Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Ярославская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Кафедра клинической лабораторной диагностики с курсом ФПДО
Методические рекомендации
для студентов 6 курса лечебного факультета к практическому занятию по теме:
«ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА НАРУШЕНИЙ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О МЕТАБОЛИЧЕСКОМ СИНДРОМЕ»
Тема занятия:
«Лабораторная диагностика нарушений углеводного обмена. Основные понятия о метаболическом синдроме»
Место проведения занятия:
Кафедра клинической лабораторной диагностики с курсом ФПДО
Учебная база: МКУЗ поликлиника №2
Учебная комната №707
Оснащение занятия:
Методическое:
- компьютерная версия презентации занятия;
- тестовый контроль.
Материальное:
- мультимедийная установка;
- пипеточные дозаторы;
- центрифуга;
- глюкометр eco Twenty;
- тест-полоски.
Продолжительность занятия:
Количество часов, отведённых на изучение данной темы – 1,5 учебных часов. Семинар - 1 час. Практическая часть – 0,5 часа.
Актуальность темы
Наиболее важными нарушениями гомеостаза глюкозы являются сахарный диабет. Сахарный диабет является приоритетом первого ряда среди проблем, стоящих перед медицинской наукой и здравоохранением практически всех стран мира. Современная диабетология, как ни одна другая дисциплина, развивается исключительно динамично. Молекулярно-генетические, иммунологические, гормонально-метаболические аспекты этиологии и патогенеза сахарного диабета интенсивно изучаются в известных лабораториях мира. Новейшие технологии фундаментальных и прикладных естественных наук оперативно внедряются в диагностику, лечение и профилактику диабета. В настоящее время особое внимание обращают на механизмы гликирования белков, значение этого процесса в осложнениях сахарного диабета, применение тестов, связанных с гликированием, для диагностических целей.
Учебная - ознакомить студентов с лабораторной диагностикой нарушений углеводного обмена, с современными методами лабораторной диагностики сахарного диабета, синдрома инсулинорезистентности. Научить проводить клинико-диагностическую трактовку основных изменений полученных данных.
Развивающая приобретение навыков в выполнении лабораторных методов исследования нарушений углеводного обмена, их правильной интерпретации. Умение излагать материал последовательно и логично, приводить примеры, пользоваться терминологией, соответствующей теме занятия.
Конкретные задачи
.
Студент должен знать:
Студент должен уметь:
- проводить исследование концентрации глюкозы на глюкометре eco Twenty;
- работать с диагностическими тест-полосками.
-активно участвовать в ходе занятия, аргументировать свои рассуждения.
Комбинированное занятие - семинар с элементами проблемного обучения, с последующим закреплением знаний практическими навыками.
Межпредметные связи
|
Биология Общая химия Физика Неорганическая химия Биоорганическая химия Нормальная физиология Патологическая физиология |
|
Пропедевтика внутренних болезней Терапия Педиатрия Хирургия Клиническая биохимия Эндокринология |
«Лабораторная диагностика нарушений углеводного обмена. Основные понятия о метаболическом синдроме»
→
Внутрипредметные связи
|
«Нарушения обмена углеводов» «Сахарный диабет» «Синдром инсулинорезистентности» «Гипогликемическая кома и гипогликемии» |
«Лабораторная
диагностика нарушений углеводного обмена. Основные понятия о метаболическом синдроме»
.
