Human PhysiologyHuman PhysiologyФизиология человека0131-16463034-6150The Russian Academy of Sciences66402510.31857/S0131164624010119ArticlesСтатьиResearch ArticleDisturbances in dynamics of glucose, insulin and C-peptide in blood after a normalized intake of mixed meal in obesity and type 2 diabetes mellitusНарушения динамики глюкозы, инсулина и С-пептида в крови после нормированного приема смешанной пищи при ожирении и сахарном диабете 2 типаLednevE. M.ЛедневЕ. М.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruGavrilovaA. O.ГавриловаА. О.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruVepkhvadzeT. F.ВепхвадзеТ. Ф.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruMakhnovskiiP. A.МахновскийП. А.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruShestakovaM. V.ШестаковаМ. В.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruPopovaD. V.ПоповД. В.
Russian Federation
danil-popov@yandex.ruInstitute of Biomedical Problems of the RASФГБУН ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАНNational Medical Research Center for EndocrinologyГНЦ РФ ФГБУ “НМИЦ эндокринологии” Минздрава РоссииMoscow State UniversityМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова0406202450112012725022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0131-1646/article/view/664025

The aim of the study is to investigate the dynamics of venous blood glucose, insulin, and C-peptide in response to intake a meal normalized to body mass in obese patients without and with type 2 diabetes mellitus. Venous blood samples were taken from 7 healthy subjects, 9 obese patients, and 10 obese patients with type 2 diabetes mellitus (mean period of diagnosed diabetes 7 years) before and 30, 60, 90, 120, and 180 min after a mixed meal (6 kcal/kg of body mass); additionally, 9 patients with obesity and type 2 diabetes mellitus and 3 healthy volunteers completed a hyperinsulinemic euglycemic clamp test. In patient groups the energy content of food did not differ, but was 1.8 times higher than in the control. An increase in glucose level one hour after a meal was maximal in patients with type 2 diabetes, but an increase in insulin and C-peptide — in obese patients, that related to impairment of insulin-dependent glucose uptake by tissues and of the rate of insulin secretion (dysfunction of â-cells) in patients. At the same time, an increase in the total area under the curve “C-peptide–time” shows that the maximum secretory response of â-cells is comparable in obese patients without and with type 2 diabetes mellitus. The absolute blood glucose level 90 minutes after a meal was closely correlated with the M-index — the marker of systemic sensitivity to insulin (rs = –0.82, p = 0.002). Our results characterize the features in the regulation of carbohydrate metabolism after intake a mixed meal, normalized to body mass, in people with the varying severity of metabolic disorders, and open up prospects for a wider application of this test in practice.

Цель исследования — изучить динамику глюкозы, инсулина и С-пептида венозной крови в ответ на прием пищи, нормированный на массу тела, у пациентов с ожирением с и без сахарного диабета 2-го типа. Пробы венозной крови брали у 7 здоровых добровольцев, 9 пациентов с ожирением и 10 пациентов с ожирением и сахарным диабетом 2-го типа (средняя длительность диабета 7 лет) до и через 30, 60, 90, 120 и 180 мин после приема смешанной пищевой смеси (6 ккал/кг массы тела); дополнительно 9 пациентов с ожирением и сахарным диабетом 2-го типа и 3 здоровых добровольца выполнили гиперинсулинемический эугликемический клэмп-тест. Калорийность пищи у пациентов не различалась, но была в 1.8 раза выше, чем в контроле. Прирост глюкозы через час после приема пищи был максимальный у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа, а прирост инсулина и С-пептида — у пациентов с ожирением, что отражает нарушения как в инсулинозависимом захвате глюкозы тканями, так и в скорости секреции инсулина (дисфункция β-клеток) у пациентов. При этом прирост площади под кривой “С-пептид-время” за тест показывает, что максимальный секреторный ответ β-клеток сопоставим у пациентов с ожирением без и с сахарным диабетом 2-го типа. Абсолютный уровень глюкозы крови через 90 мин после приема пищи тесно коррелировал с М-индексом — показателем системной чувствительности к инсулину (rs = –0.82, р = 0.002). Полученные результаты характеризуют особенности регуляции углеводного обмена при приеме пищи, нормированном на массу тела, у людей с различной выраженностью метаболических нарушений, и открывают перспективы для более широкого применения этого теста в практике.

