Glucose kinetics in human obesity

Summary

The kinetics of glucose utilization have been studied in 325 normal subjects, and 150 obese patients free from diabetes or other endocrine diseases. The investigation included measurements in the basal state by isotope dilution technique, determinations of glucose utilization rate induced by endogenous insulinic response (intravenous glucose load and tolbutamide) and by administration of various doses of exogenous insulin. — Results showed that whatever the test used, the disappearance rate constants (slope values or fractional disappearance rate) and the total uptakes (absolute value) of the obese patients were systematically lower than the corresponding values in the normal subjects. This metabolic abnormality is not favoured by ageing, but is not due to a diminished ability of the pancreas to release insulin: basal levels of plasma insulin and rises induced by glucose and by tolbutamide were significantly higher in obese patients. — The deficiency is better revealed by increasing the utilization rate by insulinic stimulation: the greater the slope value, the larger the impairment. In fact, there is a straight line relationship showing direct proportionality between the impairment of the glucose utilization rate constant and the velocity of the process, irrespective of the amount of insulin present or added. This feature strongly suggests in human obesity that the metabolic disturbance primarily affects the glucose uptake process itself rather than the action of insulin.

Résumé

La cinétique de l'utilisation du glucose a été étudiée chez 325 sujets normaux et 150 obèses exempts de diabète ou d'autres affections endocriniennes. L'investigation a comporté la détermination des vitesses de production et d'utilisation basales par dilution isotopique ainsi que les mesures des vitesses d'utilisation réactionnelles induites par stimulation pancréatique (injection intraveineuse d'une surcharge glucosée ou de tolbutamide) et par administration de doses variables d'insuline exogène. — Nos résultats montrent que quel que soit le type d'épreuve réalisé, les constantes de vitesse (constante K ou vitesses de disparition fractionnaires) et les vitesses d'utilisation (valeurs absolues) enregistrées chez les obèses sont systématiquement inférieures aux valeurs correspondantes des normaux. Ce trouble métabolique n'est ni favorisé par le vieillissement, ni dû à une diminution de la capacité secrétoire du pancréas: les taux plasmatiques de base et les accroissements insuliniques induits par injection de glucose et de tolbutamide sont significativement plus élevés chez les obèses que chez les normaux. Le trouble est d'autant plus facilement mis en évidence que l'on force la vitesse d'utilisation par stimulation insulinique. Il existe, en effet, une relation de proportionnalité directe entre l'altération des vitesses d'utilisation glucidique des différentes épreuves chez les obèses et ces vitesses elles-mêmes. Cette relation, qui n'est pas influencée par la quantité d'insuline présente ou ajoutée, suggère que le trouble primitif est plus lié au processus de captation tissulaire qu'à l'action de l'insuline.

Zusammenfassung

Die Kinetik der Glucoseutilisation wurde bei 325 Normalpersonen und 150 fettleibigen Patienten untersucht, die weder an Diabetes noch an anderen endokrinen Erkrankungen litten. Die Untersuchung umfaßte Messungen im Nüchternzustand mit der Isotopenverdünnungstechnik, Bestimmungen der Glucoseutilisationsrate unter dem Einfluß endogener Insulinfreisetzung (nach i.v. Glucosebelastung und Tolbutamid) und nach Gabe verschiedener Dosen exogenen Insulins. — Die Ergebnisse zeigten, daß die Konstante der Verschwinderate (K-Werte oder fraktionierte Verschwinderate) und die totale Aufnahme (in Absolutwerten) bei den fettleibigen Patienten bei allen verwendeten Testen übereinstimmend niedriger waren als die entsprechenden Werte der Normalpersonen. Diese Stoffwechselabnormität wird durch das Alter nicht begünstigt; sie kann auch nicht auf eine verminderte Fähigkeit des Pankreas zur Insulinfreisetzung zurückgeführt werden: die Ausgangswerte des Plasmainsulins und der Anstieg des Insulins nach Glucose und Tolbutamid waren bei den fettleibigen Patienten signifikant höher. — Diese Störung zeigt sich noch besser bei Ansteigen der Utilisationsrate durch Stimulation der Insulinsekretion: je größer die K-Werte, um so deutlicher die Verschlechterung. In der Tat läßt sich eine geradlinige Beziehung herstellen, die eine direkte Abhängigkeit zwischen der Verschlechterung der Konstante der Glucoseutilisationsrate und der Geschwindigkeit des Prozesses zeigt, unabhängig von der Menge des vorhandenen oder zugeführten Insulins. Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß die Stoffwechselstörung bei der menschlichen Fettsucht primär eher den Prozeß der Glucoseaufnahme selbst als die Insulinwirkung betrifft.