Insulin resistance/ja: Difference between revisions

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Insulin resistance/ja
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[[PCOS/ja|多嚢胞性卵巣症候群]]や[[NAFLD/ja|非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）]]はインスリン抵抗性と関連している。また、[[Hepatitis C/ja|C型肝炎]]は2型糖尿病やインスリン抵抗性を3～4倍発症しやすくする。
[[PCOS/ja|多嚢胞性卵巣症候群]]や[[NAFLD/ja|非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）]]はインスリン抵抗性と関連している。また、[[Hepatitis C/ja|C型肝炎]]は2型糖尿病やインスリン抵抗性を3～4倍発症しやすくする。


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=== ミトコンドリア機能障害===
=== Mitochondrial dysfunction ===
異なる方法論による複数の研究から、[[Mitochondrion/ja|ミトコンドリア]]の機能障害がインスリン抵抗性の病因において極めて重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。ミトコンドリアの機能障害は、[[reactive oxygen species/ja|活性酸素種]]の形成、遺伝的要因、加齢、ミトコンドリアの生合成の低下から生じる可能性がある。厳密な研究によって確認されれば、ミトコンドリア障害とインスリン感受性の低下との関連が、新たな治療アプローチへの道を開くかもしれない。
Multiple studies involving different methodology suggest that impaired function of [[Mitochondrion|mitochondria]] might play a pivotal role in the pathogenesis of insulin resistance. Mitochondrial dysfunction may result from the formation of [[reactive oxygen species]], genetic factors, aging, and reduced mitochondrial biogenesis. If confirmed by rigorous studies, a link between mitochondrial disorders and reduced insulin sensitivity might pave the way to new therapeutic approaches.
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=== 炎症 ===
=== Inflammation ===
感染症などの急性または慢性の炎症は、インスリン抵抗性を引き起こす可能性がある。[[tumor necrosis factor-alpha/ja|TNF-α]]は、[[lipolysis/ja|脂肪分解]]を促進し、インスリンシグナル伝達を阻害し、GLUT4の発現を低下させることにより、インスリン抵抗性を促進する可能性のあるサイトカインである。
Acute or chronic inflammation, such as in infections, can cause insulin resistance. [[tumor necrosis factor-alpha|TNF-α]] is a cytokine that may promote insulin resistance by promoting [[lipolysis]], disrupting insulin signaling, and reducing the expression of GLUT4.
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=== 遺伝学 ===
=== Genetics ===
いくつかの遺伝子座がインスリン抵抗性と関連していることが明らかにされている。これには、インスリン抵抗性に関連するNAT2、GCKR、IGFI遺伝子近傍の遺伝子座の変異が含まれる。さらなる研究により、これらの遺伝子近傍の遺伝子座がインスリン抵抗性と関連していることが示された。しかし、これらの遺伝子座はインスリン抵抗性の遺伝的要素の25〜44％を占めるに過ぎないと推定されている。
Several genetic loci have been determined to be associated with insulin insensitivity. This includes variation in loci near the NAT2, GCKR, and IGFI genes associated with insulin resistance. Further research has shown that loci near the genes are linked to insulin resistance. However, these loci are estimated to account for only 25–44% of the genetic component of insulin resistance.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
==病態生理学==
==Pathophysiology==
{{Anchor|Pathophysiology}}
In normal metabolism, the elevated blood glucose instructs beta (β) cells in the [[Islets of Langerhans]], located in the [[pancreas]], to release insulin into the blood. The insulin makes insulin-sensitive tissues in the body (primarily skeletal [[muscle]] cells, [[adipose]] tissue, and [[liver]]) absorb [[glucose]] which provides energy as well as lowers blood glucose. The beta cells reduce insulin output as the blood glucose level falls, allowing blood glucose to settle at a constant of approximately 5&nbsp;mmol/L (90&nbsp;mg/dL). In an ''insulin-resistant'' person, normal levels of insulin do not have the same effect in controlling blood glucose levels.
正常な代謝では、上昇した血中グルコースは、[[pancreas/ja|膵臓]]にある[[Islets of Langerhans/ja|ランゲルハンス島]]のβ細胞にインスリンを血液中に放出するように指示する。インスリンは体内のインスリン感受性組織（主に骨格[[muscle/ja|筋肉]]細胞、[[adipose/ja|脂肪]]組織、[[liver/ja|肝臓]]）に[[glucose/ja|グルコース]]を吸収させ、エネルギーを供給すると同時に血糖値を下げる。β細胞は血糖値が下がるとインスリンの分泌を減らし、血糖値を約5 mmol/L（90 mg/dL）に一定に保つ。インスリン抵抗性」では、正常レベルのインスリンでは血糖値をコントロールする効果はない。
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インスリン抵抗性の状況下で身体がインスリンを産生すると、細胞はインスリンを効果的に吸収または使用することができず、血流に留まる。[[fat/ja|脂肪]]や[[muscle/ja|筋肉]]細胞などのある種の細胞は、グルコースを吸収するためにインスリンを必要とし、これらの細胞が循環するインスリンに十分に反応できないと、血糖値が上昇する。[[liver/ja|肝臓]]は通常、インスリンの存在下でグルコースの分泌を減らすことにより、グルコースレベルの調節を助ける。しかし、インスリン抵抗性では、肝臓のグルコース産生におけるこの正常な減少が起こらない可能性があり、さらに血糖値上昇の一因となる。
When the body produces insulin under conditions of insulin resistance, the cells are unable to absorb or use it as effectively and it stays in the bloodstream. Certain cell types such as [[fat]] and [[muscle]] cells require insulin to absorb glucose and when these cells fail to respond adequately to circulating insulin, blood glucose levels rise. The [[liver]] normally helps regulate glucose levels by reducing its secretion of glucose in the presence of insulin. However, in insulin resistance, this normal reduction in the liver's glucose production may not occur, further contributing to elevated blood glucose.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
[[adipose tissue/ja|脂肪組織]]におけるインスリン抵抗性は、循環脂質の取り込みを減少させ、貯蔵[[triglyceride/ja|トリグリセリド]]の[[hydrolysis/ja|加水分解]]を増加させる。これは[[blood plasma/ja|血漿]]中の遊離[[fatty acid/ja|脂肪酸]]の上昇につながり、インスリン抵抗性をさらに悪化させる。インスリンは[[fat cells/ja|脂肪細胞]]へのエネルギー貯蔵のための主要なホルモンシグナルであり、脂肪細胞は肝および骨格筋抵抗性に直面してもその感受性を保持する傾向があるため、インスリン抵抗性は新たな脂肪組織の形成を刺激し、体重増加を加速させる。
Insulin resistance in [[adipose tissue|fat cells]] results in reduced uptake of circulating lipids and increased [[hydrolysis]] of stored [[triglyceride]]s. This leads to elevated free [[fatty acid]]s in the [[blood plasma]] and can further worsen insulin resistance. Since insulin is the primary hormonal signal for energy storage into [[fat cells]], which tend to retain their sensitivity in the face of hepatic and skeletal muscle resistance, insulin resistance stimulates the formation of new fatty tissue and accelerates weight gain.
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インスリン抵抗性の状態では、[[pancreas/ja|膵臓]]の[[beta cell/ja|β細胞]]がインスリンの産生を増加させる。これにより、高血糖を補うために[[hyperinsulinemia/ja|高血中インスリン]]（高インスリン血症）が起こる。このインスリン抵抗性の代償期には、[[Pancreatic beta cell function/ja|β細胞機能]]が亢進し、インスリンレベルは高くなり、血糖値は依然として維持される。代償性のインスリン分泌がうまくいかないと、空腹時（空腹時血糖障害）または食後（耐糖能障害）のグルコース濃度が上昇する。最終的には、抵抗性が増大し、代償性インスリン分泌がうまくいかなくなるにつれてグルコース濃度が高くなり、2型糖尿病が発症する。高血糖状態でβ細胞が十分なインスリンを分泌できないことが、インスリン抵抗性から2型糖尿病への移行を特徴づけている。
