HOMA-IR, QUICKI 및 단시간 인슐린내성검사
인슐린저항성에 대한 평가는 비만, 고혈압, 고지혈증 및 심혈관질환의 병태생리를 파악하는데 큰 도움을 준다. 인슐린저항성을 가장 정확히 측정하는 표준방법으로서 정상혈당 클램프기법 (euglycemic clamp technique)이 있다 (1). 그 외에도 FSIGT (frequently sampled intravenous glucose tolerance (2), 인슐린억제검사 (insulin suppression test) (3), 인슐린내성검사 (insulin tolerance test) (4) 등의 방법들이 있으나 방법적으로 어렵고, 많은 시간과 인력을 필요로 해서, 1차 의료기관에서 실시하기에는 한계가 있다. 일선 진료 현장에서, 인슐린 농도를 직접 측정하기가 쉽지 않으므로, ATPIII 또는 IDF에서 규정한 대사증후군 진단기준에 부합할 경우 인슐린저항성이 있다고 간접적이고 개략적으로 평가하기도 한다. 역시 개략적이긴 하지만, 공복 인슐린 농도가 10 uU/ml 이상이면 인슐린저항성이 있다고 판정하기도 한다. 한국인 83,186명을 대상으로 대사증후군 위험도가 유의하게 높아지는 공복 인슐린 농도를 조사한 결과, 9.7 uU/ml 농도에서 가장 예측력이 컸음이 보고된 바 있다 (5). 그 외에 인슐린저항성을 비교적 쉽게 평가할 수 있는 방법으로서, 공복 혈액검사 또는 포도당부하검사를 통해 인슐린과 혈당을 측정하여, 인슐린감수성 지수 (insulin sensitivity index) 를 계산하는 방법들이 있다. 이들을 소개하고 인슐린감수성 지수들의 임상적 의의 및 간략한 배경을 설명드리고자 한다.
1. 대표적인 인슐린감수성 지수의 종류
12시간 공복상태에서 검사 당일 아침 8시에 실시. 한쪽 수부정맥에 20G 카테터를 역방향으로 삽입하고 3-way를 연결하여 채혈에 이용하며, 생리식염수를 서서히 정주하여 혈관이 막힘을 방지한다. 반대편 전박정맥에 20G 카테터를 정방향으로 삽입하여 인슐린 주사 및 검사 종료 후 포도주 정주하는데 사용한다. 카테터 삽입 후 대상자가 누워있는 상태에서 20-30분간 안정시킨 후 동맥화된 정맥혈을 얻기 위해 heating pad를 이용하여 채혈하는 부위의 온도를 60-70C로 유지한다. 안정된 상태에서 미리 100배로 희석해 놓은 인슐린 (Humulin, RI 1U/mL)을 대상자 체중 1kg 당 0.1U로 계산하여 전박정맥에 주사하고, 반대편 수부정맥에서 0, 3, 6, 9, 12, 15분에 각각 채혈한다. 저혈당을 막기위해 15분 채혈 후 곧바로 20% 포도당 100mL을 정주하며, 혈액은 곧바로 원심분리하여 포도당 농도를 측정한다. 인슐린내성검사 시 시간대별로 측정된 포도당 농도는 컴퓨터 프로그램에 입력하여 각각 자연로그로 환산하고 3-15분의 값을 이용해 regression line의 기울기를 계산한다. 이로부터 기저혈당이 반으로 떨어지는 반감기 (t1/2)를 구하고, 인슐린저항성 지표인 혈당감소율 (rate constant for plasma glucose disappearance, Kitt)을 다음과 같은 공식으로 구한다 : Kitt= 0.693/ t1/2 X 100 (%/min). 일반적으로, Kitt 값을 2.5%/min 미만인 경우를 인슐린저항성이 있다고 평가한다.
2. 인슐린감수성지수의 임상적 의의
상기 언급한 HOMA-IR, QUICKI 지수는 공복 혈액을 이용하는 간편한 방법이겠고, 경구당부하검사를 이용한 다른 방법들로서, Belfiore (8), Cederholm (9), Gutt (10), Matsuda (11), Stumvoll (12), Soonthornpun (13) 지수들이 있다. HOMA-IR과 QUICKI는 비교적 적은 측정 간 오차를 가지며, 표준검사인 클램프법과의 상관관계가 매우 높아서 임상적으로 추천될 수 있는 방법이다. (7) (표 1 참고). 치료 중인 제2형 당뇨병 환자에서도 인슐린저항성이 개선되는 정도를 판정함에 있어서도 QUICKI가 유용하다고 보고되었고 (14), 향후 5년 간의 당뇨병 발병을 예측함에 있어서도 QUICKI가 어느 정도 예측력을 가지며 (15), 경동맥 내중막두께도 QUICKI 정도에 따라 차이 있음이 보고되고 있다 (16). 한국인에서도 대사증후군을 예측할 수 있는 특이도, 민감도가 가장 높은 HOMA-IR 및 QUICKI 값이 각각 2.43 및 0.145로 나타났다. 최근에는 상기 방법 외에 인슐린내성검사를 실시하여 인슐린저항성을 측정하여 경동맥 및 관상동맥의 죽상경화증 중증도와 유의한 관련이 있음을 보고하기도 하였다. 인슐린 내성검사시 발생되는 저혈당 위험 및 그에 따른 counter-regulatory hormone에 의한 혈당변화 등의 문제점을 보완한 단시간 인슐린내성검사가 인슐린저항성을 평가하는데 유용하게 쓰일 수 있겠다 (17). 기존 방법보다 간편하게 고안되었다는 장점이 있겠지만, 실제 임상에 적용하기엔 어려운 점이 있어 연구 목적으로 제한되는 현실이다. 그러나 인슐린저항성을 표준적인 방법보다 비교적 간편하게 평가하고, HOMA-IR, QUICKI 보다 정확히 평가하고자 할 때 사용될 수 있다.