Литература, рекомендуемая для самоподготовки
Основная (согласно программе)
Дополнительная литература
План - хронокарта занятия
|
N |
Этапы занятия |
Время |
Действия преподавателя |
Действия учащихся |
Оснащение |
Формы и методы работы |
|
1 |
Организационный |
5 мин. |
Определение темы. |
Внимательно слушать преподавателя. |
Компьютерная версия презентации занятия. |
Вводная форма (установочная) |
|
2 |
Контроль исходного уровня знаний. |
10 мин. |
Фронтальный опрос. |
Давать ответы на поставленные вопросы. Индивидуальное решение тестовых заданий. |
Компьютерная версия презентации занятия. Тесты. |
Активный метод |
|
3 |
Обсуждение конкретных учебно-целевых вопросов темы занятия. |
20 мин. |
Разбор основных вопросов темы занятия |
Внимательно слушать преподавателя. |
Компьютерная версия презентации занятия. |
Объяснительно – иллюстративный метод |
|
4 |
Педагогический показ. |
10 мин. |
Проведение исследования крови и мочи на содержание глюкозы. Диагностика микроальбуминурии. |
Наблюдать за действиями преподавателя, запоминать, при необходимости записывать, задавать вопросы. |
Пипеточные дозаторы; центрифуга; диагностические тест-полоски; глюкометр eco Twenty. |
Объяснительно - иллюстративный метод |
|
5 |
Самостоятельная работа. |
10 мин. |
Под контролем преподавателя выполнение основных практических методик по исследованию углеводного обмена. |
Изучить технику забора материала для исследования углеводного обмена. Выполнять практические методики по исследованию уровня глюкозы в крови и моче. Диагностика микроальбуминурии |
Пипеточные дозаторы, Центрифуга, Глюкометр eco Twenty, Тест-полоски. |
Репродуктивный метод. |
|
6 |
Контроль конечного уровня знаний. |
20 мин. |
Раздача тестов, контроль за выполнением задания. |
Индивидуальное решение тестовых заданий. Интерпретация показателей углеводного обмена. |
Тесты. |
Репродуктивный метод. |
|
7 |
Взаимопроверка |
10 мин. |
Наблюдение и контроль за рассуждениями студентов. |
Студенты проверяют друг друга, обсуждают, дополняют. |
Ситуационные задачи. |
Активный метод. |
|
8 |
Подведение итогов и задание на дом. |
5 мин. |
Сообщается оценка деятельности каждого студента. Даётся домашнее задание. |
Сделать выводы. Записать задание на дом. |
Характеристика углеводов
Углеводы - альдегиды и кетоны многоатомных спиртов. В зависимости от числа атомов углерода в молекуле моносахарида различают триозы, тетрозы, пентозы, гексозы и т.д. Моносахариды соединяются посредством гликозидной связи, образуя дисахариды, олигосахариды (до 6 моносахаридных остатков) и полисахариды (гликоген, крахмал). Углеводы образуют соединения с белком (гликопротеиды и протеогликаны), липидами (гликолипиды) и другими веществами (гетеромоносахариды). В организме наиболее распространены пентозы (входят в состав нуклеиновых кислот и коферментов, в частности НАДФ) и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза).
В форме альдегидов моносахариды называются альдозами, в форме кетонов – кетозами.
|
Реакционная способность гликирования сахаров |
||
|
Углевод |
% свободной альдозной (кетоновой) форм |
Относительная гликирующая способность |
|
Глюкоза |
0,002 |
1 |
|
Фруктоза |
0,25/0,7 |
7,5 |
|
Галактоза |
0,02 |
4,7 |
|
Манноза |
0,005 |
5,3 |
|
Рибоза |
0,05 |
6,7 |
|
Глюкоза-6-фосфат |
< 0,4 |
50 |
|
Фруктозо-6-фосфат |
4 - 5 |
75 |
Переваривание и всасывание
Гидролиз гликогена и крахмала пищи начинается в ротовой полости под влиянием амилазы слюны. Моносахариды способны всасываться уже в ротовой полости. В желудке нет ферментов, осуществляющих гидролиз углеводов. В полости тонкой кишки под влиянием амилазы сока поджелудочной железы они гидролизуются до декстринов и мальтозы (полостное переваривание). На поверхности микроворсинок энтероцитов локализованы ферменты сахараза, мальтаза, лактаза, изомальтаза и другие, расщепляющие декстрины и дисахариды до моносахаров (пристеночное пищеварение).
