환자에서 수행되었으며, 최신 지침에 따르면 대사 수술은 치료 옵션으로 간주되어서는 안 됩니다. 비만 수술을 받는 제2형 당뇨병 환자의 경우 상당한 체중 감소가 발생하기 전에 포도당 조절 및 베타 세포 기능의 개선이 감지될 수 있으며 장 우회술이 다음과 같은 대사 효과(예: 베타 세포)를 가질 수 있다는 강력한 제안이 있습니다. 체중에 미치는 영향과 독립적으로 인크레틴 축을 포함할 수 있습니다. 또한 비만 수술 후 제2형 당뇨병의 관해율은 70-80%로 보고되었습니다.

따라서 대사 수술이 가능한 중증 비만 제2형 당뇨병 환자에서 단기 VLCD가 덜 비만한 환자에서 보고된 것과 유사한 효과를 나타내는지 여부를 아는 것이 중요합니다.

따라서 연구자들은 제2형 당뇨병이 있는 중증 비만 환자에서 VLCD 7일 동안 베타 세포 기능이나 인슐린 감수성 또는 둘 다의 변화를 통해 포도당 조절에 영향을 미치는지 여부를 평가하기 위해 예비 개념 증명 연구를 수행했습니다.

참가자들은 기준선과 7일 간의 칼로리 제한(VLCD) 후에 연구되었습니다. VLCD는 Italian Standards of Care에 따라 지질, 단백질 및 탄수화물의 백분율 분포와 함께 400kcal/일 식단으로 구성되었습니다.

기준선과 VLCD 종료 시점에 앞서 설명한 바와 같이 모든 환자에서 고혈당 인슐린 클램프 연구를 수행했습니다. 모든 연구는 피험자가 침대에 누워있는 동안 12시간 동안 밤새 금식한 후 08:00에 수행되었으며 180' 동안 지속되었습니다. 모든 피험자에서 두 개의 정맥 카테터를 핫 박스 기술에 따라 각각 정주 정맥과 손목 정맥에 삽입하여 물질 주입 및 동맥 혈액 샘플링을 수행했습니다. 기준선(-60'-0')을 설정하기 위한 60분 기간 후, 시간 0'에서 전술한 바와 같이 다음 120' 동안 고혈당 포도당 클램프를 수행했습니다. 필요에 따라 2'-5'마다 침대 옆에서 혈장 포도당을 측정하고 기준선 값보다 높은 7.0mmol/L(126mg/dl)로 고정했습니다. 이러한 지속적인 고혈당증 조건 하에서 정상적인 베타 세포 분비 반응은 처음 10분 이내에 초기에 인슐린 방출이 급증하고(첫 번째 단계) 나중에 단조롭게 증가하는 호르몬 방출(두 번째 단계)이 뒤따르는 이상성입니다.

포도당, C-펩티드 및 인슐린 측정을 위한 혈액 샘플을 0분에서 15분까지 2.5분마다, 15분에서 120분까지 15분마다 채취했습니다.

급성 인슐린 반응(AIR)은 고혈당 클램프의 2.5, 5.0, 7.5 및 10분에서 평균 증분 혈장 인슐린 농도로 계산되었습니다.

2단계 인슐린 반응(2ndIR)은 고혈당 클램프의 60'과 120' 사이의 평균 증분 인슐린 농도로 계산되었습니다.

클램프 중 포도당 처분은 포도당 풀의 (최소) 변화에 대해 보정된 외인성 포도당 주입 속도로 계산되었습니다(M 값; 단위: μmol.min-1.m-2 BSA).

클램프 동안 포도당의 대사 제거율은 M 값과 우세한 포도당 농도 사이의 비율로 계산되었습니다. 이러한 실험 조건 하에서, 글루코스의 대사 제거율은 제2상 인슐린 분비의 처분 지수(DI; 단위: ml. 분-1.m-2 BSA), 동일한 실험적으로 고정된 글루코스 농도에서 베타 세포에 의해 달성된 글루코스의 전신 사용이라는 점에서. 그것은 정맥 내 포도당 부하를 처리하는 전신 능력을 측정하고 일반적인 인슐린 저항성과 인슐린 청소율에 적응하기 위한 베타 세포 적절성을 반영합니다. 이 DI에는 두 가지 장점이 있습니다. 1. 두 가지 다른 실험 평가의 산물이 아니라 직접적인 실험 측정입니다. 2. 다른 모든 DI와 달리 인슐린 감수성과 베타 세포 분비 반응 또는 포도당 자극 인슐린 농도를 연결하는 수학적 관계에 관한 가정이 필요하지 않습니다.

고혈당 클램프 동안의 인슐린 감수성은 60'과 120' 사이에 도달한 평균 인슐린 농도로 나눈 포도당의 대사 제거율 비율로 계산되었습니다(IS; 단위: [(ml. 분-1.m-2 BSA)/(pmol/L)].

고혈당 클램프 동안 포도당 및 C-펩티드 곡선의 분석은 이전에 자세히 설명한 약간의 수정을 통해 여러 실험실에서 제안한 일반적인 전략을 따릅니다.

이 모델의 주요 출력은 다음과 같습니다.

1. 첫 번째 단계 매개변수

   • 첫 번째 단계로 인해 분비된 총 인슐린 양(1stISR; 단위: pmol.m-2 BSA)
   • 연구 시간 0과 1분 사이에 1mmol/리터의 포도당 농도 증가율에 대한 반응으로 분비된 인슐린의 양으로 표현되는 제1기 분비의 포도당 민감도(σ1)(단위: [(pmol.m- 2 BSA)/(mM.min-1)]

2. 두 번째 단계 매개변수

   • 두 번째 단계로 인해 분비된 총 인슐린 양(2ndISR; 단위: pmol.m-2 BSA);
   • 2단계 분비의 포도당 민감도(σ2), 기준선보다 1mmol/liter의 포도당 농도 단계 증가에 대한 반응으로 정상 상태 인슐린 분비율로 표현됨(단위: [(pmol.min-1.m-2 BSA/(mmol/L)].

마지막으로, 인슐린 클리어런스 지수(InsClearIndex; 단위: L.min-1.m-2 BSA)는 평균 인슐린 분비율을 고혈당 클램프 동안 평균 인슐린 농도로 나눈 비율로 계산되었습니다.