In states of insulin resistance, [[beta cell]]s in the [[pancreas]] increase their production of insulin. This causes [[hyperinsulinemia|high blood insulin]] (hyperinsulinemia) to compensate for the high blood glucose. During this compensated phase of insulin resistance, [[Pancreatic beta cell function|beta cell function]] is upregulated, insulin levels are higher, and blood glucose levels are still maintained. If compensatory insulin secretion fails, then either fasting (impaired fasting glucose) or postprandial (impaired glucose tolerance) glucose concentrations increase. Eventually, type 2 diabetes occurs when glucose levels become higher as the resistance increases and compensatory insulin secretion fails. The inability of the β-cells to produce sufficient insulin in a condition of hyperglycemia is what characterizes the transition from insulin resistance to type 2 diabetes.
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インスリン抵抗性被験者や2型糖尿病患者では、インスリン抵抗性は腸管由来の[[Apolipoprotein B/ja|apoB-48]]産生率と強く関連している。インスリン抵抗性は、内臓脂肪、高血圧、高血糖、およびトリグリセリド、低密度[[low-density lipoprotein/ja|低比重リポ蛋白]]（sdLDL）粒子、および[[high-density lipoprotein/ja|高密度リポ蛋白]]（HDL）コレステロール値の上昇を伴う[[dyslipidemia/ja|脂質異常症]]を有する人にしばしば認められる。内臓脂肪率に関しては、多くの証拠がインスリン抵抗性との2つの強い関連を示唆している。第一に、皮下脂肪組織とは異なり、内臓脂肪細胞は腫瘍壊死因子α（[[TNF-a/ja|TNF-a]]）や[[Interleukins/ja|インターロイキン]]-1、-6などの炎症性[[cytokines/ja|サイトカイン]]を大量に産生する。多くの実験モデルにおいて、これらの炎症性サイトカインは、脂肪細胞や筋肉細胞における正常なインスリン作用を破壊し、内臓脂肪型患者にみられる全身インスリン抵抗性を引き起こす主要因となっている可能性がある。炎症性サイトカインの産生に関する注目の多くは、IKK-β/[[NF-kappa-B/ja|NF-κ-B]]経路に集中しているが、この経路は、インスリン抵抗性を引き起こす可能性のある炎症性マーカーやメディエーターの転写を促進するタンパク質ネットワークである。第二に、内臓脂肪は肝臓における脂肪の蓄積と関連しており、[[non-alcoholic fatty liver disease/ja|非アルコール性脂肪肝疾患]]（NAFLD）として知られる状態である。NAFLDの結果、遊離脂肪酸が血液中に過剰に放出され（脂肪分解の亢進による）、グリコーゲン貯蔵のグルコースへの肝分解（[[glycogenolysis/ja|グリコーゲン分解]]）が亢進し、この両方が末梢のインスリン抵抗性を悪化させ、[[T2DM/ja|2型糖尿病]]の可能性を高める。
Insulin resistance is strongly associated with intestinal-derived [[Apolipoprotein B|apoB-48]] production rate in insulin-resistant subjects and type 2 diabetics. Insulin resistance often is found in people with visceral adiposity, hypertension, hyperglycemia, and [[dyslipidemia]] involving elevated triglycerides, small dense [[low-density lipoprotein]] (sdLDL) particles, and decreased [[high-density lipoprotein]] (HDL) cholesterol levels. With respect to visceral adiposity, a great deal of evidence suggests two strong links with insulin resistance. First, unlike subcutaneous adipose tissue, visceral adipose cells produce significant amounts of proinflammatory [[cytokines]] such as tumor necrosis factor-alpha ([[TNF-a]]), and [[Interleukins]]-1 and −6, etc. In numerous experimental models, these proinflammatory cytokines disrupt normal insulin action in fat and muscle cells and may be a major factor in causing the whole-body insulin resistance observed in patients with visceral adiposity. Much of the attention on production of proinflammatory cytokines has focused on the IKK-beta/[[NF-kappa-B]] pathway, a protein network that enhances transcription of inflammatory markers and mediators that may cause insulin resistance. Second, visceral adiposity is related to an accumulation of fat in the liver, a condition known as [[non-alcoholic fatty liver disease]] (NAFLD). The result of NAFLD is an excessive release of free fatty acids into the bloodstream (due to increased lipolysis), and an increase in hepatic breakdown of glycogen stores into glucose ([[glycogenolysis]]), both of which have the effect of exacerbating peripheral insulin resistance and increasing the likelihood of [[T2DM|Type 2 diabetes mellitus]].
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（過食のような）持続的な正のエネルギーバランス下で起こりがちな脂肪組織の過剰な膨張は、インスリン抵抗性とそれに伴う疾患状態を引き起こす一因となりうる脂質毒性と炎症作用を誘発すると、[[:en:Antonio Vidal-Puig|ビダル＝プイグ]]によって仮定されている。
The excessive expansion of adipose tissue that tends to occur under sustainedly positive energy balance (as in overeating) has been postulated by [[Antonio Vidal-Puig|Vidal-Puig]] to induce lipotoxic and inflammatory effects that may contribute to causing insulin resistance and its accompanying disease states.
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また、インスリン抵抗性はしばしば[[hypercoagulable state/ja|凝固亢進状態]]（[[fibrinolysis/ja|線溶]]障害）や炎症性サイトカインレベルの上昇と関連している。
Also, insulin resistance often is associated with a [[hypercoagulable state]] (impaired [[fibrinolysis]]) and increased inflammatory cytokine levels.
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=== 分子メカニズム ===
=== Molecular mechanism ===
分子レベルでは、細胞はインスリン受容体を通してインスリンを感知し、そのシグナルは[[PI3K/AKT/mTOR pathway/ja|PI3K/Akt/mTORシグナル伝達経路]]として知られるシグナル伝達カスケードを通して伝播する。最近の研究では、この経路は、ある種の細胞では生理的条件下で[[Bistability/ja#In biological and chemical systems|双安定性]]スイッチとして働く可能性が示唆されており、インスリン応答は閾値現象である可能性が高い。インスリンに対する経路の感受性は、遊離脂肪酸の脂肪分解のような多くの因子によって鈍化し、インスリン抵抗性を引き起こすかもしれない。しかし、より広い観点から見ると、感受性の調整（感受性の低下を含む）は、変化する環境や代謝条件に適応するために生物がよく行うことである。例えば、妊娠は代謝条件の顕著な変化であり、その下では、母親は脳（母親の脳と胎児の脳）のためにグルコースをより多く確保するために、筋肉のインスリン感受性を低下させなければならない。これは、胎盤成長因子を分泌してインスリン受容体基質（IRS）とPI3Kの相互作用を阻害することにより、反応閾値を上げる（すなわち、感受性の発現を遅らせる）ことで達成できる。
At the molecular level, a cell senses insulin through insulin receptors, with the signal propagating through a signaling cascade collectively known as [[PI3K/AKT/mTOR pathway|PI3K/Akt/mTOR signaling pathway]]. Recent studies suggested that the pathway may operate as a [[Bistability#In biological and chemical systems|bistable]] switch under physiologic conditions for certain types of cells, and insulin response may well be a threshold phenomenon. The pathway's sensitivity to insulin may be blunted by many factors such as lipolysis of free fatty acids, causing insulin resistance. From a broader perspective, however, sensitivity tuning (including sensitivity reduction) is a common practice for an organism to adapt to the changing environment or metabolic conditions. Pregnancy, for example, is a prominent change of metabolic conditions, under which the mother has to reduce her muscles' insulin sensitivity to spare more glucose for the brains (the mother's brain and the fetal brain). This can be achieved through raising the response threshold (i.e., postponing the onset of sensitivity) by secreting placental growth factor to interfere with the interaction between insulin receptor substrate (IRS) and PI3K, which is the essence of the so-called ''adjustable threshold hypothesis'' of insulin resistance.
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インスリン抵抗性は、抗酸化防御機構として働く細胞[[mitochondria/ja|ミトコンドリア]]内の[[superoxide dismutase/ja|スーパーオキシドジスムターゼ]]による過剰な栄養に対する反応であると提唱されている。この関連は、インスリン抵抗性の多様な原因の下に存在するようである。また、インスリン抵抗性は、細胞をミトコンドリアアンカプラー、[[electron transport chain/ja|電子輸送鎖]]阻害剤、またはミトコンドリア[[superoxide dismutase mimetics/ja|スーパーオキシドジスムターゼ模倣薬]]にさらすことによって急速に回復するという知見に基づいている。