При врожденном или приобретенном недостатке одного или нескольких ферментов гидролиза дисахаридов развивается дисахаридазная недостаточность. Всасываются углеводы в виде моносахаров. Дисахариды блокируют места всасывания моносахаридов, поэтому всасывание моносахаридов нарушается. У детей при лактазной недостаточности развивается гипотрофия. Непереваренная лактоза поступает в толстую кишку, где расщепляется бактериями до органических кислот (молочная, уксусная). Повышение лактозы и органических кислот нарушает осмолярность в просвете кишки, нарастает секреция жидкости, объем химуса, увеличивается моторика кишечника, развивается диарея. Диагностика дисахаридазной недостаточности основана в первую очередь на клинических проявлениях, а также на определении активности ферментов дисахаридаз в биоптатах слизистой оболочки тонкой кишки, определении лактозы, сахарозы в кале, снижении рН кала, проведении нагрузочных тестов. В то же время ионы водорода, образующиеся при расщеплении органических кислот, способны поступать в кровоток. В удаление избытка ионов Н+ включаются легкие, состояние проявляется увеличением концентрации водорода в конденсатах выдыхаемого воздуха.
Скорость всасывания отдельных моносахаров в тонкой кишке различна. Глюкоза и галактоза всасываются быстрее других моносахаридов. Для глюкозы, очевидно, существует пассивная диффузия, облегченный транспорт и активный перенос за счет энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ. Транспорт глюкозы из просвета тонкой кишки через энтероциты осуществляется с помощью белкового натрий- глюкозного транспортера. Глюкоза связывается с ионами натрия, освобождаясь от него на внутренней поверхности мембраны, в этом процессе принимает участие мембраносвязанная Na,K–АТФаза. Кроме того, имеется собственный транспортер глюкозы GluT-5, который помимо глюкозы осуществляет транспорт фруктозы. Глюкоза практически вся всасывается достаточно быстро. Другие сахара, такие как манноза, ксилоза, арабиноза всасываются только пассивной диффузией. На всасывание углеводов влияет функциональное состояние пищеварительного тракта, состав пищевых веществ, витамины, микроэлементы и т.д. Нарушение всасывания (мальабсорбция) диагностируется по целому комплексу клинических, функциональных и лабораторных исследований.
Метаболизм глюкозы в клетках.
В клетки тканей организма глюкоза может поступать как экзогенная из пищи, так образованная эндогенно из депонированного гликогена (в результате гликогенолиза) или из других субстратов, таких как лактат, глицерол, аминокислоты (в результате глюконеогенеза). Всосавшаяся в тонкой кишке глюкоза поступает через воротную вену в печень и попадает в гепатоциты. По своей природе глюкоза является гидрофильным веществом, следовательно она не может свободно поникнуть через фосфолипидную мембрану. Механизм ее транспорта осуществляется с помощью белков-переносчиков. При стимуляции инсулином наблюдается увеличение содержания этих белков в плазматических мембранах в 5-10 раз при одновременном уменьшение их одержания на 50-60% внутри клетки. Для стимуляции передвижения белков-переносчиков к мембране требуется дальнейшее стимулирующие влияние инсулина. На сегодняшний день выделено два класса транспортеров глюкозы:
Na-глюкозный котранспортер, который экспрессируется специальными эпителильными реснитчатыми клетками тонкой кишки и проксимальным отделом почек. Этот белок осуществляет активный транспорт глюкозы из просвета кишки или нефрона против градиента концентрации путем связывания глюкозы с теми ионами натрия, которые транспортируются ниже градиента концентрации.
Собственные транспортеры глюкозы. Это мембранные белки, находящиеся на поверхности всех клеток и осуществляющие транспорт глюкозы ниже градиента концентрации. Транспортеры глюкозы осуществляют перенос глюкозы не только в клетку, но и из клетки и также участвуют во внутриклеточном передвижении глюкозы. В настоящее время описано 6 транспортных белков для глюкозы – GluT.