skeletal muscle, type 2 diabetes mellitus, obesity, mixed meal test, insulin resistanceскелетная мышцасахарный диабет 2-го типаожирениетест со смешанной пищейинсулинорезистентностьРоссийский научный фондThe Russian Science Foundation21-75-10146Dedov I.I., Shestakova M.V., Vikulova O.K. et al. Epidemiological characteristics of diabetes mellitus in the Russian Federation: clinical and statistical analysis according to the Federal diabetes register data of 01.01.2021 // Diabetes Mellitus. 2021. V. 24. № 3. P. 204.Дедов И.И., Шестакова М.В., Викулова О.К. и др. Эпидемиологические характеристики сахарного диабета в Российской Федерации: клинико-статистический анализ по данным регистра сахарного диабета на 01.01.2021 // Сахарный диабет. 2021. Т. 24. № 3. С. 204.Wang Q., Jokelainen J., Auvinen J. et al. Insulin resistance and systemic metabolic changes in oral glucose tolerance test in 5340 individuals: an interventional study 2 // BMC Med. 2019. V. 17. № 1. P. 217.Shankar S.S., Vella A., Raymond R.H. et al. Standardized Mixed-Meal Tolerance and Arginine Stimulation Tests Provide Reproducible and Complementary Measures of beta-Cell Function: Results From the Foundation for the National Institutes of Health Biomarkers Consortium Investigative Series // Diabetes Care. 2016. V. 39. № 9. P. 1602.Tura A., Morbiducci U., Sbrignadello S. et al. Shape of glucose, insulin, C-peptide curves during a 3-h oral glucose tolerance test: any relationship with the degree of glucose tolerance? // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2011. V. 300. № 4. P. R941.Draznin B., Aroda V.R., Bakris G. et al. 2. Classification and Diagnosis of Diabetes: Standards of Medical Care in Diabetes-2022 // Diabetes Care. 2022. V. 45. № 1. P. S17.Rijkelijkhuizen J.M., Girman C.J., Mari A. et al. Classical and model-based estimates of beta-cell function during a mixed meal vs. an OGTT in a population-based cohort // Diabetes Res. Clin. Pract. 2009. V. 83. № 2. P. 280.van Bussel I.P.G., Fazelzadeh P., Frost G.S. et al. Measuring phenotypic flexibility by transcriptome time-course analyses during challenge tests before and after energy restriction // FASEB J. 2019. V. 33. № 9. P. 10280.Vorotnikov A.V., Popov D.V., Makhnovskii P.A. Signaling and Gene Expression in Skeletal Muscles in Type 2 Diabetes: Current Results and OMICS Perspectives // Biochemistry (Moscow). 2022. V. 87. № 9. P. 1021.Воротников А.В., Попов Д.В., Махновский П.А. Сигнализация и генная экспрессия в скелетной мышце при диабете 2 типа: текущие результаты и перспективы широкозахватных подходов // Биохимия. 2022. Т. 87. № 9. С. 1260.McQuaid S.E., Hodson L., Neville M.J. et al. Downregulation of adipose tissue fatty acid trafficking in obesity: a driver for ectopic fat deposition? // Diabetes. 2011. V. 60. № 1. P. 47.Bastarrachea R.A., Laviada-Molina H.A., Nava-Gonzalez E.J. et al. Deep Multi-OMICs and Multi-Tissue Characterization in a Pre- and Postprandial State in Human Volunteers: The GEMM Family Study Research Design // Genes (Basel). 2018. V. 9. № 11. P. 532.Small L., Brandon A.E., Parker B.L. et al. Reduced insulin action in muscle of high fat diet rats over the diurnal cycle is not associated with defective insulin signaling // Mol. Metab. 2019. V. 25. P. 107.Ware J., Jr., Kosinski M., Keller S.D. A 12-Item Short-Form Health Survey: construction of scales and preliminary tests of reliability and validity // Med. Care. 1996. V. 34. № 3. P. 220.DeFronzo R.A., Tobin J.D., Andres R. Glucose clamp technique: a method for quantifying insulin secretion and resistance // Am. J. Physiol. 1979. V. 237. № 3. P. E214.Cerf M.E. Beta cell dysfunction and insulin resistance // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2013. V. 4. P. 37.Kossler T., Bobrov P., Strassburger K. et al. Impact of mixed meal tolerance test composition on measures of beta-cell function in type 2 diabetes // Nutr. Metab. (Lond). 2021. V. 18. № 1. P. 47.Paglialunga S., Guerrero A., Roessig J.M. et al. Adding to the spectrum of insulin sensitive populations for mixed meal tolerance test glucose reliability assessment // J. Diabetes Metab. Disord. 2016. V. 15. P. 57.