Insulin resistance has been proposed to be a reaction to excess nutrition by [[superoxide dismutase]] in cell [[mitochondria]] that acts as an antioxidant defense mechanism. This link seems to exist under diverse causes of insulin resistance. It also is based on the finding that insulin resistance may be reversed rapidly by exposing cells to mitochondrial uncouplers, [[electron transport chain]] inhibitors, or mitochondrial [[superoxide dismutase mimetics]].
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==診断==
==Diagnosis==
{{Anchor|Diagnosis}}
===Fasting insulin levels===
===空腹時インスリン値===
A fasting serum insulin level greater than 29 microIU/mL or 174 pmol/L indicates insulin resistance. The same levels apply three hours after the last meal.
空腹時血清インスリン値が29μIU/mLまたは174pmol/Lを超えると、インスリン抵抗性を示す。最後の食事から3時間後も同じ値である。
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
===グルコース負荷試験===  
===Glucose tolerance testing===
糖尿病の診断に用いられる[[glucose tolerance test/ja|ブドウ糖負荷試験]]（GTT）では、絶食状態の患者が75グラムのブドウ糖を経口摂取する。その後、2時間にわたって血糖値が測定される。
During a [[glucose tolerance test]] (GTT), which may be used to diagnose diabetes mellitus, a fasting patient takes a 75&nbsp;gram oral dose of glucose. Then blood glucose levels are measured over the following two hours.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
解釈は[[WHO/ja|WHO]]のガイドラインに基づく。2時間後の[[blood sugar/ja|血糖値]]が7.8 mmol/L（140 mg/dL）未満を正常、7.8～11. 0 mmol/L（140～197 mg/dL）を[[impaired glucose tolerance/ja|耐糖能異常]]（IGT）、11.1 mmol/L（200 mg/dL）以上を[[diabetes mellitus/ja|糖尿病]]とみなす。
Interpretation is based on [[WHO]] guidelines. After two hours a [[blood sugar|glycemia]] less than 7.8&nbsp;mmol/L (140&nbsp;mg/dL) is considered normal, a glycemia of between 7.8 and 11.0&nbsp;mmol/L (140 to 197&nbsp;mg/dL) is considered as [[impaired glucose tolerance]] (IGT), and a glycemia of greater than or equal to 11.1&nbsp;mmol/L (200&nbsp;mg/dL) is considered [[diabetes mellitus]].
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
単純なインスリン抵抗性では、[[oral glucose tolerance test/ja|経口ブドウ糖負荷試験]]（OGTT）は正常か軽度異常である。多くの場合、初期の測定でグルコース値が上昇するが、これは食後（食後）のインスリン分泌のピークが失われたことを反映している。検査を（さらに数時間）延長すると、[[hypoglycemia/ja|低血糖症]]が明らかになることがある。"ディップ"は、生理的な食後インスリン反応の失敗後のインスリン産生のオーバーシュートの結果である。
An [[oral glucose tolerance test]] (OGTT) may be normal or mildly abnormal in simple insulin resistance. Often, there are raised glucose levels in the early measurements, reflecting the loss of a postprandial peak (after the meal) in insulin production. Extension of the testing (for several more hours) may reveal a [[hypoglycemia|hypoglycemic]] "dip," that is a result of an overshoot in insulin production after the failure of the physiologic postprandial insulin response.
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===高インスリン血性食欲低下クランプ===
===Hyperinsulinemic euglycemic clamp===
インスリン抵抗性を調査し定量化するための[[gold standard (test)/ja|ゴールドスタンダード]]は「高インスリン血性優血クランプ」であり、[[hypoglycemia/ja|低血糖]]を起こすことなく[[insulin/ja|インスリン]]レベルの上昇を補うのに必要な[[glucose/ja|グルコース]]の量を測定することから、そう呼ばれている。[[glucose clamp technique/ja|グルコースクランプ法]]の一種である。この検査が臨床で行われることはほとんどないが、医学検査ではさまざまな医薬品の効果を評価する場合などに用いられる。グルコース注入速度は一般に糖尿病の文献ではGINF値と呼ばれている。
The [[gold standard (test)|gold standard]] for investigating and quantifying insulin resistance is the "hyperinsulinemic euglycemic clamp," so-called because it measures the amount of [[glucose]] necessary to compensate for an increased [[insulin]] level without causing [[hypoglycemia]]. It is a type of [[glucose clamp technique]]. The test is rarely performed in clinical care, but is used in medical research, for example, to assess the effects of different medications. The rate of glucose infusion commonly is referred to in diabetes literature as the GINF value.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
処置には約2時間かかる。[[peripheral vein/ja|末梢静脈]]から、1[[:en:minute|分]]あたり10～120mU/m<sup>2</sup>の[[insulin/ja|インスリン]]を注入する。インスリンの[[intravenous/ja|注入]]を補うために、血糖値を5～5.5 mmol/Lに維持するために[[glucose/ja|ブドウ糖]]を20%注入する。ブドウ糖の注入速度は、5～10分ごとに[[blood sugar/ja|血糖値]]をチェックして決定する。
The procedure takes about two hours. Through a [[peripheral vein]], [[insulin]] is infused at 10–120 mU per m<sup>2</sup> per [[minute]]. In order to compensate for the insulin [[intravenous|infusion]], [[glucose]] 20% is infused to maintain blood sugar levels between 5 and 5.5&nbsp;mmol/L. The rate of glucose infusion is determined by checking the [[blood sugar]] levels every five to ten minutes.
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検査の最後の30分間のグルコース注入速度によって、インスリン感受性が決定される。高濃度（7.5 mg/分以上）が必要な場合、患者はインスリン感受性である。非常に低いレベル（4.0 mg/分以下）は、インスリン作用に対して抵抗性であることを示す。4.0～7.5 mg/minの間の値は確定的ではなく、インスリン抵抗性の初期徴候である "耐糖能異常 "を示唆する。
The rate of glucose infusion during the last thirty minutes of the test determines insulin sensitivity. If high levels (7.5&nbsp;mg/min or higher) are required, the patient is insulin-sensitive. Very low levels (4.0&nbsp;mg/min or lower) indicate that the body is resistant to insulin action. Levels between 4.0 and 7.5&nbsp;mg/min are not definitive, and suggest "impaired glucose tolerance," an early sign of insulin resistance.
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この基本的な技術は、グルコーストレーサーを使用することで大幅に向上する可能性がある。グルコースは安定原子または放射性原子で標識することができる。一般的に使用されるトレーサーは、3-<sup>3</sup>Hグルコース（放射性）、6,6<sup>2</sup>H-グルコース（安定）、1-<sup>13</sup>Cグルコース（安定）である。高インスリン血症期を開始する前に、3時間のトレーサー注入により、グルコース産生の基礎速度を決定することができる。クランプ中は、血漿中のトレーサー濃度から、全身のインスリン刺激によるグルコース代謝、および体内でのグルコース産生（すなわち内因性グルコース産生）を計算することができる。
This basic technique may be enhanced significantly by the use of glucose tracers. Glucose may be labeled with either stable or radioactive atoms. Commonly used tracers are 3-<sup>3</sup>H glucose (radioactive), 6,6 <sup>2</sup>H-glucose (stable) and 1-<sup>13</sup>C Glucose (stable). Prior to beginning the hyperinsulinemic period, a 3h tracer infusion enables one to determine the basal rate of glucose production. During the clamp, the plasma tracer concentrations enable the calculation of whole-body insulin-stimulated glucose metabolism, as well as the production of glucose by the body (i.e., endogenous glucose production).
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===修正インスリン抑制試験===
===Modified insulin suppression test===
インスリン抵抗性のもう1つの指標は、スタンフォード大学の[[:en:Gerald Reaven|Gerald Reaven]]によって開発された修正インスリン抑制試験である。このテストは、操作者に依存する誤差が少なく、優血クランプとよく相関する。この検査は、メタボリックシンドロームに関する多くの研究を進めるために用いられてきた。
Another measure of insulin resistance is the modified insulin suppression test developed by [[Gerald Reaven]] at Stanford University. The test correlates well with the euglycemic clamp, with less operator-dependent error. This test has been used to advance the large body of research relating to the metabolic syndrome.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