В клетках глюкоза фосфорилируется в гексокиназной реакции, превращаясь в глюкозо-6-фосфат (Гл-6-Ф), Гл-6-Ф является субстратом нескольких путей метаболизма: с этой молекулы начинается синтез гликогена, пентозофосфатный цикл, гликолитический распад до лактата или аэробное полное расщепление до СО2 и Н2О. В клетках, способных к глюконеогенезу (клетки печени, почек, кишечника), Гл-6-Ф может дефосфорилироваться и в виде свободной глюкозы поступать в кровь и переноситься в другие органы и ткани.
Особенно важна глюкоза для клеток мозга. Клетки нервной системы зависят от глюкозы как от основного энергетического субстрата. В то же время в мозге нет запасов глюкозы, она там не синтезируется, нейроны не могут потреблять другие энергетические субстраты, кроме глюкозы и кетоновых тел, глюкоза практически полностью может исчерпываться из внеклеточной жидкости, так как клетки нервной системы потребляют глюкозу инсулин-независимым путем.
Гликоген. Из Гл-6-Ф в результате сочетанного действия гликогенсинтетазы и «ветвящего» фермента синтезируется гликоген - полимер, напоминающий по виду дерево. В молекуле гликогена может содержаться до миллиона моносахаридов. При этом происходит как бы кристаллизация гликогена и он не обладает осмотическим эффектом. Такая форма пригодна для хранения в клетке. Если бы такое количество молекул глюкозы было растворено, то из-за осмотических сил клетку бы разорвало. Гликоген является депонированной формой глюкозы и энергии. Он содержится практически во всех тканях, в клетках нервной системы его минимальное количество, в печени и мышцах его особенно много. Гликоген содержит только 2 типа гликозидных связей: (14)-тип и (16)-тип. Связь (14)-тип формируется через каждые 8-10 остатков D-глюкозы.
Гликогенолиз. Это путь расщепления гликогена. Гликоген в организме в основном сохраняется в печени и скелетных мышцах. Гликоген мышц используется в качестве источника энергии при интенсивной физической нагрузке. Гликогенолиз в печени активируется в ответ на снижение глюкозы при перерывах в приеме пищи или как стрессовая реакция. Основными гормонами, активирующими гликогенолиз, являются глюкагон, адреналин (эпинефрин) и кортизол.
|
Гормональная регуляция гликогенолиза |
|||
|
Гормон |
Место образования |
Инициатор |
Эффект на гликогенолиз |
|
Глюкагон |
клетки поджелудочной железы |
гипогликемия |
быстрая активация |
|
Адреналин |
мозговой слой надпочечника |
стресс, гипогликемия |
быстрая активация |
|
Инсулин |
клетки поджелудочной железы |
гипергликемия |
подавление |
Гликогенолиз начинается с отщепления концевых остатков глюкозы по связям (14), в этом процессе ключевым ферментом является гликогенфосфорилаза (рис 5.). Активация фосфорилазы осуществляется фосфорилированием с участием цАМФ-зависимой протеинкиназы и киназы фосфорилазы. Контролируют активацию фосфорилазы катехоламины (печень, мышцы) и глюкагон (печень). Эти гормоны способствуют расщеплению гликогена в печени и тем самым гипергликемическому ответу. Продуктом фосфорилазной реакции является глюкозо-1-фосфат (Г-1-Ф), который превращается в Г-6-Ф при участии фермента фосфоглюкомутазы. В печени глюкоза образуется из Г-6-Ф и Г-1-Ф при участии соответственно ферментов Г-6-Фтазы и Г-1-Фтазы. Фермент фосфорилаза специфичен только для связей (14). Он расщепляет гликоген до тех пор, пока в конце ветви не останется 3-4 углеводных остатка. Затем действует ферментный комплекс из трансглюкозилазы и глюкозидазы. Первый из этих ферментов переносит (транслоцирует) короткий сегмент углеводных остатков в конец цепи (14), второй отщепляет глюкозу по связи (16). Цикл с участием фосфорилазы и ферментного комплекса, разрушающего ветвления гликогена, повторяется. Около 90 % глюкозы освобождается из гликогена в виде Г-1-Ф при разрушении связи (14), 10 % в виде свободной глюкозы при разрушении связи (16). Глюкоза может образовываться из гликогена при участии амило-1,6-глюкозидазы, расщепляющей боковые цепи гликогена.
