SPINA Carb

Als SPINA Carb wird ein neueres (2022) physiologisch begründetes Verfahren zur quantitativen Bestimmung der Betazellfunktion (SPINA-GBeta) und der Insulinsensitivität (SPINA-GR) bezeichnet. Außerdem liefert das Verfahren einen statischen Dispositionsindex (SPINA-DI, Kreisverstärkung des Insulin-Glukose-Regelkreises). Es handelt sich um eine Anwendung des Strukturparameter-Inferenz-Ansatzes (SPINA).

Ähnlich wie die HOMA-Indices (HOMA-Beta, HOMA-IR und HOMA-IS) und der QUICKI-Index werden die Strukturparameter aus Glukose- und Insulinspiegeln im Nüchternzustand berechnet.

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. In drei verschiedenen Kohorten konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass die Parameter eine bessere Reliabilität und diagnostische Leistung als alternative Methoden zur Beurteilung der Glukosehomöostase aufweisen.^[3][4]

Die Berechnung der beiden Parameter SPINA-GBeta und SPINA-GR hat zur Identifikation eines neuen Subtyps des MODY-Diabetes beigetragen. Dieser Diabetes mellitus Typ 3a ist – anders als andere MODY-Typen – durch eine Insulinresistenz und eine Mutation des Ryanodin-Rezeptors Typ 2 charakterisiert.^[5]

Die Parameter werden folgendermaßen berechnet:

$${\displaystyle SPINA-GBeta={\frac {I_{0}({D}_{\beta }+G_{0})}{{G}_{3}G_{0}}}}$$

$${\displaystyle SPINA-GR={\frac {{G}_{1}P_{0}({D}_{R}+I_{0})}{{G}_{E}I_{0}G_{0}}}-{\frac {{D}_{R}}{{G}_{E}I_{0}}}-{\frac {1}{{G}_{E}}}}$$

$${\displaystyle SPINA-DI=SPINA-GBeta\cdot SPINA-GR}$$

wobei:

• I₀ = Nüchtern-Insulinplasmaspiegel (μU/ml)
• G₀ = Nüchtern-Blutzuckerspiegel (mg/dl)
• D_Beta = EC₅₀ von Glukose an Betazellen (7 mmol/l)
• G₁ = Parameter der Pharmakokinetik (154,93 s/l)
• G₃ = Parameter der Pharmakokinetik (58,8 s/l)
• D_R = Dissoziationskonstante des Insulinrezeptors (1,6 nmol/l)
• G_E = Effektorverstärkung (50 s/mol)
• P₀ = Konstitutive endogene Glukoseproduktion (150 µmol/s)^[2]

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] Auf der Grundlage eines großen bevölkerungsbasierten Datensatzes wurde für SPINA-GBeta ein Referenzbereich von 0,64 bis 3,73 pmols/s und für SPINA-GR ein Referenzbereich von 1,41 bis 9,00 ermittelt^[3]. Es ist zu beachten, dass SPINA-GBeta bei niedrigem SPINA-GR ansteigt, um eine geringe Insulinsensitivität zu kompensieren. Der statische Dispositionsindex (SPINA-DI) bleibt dabei konstant. Bei Diabetikern fällt diese Kompensationsmöglichkeit weg.^[6]

Alternative Methoden zur Bestimmung der Insulinsensitivität sind:

• Minimal Model
• Homeostasis Model Assessment
• QUICKI
• Hyperglykämischer Clamp
• Euglykämischer Clamp