患者にはまず、初期ボーラスとして25μgの[[octreotide/ja|オクトレオチド]]（サンドスタチン）を5mLの生理食塩水で3～5分かけて点滴静注し、その後、内因性インスリンとグルコースの分泌を抑制するために[[somatostatin/ja|ソマトスタチン]]（0.27μg/m<sup>2</sup>/分）を持続静注する。次に、インスリンと20％ブドウ糖をそれぞれ32および267 mg/m<sup>2</sup>/分の速度で注入する。血糖値は、0分、30分、60分、90分、120分、そしてその後は10分ごとに、試験の最後の30分間にチェックされる。これらの最後の4つの値を平均して、定常状態血漿グルコースレベル（SSPG）を決定する。SSPGが150 mg/dLを超える被験者は、インスリン抵抗性とみなされる。
Patients initially receive 25 μg of [[octreotide]] (Sandostatin) in 5 mL of normal saline over 3 to 5 minutes via intravenous infusion (IV) as an initial bolus, and then, are infused continuously with an intravenous infusion of [[somatostatin]] (0.27 μg/m<sup>2</sup>/min) to suppress endogenous insulin and glucose secretion. Next, insulin and 20% glucose are infused at rates of 32 and 267&nbsp;mg/m<sup>2</sup>/min, respectively. Blood glucose is checked at zero, 30, 60, 90, and 120 minutes, and thereafter, every 10 minutes for the last half-hour of the test. These last four values are averaged to determine the steady-state plasma glucose level (SSPG). Subjects with an SSPG greater than 150&nbsp;mg/dL are considered to be insulin-resistant.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
===代替法===
===Alternatives===
クランプ "法の複雑な性質（および患者によっては[[hypoglycemia/ja|低血糖]]の潜在的危険性）を考慮し、インスリン抵抗性の測定を簡略化するための代替法が模索されてきた。最初は[[homeostatic model assessment/ja|恒常性モデル評価]] (HOMA)であり、最近の方法としては[[定量的インスリン感受性チェック指標]]（QUICKI）や[[SPINA-GR/ja|SPINA-GR]]がある。これらの計算マーカーはインスリン抵抗性を計算するためにすべて[[fasting/ja|空腹時]][[insulin/ja|インスリン]]値と[[glucose/ja|グルコース]]値を用いるが、いずれもクランプ試験の結果と妥当な相関がある。
Given the complicated nature of the "clamp" technique (and the potential dangers of [[hypoglycemia]] in some patients), alternatives have been sought to simplify the measurement of insulin resistance. The first was the [[homeostatic model assessment|Homeostatic Model Assessment]] (HOMA), and more recent methods include the [[Quantitative insulin sensitivity check index]] (QUICKI) and [[SPINA-GR]], a measure for insulin sensitivity. All of these calculated markers employ [[fasting]] [[insulin]] and [[glucose]] levels to calculate insulin resistance, and all correlate reasonably with the results of clamping studies.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
==予防と管理==
==Prevention and management==
{{Anchor|Prevention and management}}
Maintaining a healthy body weight and being physically active can help reduce the risk of developing insulin resistance.
健康的な体重を維持し、身体を活発に動かすことは、インスリン抵抗性発症のリスクを軽減するのに役立つ。
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
インスリン抵抗性の主な治療は[[exercise/ja|運動]]と[[weight loss/ja|減量]]である。[[metformin/ja|メトホルミン]]と[[thiazolidinedione/ja|チアゾリジンジオン]]はともにインスリン感受性を改善する。メトホルミンは糖尿病前症および2型糖尿病に対して承認されており、インスリン抵抗性に対してより一般的に処方される医薬品の1つとなっている。
The primary treatment for insulin resistance is [[exercise]] and [[weight loss]]. Both [[metformin]] and [[thiazolidinedione]]s improve insulin sensitivity. Metformin is approved for prediabetes and type 2 diabetes and has become one of the more commonly prescribed medications for insulin resistance.
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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
''糖尿病予防プログラム''（DPP）は、運動と食事療法が2型糖尿病への進行リスクを減らすのに[[metformin/ja|メトホルミン]]の約2倍の効果があることを示した。しかし、DPP試験の参加者は、2.8年後に減量した体重の約40％を取り戻し、その結果、糖尿病発症率は生活習慣介入群でも対照群でも同程度となった。疫学的研究では、より高いレベルの身体活動（1日90分以上）は糖尿病のリスクを28％減少させる。
The ''Diabetes Prevention Program'' (DPP) showed that exercise and diet were nearly twice as effective as [[metformin]] at reducing the risk of progressing to type 2 diabetes. However, the participants in the DPP trial regained about 40% of the weight that they had lost at the end of 2.8 years, resulting in a similar incidence of diabetes development in both the lifestyle intervention and the control arms of the trial. In epidemiological studies, higher levels of physical activity (more than 90 minutes per day) reduce the risk of diabetes by 28%.
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さらに、肥満や過体重の小児や青年（19歳未満）では、身体トレーニングがインスリン抵抗性の効果的な拮抗薬となることも一般的に認められている。Marsonらが2016年に行ったシステマティックレビューとメタアナリシスの通り、有酸素運動は空腹時インスリン減少と関連しているが、レジスタンス運動と複合運動は関連していない。著者らは、この種のトレーニングは一般的に有酸素性トレーニングよりも研究が進んでいないため、レジスタンス運動や複合運動の重要性を軽視しないよう注意を促している。全体として、身体トレーニングは、インスリン抵抗性の進行を予防し、将来起こりうる代謝性疾患や心血管系疾患を予防するために、青年と成人の両方に用いることができる。
Furthermore, physical training has also generally been seen to be an effective antagonist of insulin resistance in obese or overweight children and adolescents (under the age of 19). As per the 2016 systematic review and meta-analysis conducted by Marson et al., aerobic exercise is associated with fasting insulin reduction; however, resistance and combined exercise are not. The authors caution against demeaning the importance of resistance and combined exercise, as this type of training is generally less researched than aerobic training. Overall, physical training can be used in both adolescents and adults to prevent the progression of insulin resistance and future possible metabolic and cardiovascular disease.
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高アミローストウモロコシ由来の[[resistant starch/ja|レジスタントスターチ]]、[[amylomaize/ja|アミロマイズ]]は、健康な人、インスリン抵抗性のある人、2型糖尿病患者において、インスリン抵抗性を低下させることが示されている。
[[Resistant starch]] from high-amylose corn, [[amylomaize]], has been shown to reduce insulin resistance in healthy individuals, in individuals with insulin resistance, and in individuals with type 2 diabetes.
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ある種の[[Polyunsaturated fat/ja|多価不飽和脂肪酸]]（[[omega-3/ja|オメガ3]]）は、インスリン抵抗性から2型糖尿病への進行を緩やかにする可能性があるが、オメガ3脂肪酸にはインスリン抵抗性を逆転させる能力は限られているようであり、2型糖尿病が発症すると効果はなくなる。
Some types of [[Polyunsaturated fat|polyunsaturated fatty acids]] ([[omega-3]]) may moderate the progression of insulin resistance into type 2 diabetes, however, omega-3 fatty acids appear to have limited ability to reverse insulin resistance, and they cease to be efficacious once type 2 diabetes is established.
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==歴史==
==History==
{{Anchor|History}}
The concept that insulin resistance may be the underlying cause of [[diabetes mellitus]] type 2 was first advanced by Professor Wilhelm Falta and published in Vienna in 1931, however, type 2 diabetes does not occur unless there is concurrent failure of compensatory insulin secretion.