Гликогенозы. Это группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами ферментов, при которых нарушен распад гликогена и, несмотря на огромный запас гликогена в органах, у больных детей развивается гипогликемия.
|
Гликогенозы - болезни накопления гликогена |
|||
|
Тип |
Название болезни |
Дефект фермента |
Структурные и клинические проявления дефекта |
|
I |
von Gierke’s (Гирке) |
глюкозо-6-фосфатаза |
тяжелая постабсорбционная гипогликемия, лактоацидоз, гиперлипидемия |
|
II |
Pompe’s (Помпе) |
лизосомальная -глюкозидаза |
гранулы гликогена в лизосомах |
|
III |
Cori’s (Кори) |
трансглюкозилаза/ глюкозидаза |
измененная структура гликогена, гипогликемия |
|
IV |
Andersen’s (Андерсен) |
«ветвящий» фермент |
измененная структура гликогена |
|
V |
McArdle’s (Мак-Ардль) |
мышечная фосфорилаза |
отложение гликогена в мышцах, судороги при физической нагрузке |
|
VI |
Hers’ (Геру) |
фосфорилаза печени |
гипогликемия, но не такая тяжелая, как при I типе |
Гликолиз. В анаэробных условиях гликлиз - основной метаболический путь расщепления глюкозы. В этом процессе при распаде 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы пирувата. В тканях, где не обеспечивается полностью синтез АТФ за счет окислительного фосфорилирования, глюкоза является основным источником энергии. При интенсивной мышечной работе в мышцах углеводы расщепляются до лактата, вызывая, так называемую, кислородную задолжность и приводя к внутриклеточному закислению. Ряд лекарственных препаратов, в частности бигуаниды, сульфонилмочевинные препараты первой генерации, активируют гликолиз, поэтому при диабете могут быть дополнительными факторами, способствующими развитию лактоацидоза. В связи с этим, наряду с определением параметров КОС и газов крови, в экспресс-лабораториях при реанимационных отделениях рекомендуется определение лактата у больных с развивающейся гипоксией. Ингибиторами гликолиза являются монойодацетат и NaF - сильнодействующие яды. В эритроцитах гликолиз и пентозофосфатный цикл являются основными путями утилизации глюкозы, интенсивность их высокая, поэтому не рекомендуется при определении глюкозы оставлять сгусток с сывороткой или измерять глюкозу в стабилизированной ЭДТА крови более чем через 1 час. При необходимости хранить кровь рекомендуется использовать в качестве ингибитора гликолиза монойодацетат или NaF.
Аэробное окисление глюкозы. Глюкоза является одним из основных энергетических субстратов в организме. Скорость ее окисления в состоянии покоя натощак составляет около 140 мг/кг массы в течение 1 часа. Некоторые жизненно важные органы, в частности кора головного мозга, используют в качестве энергетического субстрата исключительно глюкозу. В процессе окисления она превращается через гликолитический путь обмена в пируват, который поступает в митохондрии, где декарбоксилируется до ацетил-коА. Дальнейшее окисление происходит в цикле Кребса и процессе окислительного фосфорилирования, в котором синтезируется АТФ и образуется эндогенная вода. Это основной путь образования энергии: 1 молекула глюкозы в процессе аэробного окисления дает возможность синтезироваться в 19 раз больше АТФ, чем при гликолизе, то есть 38 молекул АТФ Окисление глюкозы в аэробных условиях - наиболее эффективный путь использования кислорода для энергетических нужд. Эффективность основного обмена наиболее высока, когда окисляется глюкоза, поэтому она является важным компонентом при парентеральном питании.
