SPINA-GBeta
Summative Sekretionsleistung pankreatischer Betazellen
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SPINA-GBeta ist ein berechneter Biomarker für die Sekretionsleistung pankreatischer Betazellen[1]. Der Parameter drückt die maximale Menge an Insulin aus, die Betazellen pro Zeiteinheit (z. B. pro Sekunde) ausschütten können.
Die Berechnungsmethode beruht auf einem zeitdiskreten mathematischen Modell der Insulin-Glukose-Homöostase, das auf der MiMe-NoCoDI-Plattform für die Modellierung endokriner Regelkreise aufbaut[2].
Ermittlung
ist von einem mathematischen Modell der Insulin-Glukose-Homöostase und grundlegenden physiologischen Prinzipien hergeleitet[3][4]. Für diagnostische Zwecke wird der Parameter mit:
({D}_{\beta }+\left[G\right](\infty ))}{{G}_{3}[G](\infty )}}}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f2f50477c6037130824999c266a2e0f28baa0099)
aus Insulin- und Glukosekonzentrationen berechnet. Dabei bedeuten:
[I](∞): Nüchtern-Plasmakonzentration für Insulin (mol/l)
[G](∞): Nüchtern-Blutzucker (mol/l)
Dβ: EC50 für Glukose an den Betazellen (7 mmol/l)
G3: Parameter für die Pharmakokinetik (58,8 s/l).
Referenzbereiche
Die Gleichungen und ihre Parameter sind kalibriert für erwachsene Menschen mit einer Körpermasse von 70 kg bzw. einem Blutplasmavolumen von etwa 2,5 Litern.
Klinische Wertigkeit
Validität
SPINA-GBeta korreliert signifikant mit dem M-Wert in Glucose-Clamp-Untersuchungen und (besser als HOMA-Beta) mit der Zwei-Stunden-Glukosekonzentration und dem Glukoseanstieg im oralen Glukosetoleranztest (oGTT), mit der subskapularen Hautfaltendicke, der Menge abdominellen Fettgewebes und der HbA1c-Fraktion.[1]
SPINA-GBeta hat den zusätzlichen Vorteil, dass es den HOMA-blinden Bereich, der die Berechnung von HOMA-Beta unmöglich macht, wenn die Glukosekonzentration bei 3,5 mmol/l bzw. 63 mg/dl oder darunter liegt, umgeht[6]. Anders als HOMA-Beta kann SPINA-Beta im gesamten Messbereich sinnvoll berechnet werden[1].
Reliabilität
Bei wiederholten Untersuchungen hat SPINA-GBeta eine höhere Wiederholpräzision als HOMA-Beta[1][5].
Klinischer Nutzen
In der FAST-Studie, einer Fall-Kontroll-Studie an 300 Personen aus Deutschland, hat SPINA-GBeta klarer zwischen Personen mit und ohne Diabetes mellitus differenziert als HOMA-Beta[5].
Wissenschaftliche Implikationen und andere Anwendungen
Zusammen mit der rekonstruierten Insulin-Rezeptorverstärkung (SPINA-GR) liefert SPINA-GBeta die Grundlage für die Definition eines statischen Dispositionsindex der Insulin-Glukose-Homöostase (SPINA-DI)[5].
SPINA-GBeta sinkt unter mediterraner Ernährung ab, was mit verminderter Notwendigkeit einer dynamischen Kompensation, d. h. einer Insulinüberproduktion als Ausgleich für Insulinresistenz, erklärt wurde[7].
In Kombination mit SPINA-GR und Whole-Exom-Sequenzierung hat die Berechnung von SPINA-GBeta geholfen, eine neue Variante des monogenetischen Diabetes (MODY) zu definieren, die durch eine primäre Insulinresistenz gekennzeichnet ist und von einer Missense-Mutation des Gens für den Ryanodin-Rezeptor Typ 2 (RyR2) (p.N2291D) herrührt[8].
Pathophysiologische Bedeutung
In verschiedenen Populationen korrelierte SPINA-GBeta mit der Fläche unter der Glukosekurve und den 2-Stunden-Konzentrationen für Glukose, Insulin und Proinsulin im oralen Glukosetoleranztest sowie den Konzentrationen für freie Fettsäuren, Ghrelin und Adiponektin sowie der HbA1c-Fraktion[5].
Bei Acne inversa, einer entzündlichen Hauterkrankung, ist SPINA-GBeta erhöht und kompensiert damit eine reduzierte Insulinsensitivität. Diese dynamische Kompensation ist unzureichend in einer Untergruppe der Betroffenen. Konsekutiv fällt der statische Dispositionsindex (SPINA-DI) ab, so dass sich ein Diabetes mellitus entwickelt[9].
Da SPINA-GBeta eine höhere Vorhersagekraft als HOMA-Beta hat, wurde seine Verwendung als berechneter Frühbiomarker für die Entwicklung und Pathophysiologie eines Schwangerschaftsdiabetes vorgeschlagen[10].
Prädiktive Aspekte
In einer Längsschnittauswertung der NHANES-Studie, einer großen Stichprobe der US-amerikanischen Bevölkerung, über 10 Jahre sagte ein reduzierter SPINA-GBeta-Parameter die Mortalität jeglicher Ursache voraus[11].