インスリン抵抗性が[[diabetes mellitus/ja|糖尿病]]2型の根本的な原因であるかもしれないという概念は、ウィルヘルム・ファルタ教授によって最初に提唱され、1931年にウィーンで発表された。
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=== 適応的説明 ===
=== Adaptive explanations ===
インスリン抵抗性も肥満も、それ自体は代謝異常ではなく、[[lipotoxicity/ja|脂質毒性]]（血流や組織中の脂質の危険なレベル）から臓器を守るための、持続的なカロリー過剰に対する適応反応に過ぎないと主張する学者もいる： 「したがって、肥満は病態や疾患とみなされるべきではなく、むしろ持続的なカロリー過剰に対する正常な生理的反応とみなされるべきである。骨格筋や肝臓を含むインスリン標的組織における高レベルの脂質蓄積の結果として、脂質を多く含む細胞からのグルコースの排除は、脂質生成基質のさらなる蓄積に対する代償的防御であることが示唆されている。"
Some scholars go as far as to claim that neither insulin resistance, nor obesity really are metabolic disorders ''per se'', but simply adaptive responses to sustained caloric surplus, intended to protect bodily organs from [[lipotoxicity]] (unsafe levels of lipids in the bloodstream and tissues): "Obesity should therefore not be regarded as a pathology or disease, but rather as the normal, physiologic response to sustained caloric surplus... As a consequence of the high level of lipid accumulation in insulin target tissues including skeletal muscle and liver, it has been suggested that exclusion of glucose from lipid-laden cells is a compensatory defense against further accumulation of lipogenic substrate."
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インスリン抵抗性が進化的適応であるという他の有力な考えには、[[thrifty gene hypothesis/ja|倹約遺伝子仮説]]がある。この仮説は、もしインスリン抵抗性と2型糖尿病に遺伝的要素があるならば、これらの表現型は淘汰されるべきであるというものである。しかし、正常血糖集団においても糖尿病集団においても、平均インスリン抵抗性は増加している。
Other prevailing thoughts that insulin resistance can be an evolutionary adaptation include the [[thrifty gene hypothesis]]. This hypothesis raises the point that if there is a genetic component to insulin resistance and Type 2 diabetes, these phenotypes should be selected against. Yet, there has been an increase in mean insulin resistance in both the normoglycemic population as well as the diabetic population.
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J.V.ニールは、もともと古代人の祖先が飢饉の多かった時代には、グルコースの貯蔵量を増やすメカニズムを持つ遺伝子が有利だったと仮定している。しかし、現代の環境ではそうではない。
J.V. Neel postulates that originally in times of increased famine in ancient humans' ancestors, genes conferring a mechanism for increased glucose storage would be advantageous. In the modern environment today, however, this is not the case.
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ピマ・インディアンの研究では、インスリン感受性の高い人ほど体重が多く、逆にインスリン抵抗性のある人ほど平均体重が少ないという、ニールとは相反する結果が出ている。
Evidence is contradictory to Neel in studies of the Pima Indians, which indicate that the people with higher insulin sensitives tended to weigh the most and conversely people with insulin resistance tended to weigh less on average in this demographic.
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現代の仮説では、インスリン代謝は社会生態学的適応であり、インスリンは身体の様々な構成要素へのエネルギー配分を区別する手段であり、インスリン感受性はエネルギーをどこに振り向けるかを操作する適応であるとされている。行動スイッチ仮説では、インスリン抵抗性が生殖戦略と行動方法を変える2つの方法をもたらすと仮定している。この2つの戦略は、"rからKへ "と "兵士から外交官へ "という造語である。r to K戦略では、インスリンを胎盤を介して胎児に迂回させる。これは胎児の体重増加を示しているが、母親は示しておらず、親の投資を増やす方法（K戦略）であることを示している。兵士から外交官へ」では、骨格筋のインスリンに対する感受性が低いため、インスリン受容体を必要としない脳にグルコースを迂回させることができる。これにより、様々な研究で認知発達の増加が示されている。
Modern hypotheses suggest that insulin metabolism is a socio-ecological adaptation with insulin being the means for differentiating energy allocation to various components of the body and insulin sensitivity an adaptation to manipulate where the energy is diverted to. The Behavioral Switch Hypothesis posits that insulin resistance results in two methods to alter reproductive strategies and behavioral methods. The two strategies are coined as "r to K" and "soldier to diplomat." The r to K strategy involves diverting insulin via placenta to the fetus. This has demonstrated weight gain in the fetus, but not the mother indicating a method of increased parental investment (K strategy). In the "soldier to diplomat" the insensitivity of skeletal muscle to insulin could divert the glucose to the brain, which does not require insulin receptors. This has shown increases in cognitive development across various studies.
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== こちらも参照 ==
== See also ==
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* [[Pancreatic beta cell function]]
* [[Pancreatic beta cell function/ja]]
* [[Chronic Somogyi rebound]]
* [[Chronic Somogyi rebound/ja]]
* [[Hyperinsulinemia]]
* [[Hyperinsulinemia/ja]]
* [[Resistin]]
* [[Resistin/ja]]
* [[Chronic stress]]
* [[Chronic stress/ja]]
* [[Inflammation#Interleukins and obesity|Systemic inflammation]]
* [[Inflammation/ja#Interleukins and obesity|全身性炎症]]
* [[Circadian rhythm#Obesity and diabetes|Circadian rhythm disruption]]
* [[Circadian rhythm/ja#Obesity and diabetes|概日リズムの乱れ]]
* [[Advanced glycation end-products]]
* [[Advanced glycation end-products/ja]]
* [[Polycystic ovary syndrome]]
* [[Polycystic ovary syndrome/ja]]
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== さらに読む ==
== Further reading ==
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* {{cite journal | vauthors = Reaven GM | title = The insulin resistance syndrome: definition and dietary approaches to treatment | journal = Annual Review of Nutrition | volume = 25 | pages = 391–406 | year = 2005 | pmid = 16011472 | doi = 10.1146/annurev.nutr.24.012003.132155 | s2cid = 24849146 | type = review }}
* {{cite journal | vauthors = Reaven GM | title = The insulin resistance syndrome: definition and dietary approaches to treatment | journal = Annual Review of Nutrition | volume = 25 | pages = 391–406 | year = 2005 | pmid = 16011472 | doi = 10.1146/annurev.nutr.24.012003.132155 | s2cid = 24849146 | type = review }}
* {{cite journal | vauthors = Rao G | title = Insulin resistance syndrome | journal = American Family Physician | volume = 63 | issue = 6 | pages = 1159–63, 1165–6 | date = March 2001 | pmid = 11277552 | url = http://www.aafp.org/afp/2001/0315/p1159.html | type = review | place = US }}
* {{cite journal | vauthors = Rao G | title = Insulin resistance syndrome | journal = American Family Physician | volume = 63 | issue = 6 | pages = 1159–63, 1165–6 | date = March 2001 | pmid = 11277552 | url = http://www.aafp.org/afp/2001/0315/p1159.html | type = review | place = US }}
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== 外部リンク ==
== External links ==
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* {{Curlie|Health/Conditions_and_Diseases/Endocrine_Disorders/Pancreas/Insulin_Resistance/}}
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Latest revision as of 09:52, 11 March 2024