Пентозофосфатный шунт. Биологическая роль этого цикла состоит в образовании пентозофосфатов, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот, для генерирования восстановленных эквивалентов в виде НАДФН для синтеза жирных кислот и для обеспечения антиоксидантной системы клеток. Среди дефектов пентозофосфатного шунта наиболее распространен дефицит или аномалии фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. При этом не обеспечивается необходимое восстановление глютатиона. В мембране эритроцитов активируется перекисное окисление, накапливаются гидроперекиси, нарушается проницаемость клеточной мембраны, в результате наступает гемолиз.
Взаимосвязь между углеводным, белковым и липидным обменами. Важным общим промежуточным продуктом метаболизма углеводов, аминокислот и липидов является в клетках молекула ацетил-коА. Через ацетил-коА глюкоза и другие углеводы могут превращаться в жирные кислоты и триглицериды, в заменимые аминокислоты и наоборот глюкоза может синтезироваться через эту молекулу. Через пути взаимопревращений при разном питании организм синтезирует необходимые компоненты. Поэтому даже при исключительно углеводном питании может увеличиться масса жировой ткани. После приема пищи, также как после приема углеводов, не рекомендуется исследовать базальный уровень глюкозы в крови. Практически постоянно при гипертриглицеридемии имеется склонность к нарушению углеводного обмена вследствие развития инсулинорезистентности.
Глюконеогенез. Так называется метаболический процесс синтеза глюкозы из аминокислот и продуктов промежуточного обмена веществ. В процессе глюконеогенеза протекают те же реакции, что в гликолизе, но в обратном направлении. Исключение составляют 3 реакции, которые шунтируются. Полный набор ферментов глюконеогенеза содержится в клетках печени, почек, слизистой кишечника. Глюкокортикоиды, в частности кортизол, являются мощными стимуляторами синтеза ферментов глюконеогенеза, вызывая гипергликемию, за счет синтеза глюкозы из аминокислот при катаболизме белков.
РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
Уровень глюкозы в крови является важнейшим фактором гомеостаза. Он поддерживается на определенном уровне функцией кишечника, печени, почек, поджелудочной железы, надпочечников, жировой ткани и других органов
Всосавшаяся в кишечнике глюкоза поступает в печень. Печень поддерживает постоянную доставку энергетических субстратов для других органов, в первую очередь для мозга. Поступление глюкозы в печень и мозг не зависит от инсулина, в мышцы и жировую ткань - инсулинзависимое. Во всех клетках первый этап метаболизма глюкозы - фосфорилирование. В печени инсулин стимулирует фермент глюкокиназу, инициируя образование гликогена. Избыток глюкозо-6-фосфата используется для синтеза аминокислот и липидов. В мышцах глюкоза запасается в виде гликогена, в жировой ткани переходит в триглицериды, в мозговой ткани глюкоза используется как энергетический субстрат.
Выделяют несколько типов регуляции углеводного обмена: субстратную, нервную, гормональную, почечную.
Субстратная регуляция.
Основным фактором, определяющим метаболизм глюкозы, является уровень гликемии. Пограничная концентрация глюкозы, при которой продукция ее в печени равна потреблению периферическими тканями, составляет 5,5-5,8 ммоль/л. При уровне меньшем этого печень поставляет глюкозу в кровь, при большем уровне наоборот доминирует синтез гликогена в печени и мышцах.
Нервная регуляция.