참고문헌
1. De Fronzo RA, Tobin J, Andres R. Glucose clamp technique: A method for quantifying insulin secretion and resistance. Am J Physiol 237: E214?E273, 1979.
2. Bergman RN, Phillips SL, Cobelli C. Physiologic evaluation of factors controlling glucose tolerance in man: Measurement of insulin sensitivity and b-cell glucose sensitivity from the response to intravenous glucose. J Clin Invest 68: 1456?1467, 1981.
3. Shen SW, Reaven GM, Farquhar JW. Comparison of impedance to insulin-mediated glucose uptake in normal subjects and in subjects with latent diabetes. J Clin Invest 49: 2151?2160, 1970.
4. Bonora E, Moghetti P, Zancanaro C, Cigolini M, Querena M, Cacciatori V, Corgnati A, Muggeo M. Estimates of in vivo insulin action in man: Comparison of insulin tolerance tests with euglycemic and hyperglycemic glucose clamp studies. J Clin Endocrinol Metab 68: 374?378, 1989.
5. Ryu S, Sung KC, Chang Y, Lee WY, Rhee EJ. Spectrum of insulin sensitivity in the Korean population.
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6. Matthews DR, Hosker JP, Rudenski AS, Naylor BA, Treacher DF, Turner RC. Homeostasis model assessment: insulin resistance and ß-cell function from fasting plasma glucose and insulin concentrations in man. Diabetologia 28: 412?419, 1985.
7. Katz A, Nambi SS, Mather K, Baron AD, Follmann DA, Sullivan G, Quon MJ. Quantitative insulin sensitivity check index: a simple accurate method for assessing insulin sensitivity in humans. J Clin Endocrinol Metab 85: 2402?2410, 2000.
8. Belfiore F, Iannello S, Volpicelli G. Insulin sensitivity indices calculated from basal and OGTT-induced insulin, glucose, and FFA levels. Mol Genet Metab 63: 134?141, 1998.
9. Cederholm J, Wibell L. Insulin release and peripheral sensitivity at the oral glucose tolerance test. Diabetes Res Clin Pract 10: 167?175, 1990.
10. Gutt M, Davis CL, Spitzer SB, Llabre MM, Kumar M, Czarnecki EM, Schneiderman N, Skyler JS, Marks JB. Validation of the insulin sensitivity index (ISI0, 120): comparison with other measures. Diabetes Res Clin Pract 47: 177?1784, 2000.
11. Matsuda M, DeFronzo RA. Insulin sensitivity indices obtained from oral glucose tolerance testing. Comparison with the euglycemic insulin clamp. Diabetes Care 22: 1462?1470, 1999.
12. Stumvoll M, Mitrakou A, Pimenta W, Jenssen T, Yki-Jarvinen H, Van Haeften T, Renn W, Gerich J. Use of the oral glucose tolerance test to assess insulin release and insulin sensitivity. Diabetes Care 23: 295?301, 2000.
13. Soonthornpun S, Setasuban W, Thamprasit A, Chayanunnukul W, Rattarasarn C, Geater A. Novel insulin sensitivity index derived from oral glucose tolerance test. J Clin Endocrinol Metab 88: 1019-23, 2003.
14. Katsuki A, Sumida Y, Gabazza EC, Murashima S, Urakawa H, Morioka K, Kitagawa N, Tanaka T, Araki-Sasaki R, Hori Y, Nakatani K, Yano Y, Adachi YJ. QUICKI is useful for following improvements in insulin sensitivity after therapy in patients with type 2 diabetes mellitus. J Clin Endocrinol Metab 87: 2906-2908, 2002.
15. Vanhala P, Vanhala M, Kumpusalo E, Keinanen-Kiukaanniemi S. The quantitative insulin sensitivity check index QUICKI predicts the onset of type 2 diabetes better than fasting plasma insulin in obese subjects: a 5-year follow-up study. J Clin Endocrinol Metab 87: 5834-5837, 2002.
16. Rajala U, Laakso M, Paivansalo M, Pelkonen O, Suramo I, Keinanen-Kiukaanniemi S. Low insulin sensitivity measured by both quantitative insulin sensitivity check index and homeostasis model assessment method as a risk factor of increased intima-media thickness of the carotid artery. J Clin Endocrinol Metab 87: 5092-5097, 2002.
17. 박석원, 윤용석, 안철우, 남재현, 권석호, 송민경, 한설혜, 차봉수, 송영득, 이현철, 허갑범. 인슐린저항성의 평가에 있어서 단시간 인슐린 내성검사의 유용성. 정상혈당 클램프와의 비교. 당뇨병 22: 199-208, 1998.
답변 : 이원영 (성균관의대 강북삼성병원 내분비내과)
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