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Insulin resistance/ja
Specialty内分泌学

インスリン抵抗性（IR）は、細胞がホルモンインスリンに正常に反応しないか、または高インスリン血症に反応してインスリン受容体の制御低下が起こる病理学的状態である。

インスリンは、血液中のブドウ糖を細胞内に運びやすくし、血液中のグルコース（血糖値）を下げるホルモンである。インスリンは食事で摂取した炭水化物に反応して膵臓から分泌される。インスリン抵抗性の状態では、同じ量のインスリンでもグルコース輸送と血糖値に対する効果は同じではない。インスリン抵抗性には多くの原因があり、その根本的なプロセスはまだ完全には解明されていない。インスリン抵抗性の危険因子には、肥満、座りがちなライフスタイル、糖尿病の家族歴、様々な健康状態、特定の医薬品などがある。インスリン抵抗性はメタボリックシンドロームの構成要素と考えられている。空腹時インスリン値やブドウ糖負荷試験など、インスリン抵抗性を測定する方法は複数あるが、臨床ではあまり用いられない。インスリン抵抗性は、減量、運動、食事の変更などのライフスタイルのアプローチによって改善または逆転させることができる。

原因

危険因子

インスリン抵抗性の危険因子には、過体重や肥満、座りがちなライフスタイルなどがある。また、多嚢胞性卵巣症候群など、インスリン抵抗性と関連する特定の医学的状態もある。

米国国立糖尿病・消化器・腎臓病研究所は、インスリン抵抗性の素因となりうる特定のリスクには以下のようなものがあるとしている：

  • 45歳以上である。
  • アフリカ系アメリカ人、アラスカ先住民、アメリカン・インディアン、アジア系アメリカ人、ヒスパニック／ラテン系アメリカ人、ネイティブ・ハワイアン、または太平洋諸島系アメリカ人である。
  • 高血圧やコレステロール値異常などの健康状態にある。
  • 妊娠糖尿病の既往がある。
  • 心臓病や脳卒中の既往歴がある。

さらに、医薬品やその他の健康状態によっては、リスクが高まることもある。

生活習慣要因

インスリン抵抗性には食事要因が関与していると考えられる。しかし、栄養学的研究の限界を考えると、原因となる食品を特定することは困難である。独自にインスリン抵抗性と関連している食品としては、糖分が多く血糖指数が高いもの、オメガ3や食物繊維が少ないもの、過食のリスクを高める過食性のものなどがある。脂肪や糖分の多い食事や飲料の過剰摂取は、メタボリックシンドローム流行の根本的な要因として提唱されている。

食事はまた、細胞膜のリン脂質の多価不飽和脂肪酸と飽和脂肪酸の比率を変える可能性がある。多価不飽和脂肪酸（PUFA）の割合は、インスリン抵抗性と逆相関している。PUFA濃度を高めることによって細胞膜の流動性を高めると、インスリン受容体の数が増加し、インスリンと受容体との親和性が高まり、インスリン抵抗性が低下するという仮説が立てられている。

ビタミンDの欠乏もインスリン抵抗性と関連している。

座りがちな生活習慣は、インスリン抵抗性発症の可能性を高める。疫学研究では、より高いレベルの身体活動（1日90分以上）は糖尿病のリスクを28％減少させる。

研究では一貫して、インスリン抵抗性と概日リズムには関連があり、インスリン感受性は朝が高く、夕方が低いことが示されている。概日リズム障害のように、概日リズムと食事スケジュールの不一致は、インスリン抵抗性を高める可能性がある。

医薬品

コルチコステロイド、プロテアーゼ阻害薬（HIV治療薬の一種）、非定型抗精神病薬など、いくつかの医薬品はインスリン抵抗性と関連している。

睡眠中に光を浴びること

睡眠中に光を浴びることは、インスリン抵抗性を引き起こし、心拍数を増加させることが示されている。

ホルモン

コルチゾール、成長ホルモン、ヒト胎盤性ラクトゲンなど、多くのホルモンがインスリン抵抗性を誘発する。

コルチゾールはインスリンに対抗し、肝糖新生の亢進、末梢でのグルコース利用の低下、インスリン抵抗性の亢進を引き起こす。これは、グルコーストランスポーター（特にGLUT4）の細胞膜へのトランスロケーションを減少させることによって行われる。

肥満手術後のヒトや十二指腸を外科的に切除したラットにおけるインスリン感受性の有意な改善に基づいて、小腸の初期部分の粘膜で何らかの物質が産生され、体細胞がインスリン抵抗性になるようにシグナルを送っていると提唱されている。産生される組織が除去されれば、シグナルは止まり、体細胞は正常なインスリン感受性に戻る。そのような物質はまだ見つかっておらず、そのような物質の存在は推測の域を出ていない。

レプチンは、ob遺伝子と脂肪細胞から産生されるホルモンである。その生理的役割は、満腹時に身体に警告を発して空腹感を調節することである。

疾患

多嚢胞性卵巣症候群や非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）はインスリン抵抗性と関連している。また、C型肝炎は2型糖尿病やインスリン抵抗性を3～4倍発症しやすくする。

ミトコンドリア機能障害

異なる方法論による複数の研究から、ミトコンドリアの機能障害がインスリン抵抗性の病因において極めて重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。ミトコンドリアの機能障害は、活性酸素種の形成、遺伝的要因、加齢、ミトコンドリアの生合成の低下から生じる可能性がある。厳密な研究によって確認されれば、ミトコンドリア障害とインスリン感受性の低下との関連が、新たな治療アプローチへの道を開くかもしれない。

炎症

感染症などの急性または慢性の炎症は、インスリン抵抗性を引き起こす可能性がある。TNF-αは、脂肪分解を促進し、インスリンシグナル伝達を阻害し、GLUT4の発現を低下させることにより、インスリン抵抗性を促進する可能性のあるサイトカインである。

遺伝学

いくつかの遺伝子座がインスリン抵抗性と関連していることが明らかにされている。これには、インスリン抵抗性に関連するNAT2、GCKR、IGFI遺伝子近傍の遺伝子座の変異が含まれる。さらなる研究により、これらの遺伝子近傍の遺伝子座がインスリン抵抗性と関連していることが示された。しかし、これらの遺伝子座はインスリン抵抗性の遺伝的要素の25〜44％を占めるに過ぎないと推定されている。

病態生理学

正常な代謝では、上昇した血中グルコースは、膵臓にあるランゲルハンス島のβ細胞にインスリンを血液中に放出するように指示する。インスリンは体内のインスリン感受性組織（主に骨格筋肉細胞、脂肪組織、肝臓）にグルコースを吸収させ、エネルギーを供給すると同時に血糖値を下げる。β細胞は血糖値が下がるとインスリンの分泌を減らし、血糖値を約5 mmol/L（90 mg/dL）に一定に保つ。インスリン抵抗性」では、正常レベルのインスリンでは血糖値をコントロールする効果はない。