Возбуждение симпатических нервных волокон приводит к освобождению адреналина из надпочечников, который стимулирует расщепление гликогена в процессе гликогенолиза. Поэтому при возбуждении симпатической нервной системы уровень глюкозы повышается. Наоборот, раздражение парасимпатических нервных волокон сопровождается усилением выделения инсулина поджелудочной железой, поступлением глюкозы в клетку и снижением гликемии.
Почечная регуляция.
В клубочках почек глюкоза фильтруется, затем в проксимальных канальцах реабсорбируется энергозависимым механизмом. Величина канальцевой реабсорбции относительно постоянна, с возрастом имеется тенденция к снижению. Максимальное количество молекул глюкозы, реабсорбируемых из канальцевой жидкости в кровь, зависит от числа переносчиков глюкозы и скорости их оборота в мембране. Количество глюкозы, реабсорбируемой при максимальной загрузке ее переносчиков (TMg), служит важным показателем функционального состояния канальцев. Если глюкоза в крови превышает количество, которое может быть реабсорбировано в канальцах за счет функции TMg, то глюкоза появляется в моче. При превышении в сыворотке уровня 8,8 - 9,9 ммоль/л глюкоза выделяется с мочой. Показатель гликемии, при котором появляется глюкозурия, называется почечным порогом. С возрастом почечный порог для глюкозы повышается. Количество TMg снижается при хронических заболеваниях почек, при гипертонической болезни, при диабетической нефропатии. Это означает, что при этих заболеваниях глюкозурия может появляться при концентрации глюкозы в крови ниже пороговой. (<8,8 ммоль/л). Поэтому по уровню глюкозы в моче нельзя ставить диагноз сахарный диабет. На выделение глюкозы с мочой также влияет скорость клубочковой фильтрации, которая в норме составляет примерно 130 мл/мин. При снижении фильтрации при почечной недостаточности или уменьшении кровоснабжения почек глюкоза будет отсутствовать в моче даже при гликемии, значительно превышающей почечный порог, так как фильтруется меньше глюкозы и вся она успевает реабсорбироваться в проксимальных канальцах почек.
Гормональная регуляция.
На уровень глюкозы в крови влияет широкий спектр гормонов, при этом практически только инсулин вызывает гипогликемический эффект. Контринсулярным действием с повышением уровня глюкозы крови обладают глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, СТГ, АКТГ, тиреоидные гормоны, глюкагон. Эффекты инсулина и контринсулярных гормонов в норме контролируют достаточно стабильный уровень глюкозы в крови. При низкой концентрации инсулина, в частности при голодании, усиливаются гипергликемические эффекты других гормонов, таких как гормон роста, глюкокортикоиды, адреналин и глюкагон. Это происходит даже, если концентрация этих гормонов в системе циркуляции не увеличивается, достаточно только уменьшения инсулина. В таблице представлены основные эффекты гормонов на метаболизм глюкозы. Физиологически в регуляции обмена глюкозы наиболее важны 2 гормона - инсулин и глюкагон.
Инсулин - полипептид, состоит из 2 цепей; А-цепь содержит 21 аминокислоту, В-цепь - 30 аминокислот. Цепи соединены между собой 2 дисульфидными мостиками. Инсулины схожи у разных видов млекопитающих: так А-цепь идентична у человека, свиньи, собаки, кашалота. В-цепь идентична у быка, свиньи и козы. Фактически инсулин человека и свиньи отличаются только тем, что на карбоксильном конце В-цепи у свиньи находится аминокислота аланин, а у человека треонин. Поэтому «человеческий инсулин» производится путем замены аланина на треонин в инсулине свиньи.