インスリン抵抗性の状況下で身体がインスリンを産生すると、細胞はインスリンを効果的に吸収または使用することができず、血流に留まる。脂肪や筋肉細胞などのある種の細胞は、グルコースを吸収するためにインスリンを必要とし、これらの細胞が循環するインスリンに十分に反応できないと、血糖値が上昇する。肝臓は通常、インスリンの存在下でグルコースの分泌を減らすことにより、グルコースレベルの調節を助ける。しかし、インスリン抵抗性では、肝臓のグルコース産生におけるこの正常な減少が起こらない可能性があり、さらに血糖値上昇の一因となる。

脂肪組織におけるインスリン抵抗性は、循環脂質の取り込みを減少させ、貯蔵トリグリセリドの加水分解を増加させる。これは血漿中の遊離脂肪酸の上昇につながり、インスリン抵抗性をさらに悪化させる。インスリンは脂肪細胞へのエネルギー貯蔵のための主要なホルモンシグナルであり、脂肪細胞は肝および骨格筋抵抗性に直面してもその感受性を保持する傾向があるため、インスリン抵抗性は新たな脂肪組織の形成を刺激し、体重増加を加速させる。

インスリン抵抗性の状態では、膵臓のβ細胞がインスリンの産生を増加させる。これにより、高血糖を補うために高血中インスリン（高インスリン血症）が起こる。このインスリン抵抗性の代償期には、β細胞機能が亢進し、インスリンレベルは高くなり、血糖値は依然として維持される。代償性のインスリン分泌がうまくいかないと、空腹時（空腹時血糖障害）または食後（耐糖能障害）のグルコース濃度が上昇する。最終的には、抵抗性が増大し、代償性インスリン分泌がうまくいかなくなるにつれてグルコース濃度が高くなり、2型糖尿病が発症する。高血糖状態でβ細胞が十分なインスリンを分泌できないことが、インスリン抵抗性から2型糖尿病への移行を特徴づけている。

インスリン抵抗性被験者や2型糖尿病患者では、インスリン抵抗性は腸管由来のapoB-48産生率と強く関連している。インスリン抵抗性は、内臓脂肪、高血圧、高血糖、およびトリグリセリド、低密度低比重リポ蛋白（sdLDL）粒子、および高密度リポ蛋白（HDL）コレステロール値の上昇を伴う脂質異常症を有する人にしばしば認められる。内臓脂肪率に関しては、多くの証拠がインスリン抵抗性との2つの強い関連を示唆している。第一に、皮下脂肪組織とは異なり、内臓脂肪細胞は腫瘍壊死因子α（TNF-a）やインターロイキン-1、-6などの炎症性サイトカインを大量に産生する。多くの実験モデルにおいて、これらの炎症性サイトカインは、脂肪細胞や筋肉細胞における正常なインスリン作用を破壊し、内臓脂肪型患者にみられる全身インスリン抵抗性を引き起こす主要因となっている可能性がある。炎症性サイトカインの産生に関する注目の多くは、IKK-β/NF-κ-B経路に集中しているが、この経路は、インスリン抵抗性を引き起こす可能性のある炎症性マーカーやメディエーターの転写を促進するタンパク質ネットワークである。第二に、内臓脂肪は肝臓における脂肪の蓄積と関連しており、非アルコール性脂肪肝疾患（NAFLD）として知られる状態である。NAFLDの結果、遊離脂肪酸が血液中に過剰に放出され（脂肪分解の亢進による）、グリコーゲン貯蔵のグルコースへの肝分解（グリコーゲン分解）が亢進し、この両方が末梢のインスリン抵抗性を悪化させ、2型糖尿病の可能性を高める。

（過食のような）持続的な正のエネルギーバランス下で起こりがちな脂肪組織の過剰な膨張は、インスリン抵抗性とそれに伴う疾患状態を引き起こす一因となりうる脂質毒性と炎症作用を誘発すると、ビダル＝プイグによって仮定されている。

また、インスリン抵抗性はしばしば凝固亢進状態（線溶障害）や炎症性サイトカインレベルの上昇と関連している。

分子メカニズム

分子レベルでは、細胞はインスリン受容体を通してインスリンを感知し、そのシグナルはPI3K/Akt/mTORシグナル伝達経路として知られるシグナル伝達カスケードを通して伝播する。最近の研究では、この経路は、ある種の細胞では生理的条件下で双安定性スイッチとして働く可能性が示唆されており、インスリン応答は閾値現象である可能性が高い。インスリンに対する経路の感受性は、遊離脂肪酸の脂肪分解のような多くの因子によって鈍化し、インスリン抵抗性を引き起こすかもしれない。しかし、より広い観点から見ると、感受性の調整（感受性の低下を含む）は、変化する環境や代謝条件に適応するために生物がよく行うことである。例えば、妊娠は代謝条件の顕著な変化であり、その下では、母親は脳（母親の脳と胎児の脳）のためにグルコースをより多く確保するために、筋肉のインスリン感受性を低下させなければならない。これは、胎盤成長因子を分泌してインスリン受容体基質（IRS）とPI3Kの相互作用を阻害することにより、反応閾値を上げる（すなわち、感受性の発現を遅らせる）ことで達成できる。

インスリン抵抗性は、抗酸化防御機構として働く細胞ミトコンドリア内のスーパーオキシドジスムターゼによる過剰な栄養に対する反応であると提唱されている。この関連は、インスリン抵抗性の多様な原因の下に存在するようである。また、インスリン抵抗性は、細胞をミトコンドリアアンカプラー、電子輸送鎖阻害剤、またはミトコンドリアスーパーオキシドジスムターゼ模倣薬にさらすことによって急速に回復するという知見に基づいている。

診断

空腹時インスリン値

空腹時血清インスリン値が29μIU/mLまたは174pmol/Lを超えると、インスリン抵抗性を示す。最後の食事から3時間後も同じ値である。

グルコース負荷試験

糖尿病の診断に用いられるブドウ糖負荷試験（GTT）では、絶食状態の患者が75グラムのブドウ糖を経口摂取する。その後、2時間にわたって血糖値が測定される。

解釈はWHOのガイドラインに基づく。2時間後の血糖値が7.8 mmol/L（140 mg/dL）未満を正常、7.8～11. 0 mmol/L（140～197 mg/dL）を耐糖能異常（IGT）、11.1 mmol/L（200 mg/dL）以上を糖尿病とみなす。

単純なインスリン抵抗性では、経口ブドウ糖負荷試験（OGTT）は正常か軽度異常である。多くの場合、初期の測定でグルコース値が上昇するが、これは食後（食後）のインスリン分泌のピークが失われたことを反映している。検査を（さらに数時間）延長すると、低血糖症が明らかになることがある。"ディップ"は、生理的な食後インスリン反応の失敗後のインスリン産生のオーバーシュートの結果である。

高インスリン血性食欲低下クランプ

インスリン抵抗性を調査し定量化するためのゴールドスタンダードは「高インスリン血性優血クランプ」であり、低血糖を起こすことなくインスリンレベルの上昇を補うのに必要なグルコースの量を測定することから、そう呼ばれている。グルコースクランプ法の一種である。この検査が臨床で行われることはほとんどないが、医学検査ではさまざまな医薬品の効果を評価する場合などに用いられる。グルコース注入速度は一般に糖尿病の文献ではGINF値と呼ばれている。

処置には約2時間かかる。末梢静脈から、1分あたり10～120mU/m2のインスリンを注入する。インスリンの注入を補うために、血糖値を5～5.5 mmol/Lに維持するためにブドウ糖を20%注入する。ブドウ糖の注入速度は、5～10分ごとに血糖値をチェックして決定する。

検査の最後の30分間のグルコース注入速度によって、インスリン感受性が決定される。高濃度（7.5 mg/分以上）が必要な場合、患者はインスリン感受性である。非常に低いレベル（4.0 mg/分以下）は、インスリン作用に対して抵抗性であることを示す。4.0～7.5 mg/minの間の値は確定的ではなく、インスリン抵抗性の初期徴候である "耐糖能異常 "を示唆する。

この基本的な技術は、グルコーストレーサーを使用することで大幅に向上する可能性がある。グルコースは安定原子または放射性原子で標識することができる。一般的に使用されるトレーサーは、3-3Hグルコース（放射性）、6,62H-グルコース（安定）、1-13Cグルコース（安定）である。高インスリン血症期を開始する前に、3時間のトレーサー注入により、グルコース産生の基礎速度を決定することができる。クランプ中は、血漿中のトレーサー濃度から、全身のインスリン刺激によるグルコース代謝、および体内でのグルコース産生（すなわち内因性グルコース産生）を計算することができる。

修正インスリン抑制試験

インスリン抵抗性のもう1つの指標は、スタンフォード大学のGerald Reavenによって開発された修正インスリン抑制試験である。このテストは、操作者に依存する誤差が少なく、優血クランプとよく相関する。この検査は、メタボリックシンドロームに関する多くの研究を進めるために用いられてきた。

患者にはまず、初期ボーラスとして25μgのオクトレオチド（サンドスタチン）を5mLの生理食塩水で3～5分かけて点滴静注し、その後、内因性インスリンとグルコースの分泌を抑制するためにソマトスタチン（0.27μg/m2/分）を持続静注する。次に、インスリンと20％ブドウ糖をそれぞれ32および267 mg/m2/分の速度で注入する。血糖値は、0分、30分、60分、90分、120分、そしてその後は10分ごとに、試験の最後の30分間にチェックされる。これらの最後の4つの値を平均して、定常状態血漿グルコースレベル（SSPG）を決定する。SSPGが150 mg/dLを超える被験者は、インスリン抵抗性とみなされる。

代替法

クランプ "法の複雑な性質（および患者によっては低血糖の潜在的危険性）を考慮し、インスリン抵抗性の測定を簡略化するための代替法が模索されてきた。最初は恒常性モデル評価 (HOMA)であり、最近の方法としては定量的インスリン感受性チェック指標（QUICKI）やSPINA-GRがある。これらの計算マーカーはインスリン抵抗性を計算するためにすべて空腹時インスリン値とグルコース値を用いるが、いずれもクランプ試験の結果と妥当な相関がある。

予防と管理

健康的な体重を維持し、身体を活発に動かすことは、インスリン抵抗性発症のリスクを軽減するのに役立つ。

インスリン抵抗性の主な治療は運動と減量である。メトホルミンとチアゾリジンジオンはともにインスリン感受性を改善する。メトホルミンは糖尿病前症および2型糖尿病に対して承認されており、インスリン抵抗性に対してより一般的に処方される医薬品の1つとなっている。

糖尿病予防プログラム（DPP）は、運動と食事療法が2型糖尿病への進行リスクを減らすのにメトホルミンの約2倍の効果があることを示した。しかし、DPP試験の参加者は、2.8年後に減量した体重の約40％を取り戻し、その結果、糖尿病発症率は生活習慣介入群でも対照群でも同程度となった。疫学的研究では、より高いレベルの身体活動（1日90分以上）は糖尿病のリスクを28％減少させる。

さらに、肥満や過体重の小児や青年（19歳未満）では、身体トレーニングがインスリン抵抗性の効果的な拮抗薬となることも一般的に認められている。Marsonらが2016年に行ったシステマティックレビューとメタアナリシスの通り、有酸素運動は空腹時インスリン減少と関連しているが、レジスタンス運動と複合運動は関連していない。著者らは、この種のトレーニングは一般的に有酸素性トレーニングよりも研究が進んでいないため、レジスタンス運動や複合運動の重要性を軽視しないよう注意を促している。全体として、身体トレーニングは、インスリン抵抗性の進行を予防し、将来起こりうる代謝性疾患や心血管系疾患を予防するために、青年と成人の両方に用いることができる。

高アミローストウモロコシ由来のレジスタントスターチ、アミロマイズは、健康な人、インスリン抵抗性のある人、2型糖尿病患者において、インスリン抵抗性を低下させることが示されている。

ある種の多価不飽和脂肪酸（オメガ3）は、インスリン抵抗性から2型糖尿病への進行を緩やかにする可能性があるが、オメガ3脂肪酸にはインスリン抵抗性を逆転させる能力は限られているようであり、2型糖尿病が発症すると効果はなくなる。

歴史

インスリン抵抗性が糖尿病2型の根本的な原因であるかもしれないという概念は、ウィルヘルム・ファルタ教授によって最初に提唱され、1931年にウィーンで発表された。

適応的説明

インスリン抵抗性も肥満も、それ自体は代謝異常ではなく、脂質毒性（血流や組織中の脂質の危険なレベル）から臓器を守るための、持続的なカロリー過剰に対する適応反応に過ぎないと主張する学者もいる： 「したがって、肥満は病態や疾患とみなされるべきではなく、むしろ持続的なカロリー過剰に対する正常な生理的反応とみなされるべきである。骨格筋や肝臓を含むインスリン標的組織における高レベルの脂質蓄積の結果として、脂質を多く含む細胞からのグルコースの排除は、脂質生成基質のさらなる蓄積に対する代償的防御であることが示唆されている。"

インスリン抵抗性が進化的適応であるという他の有力な考えには、倹約遺伝子仮説がある。この仮説は、もしインスリン抵抗性と2型糖尿病に遺伝的要素があるならば、これらの表現型は淘汰されるべきであるというものである。しかし、正常血糖集団においても糖尿病集団においても、平均インスリン抵抗性は増加している。

J.V.ニールは、もともと古代人の祖先が飢饉の多かった時代には、グルコースの貯蔵量を増やすメカニズムを持つ遺伝子が有利だったと仮定している。しかし、現代の環境ではそうではない。

ピマ・インディアンの研究では、インスリン感受性の高い人ほど体重が多く、逆にインスリン抵抗性のある人ほど平均体重が少ないという、ニールとは相反する結果が出ている。

現代の仮説では、インスリン代謝は社会生態学的適応であり、インスリンは身体の様々な構成要素へのエネルギー配分を区別する手段であり、インスリン感受性はエネルギーをどこに振り向けるかを操作する適応であるとされている。行動スイッチ仮説では、インスリン抵抗性が生殖戦略と行動方法を変える2つの方法をもたらすと仮定している。この2つの戦略は、"rからKへ "と "兵士から外交官へ "という造語である。r to K戦略では、インスリンを胎盤を介して胎児に迂回させる。これは胎児の体重増加を示しているが、母親は示しておらず、親の投資を増やす方法（K戦略）であることを示している。兵士から外交官へ」では、骨格筋のインスリンに対する感受性が低いため、インスリン受容体を必要としない脳にグルコースを迂回させることができる。これにより、様々な研究で認知発達の増加が示されている。

こちらも参照

さらに読む

  • Reaven GM (2005). "The insulin resistance syndrome: definition and dietary approaches to treatment". Annual Review of Nutrition (review). 25: 391–406. doi:10.1146/annurev.nutr.24.012003.132155. PMID 16011472. S2CID 24849146.
  • Rao G (March 2001). "Insulin resistance syndrome". American Family Physician (review). US. 63 (6): 1159–63, 1165–6. PMID 11277552.

外部リンク

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