Инсулин синтезируется в виде неактивной полипептидной цепи проинсулина, в этом виде он сохраняется в секреторных гранулах клеток островков Лангерганса поджелудочной железы. После активации глюкозных рецепторов клеток происходит частичный протеолиз пептида проинсулина по Arg31 и Arg63. В результате в эквимолярном количестве образуется инсулин и С-пептид (connecting peptide), которые выделяются в кровь. Однако не весь проинсулин гидролизуется, около 3% проинсулина в неизменном виде также попадает в кровь. При патологии клеток поджелудочной железы этот процент может увеличиваться.
|
Гормоны, контролирующие гомеостаз глюкозы |
||
|
Гормон |
Механизм действия |
Ткань |
|
Инсулин |
увеличивает: потребление глюкозы клетками синтез гликогена синтез белков синтез жирных к-т и триглицеридов снижает: глюконеогенез гликогенолиз кетогенез липолиз катаболизм белка |
мышцы, жировая ткань печень, мышцы печень, мышцы печень, жировая ткань печень печень печень жировая ткань мышцы |
|
Глюкагон |
увеличивает: гликогенолиз глюконеогенез кетогенез липолиз |
печень печень печень жировая ткань |
|
Адреналин |
увеличивает: гликогенолиз липолиз |
печень, мышцы жировая ткань |
|
Гормон роста |
увеличивает: гликогенолиз липолиз |
печень жировая ткань |
|
Кортизол |
увеличивает: глюконеогенез синтез гликогена протеолиз снижает: потребление глюкозы клетками |
печень печень мышцы мышцы, жировая ткань |
Инсулин в крови находится в свободном (иммунореактивный инсулин, ИРИ) и в связанном с белками плазмы состоянии. Деградация инсулина происходит в печени (до 80%), почках и жировой ткани. С-пептид также подвергается деградации в печени, но значительно медленнее. Базальная концентрация инсулина, определяемая радиоиммунологически, составляет у здоровых 6-20 мкЕд/мл. После пероральной нагрузки глюкозой уровень его через 1 ч повышается в 5-10 раз по сравнению с исходным. Скорость секреции инсулина натощак составляет 0,5-1 Ед/ч, после приема пищи увеличивается до 2,5-5 Ед/ч. У здоровых людей наблюдается 2 фазы секреции инсулина - ранний пик (через 3-10 мин после углеводной нагрузки) и поздний пик (через 20 мин). Раннее выделение инсулина осуществляется за счет гранул инсулина, располагающихся в непосредственной близости от мембраны -клетки. При постпрандиальном повышении глюкозы крови первоначально происходит выброс именно этой части внутриклеточных запасов инсулина. Далее следует вторая, постепенно нарастающая волна секреции инсулина, которая продолжается в течение всего периода стимуляции глюкозой. Таким образом, в норме максимум повышения глюкозы в крови и пик выброса инсулина наблюдаются одновременно. При сахарном диабете 2 типа происходит нарушение этой закономерности. Более того, подобные нарушения являются одним из проявлений островковой дисфункции, характерной для сахарного диабета 2 типа.
|
Референтные значения инсулина, С-пептида и проинсулина в сыворотке |
||
|
12-часовое воздержание от еды |
||
|
Инсулин С-пептид Проинсулин |
6 – 25 мЕд/л 0,7 – 2,0 мкг/л < 25 нг/л |
36 150 пмоль/л 0,2 – 0,6 нмоль/л < 3 пмоль/л |
|
Продолжительное голодание со снижением глюкозы до уровня < 3,3 ммоль/л |
||
|
Инсулин С-пептид Проинсулин |
<6 мЕд/л <0,7 мкг/л <25 нг/л |
<36 пмоль/л <0,2 нмоль/л <3 пмоль/л |
|
Максимальное значение после стимуляции глюкозой или глюкагоном |
||
|
Инсулин С-пептид Проинсулин |
свыше 200 мЕд/л 2,7–5,7 мкг/л 77-102 нг/л |
свыше 1200 пмоль/л 0,9–1,9 нмоль/л 8,5–11,3 пмоль/л |
Глюкоза в крови.
Концентрация глюкозы в крови зависит от скорости ее поступления в систему циркуляции и интенсивности утилизации. Официально признан диапазон нормальных значений для сыворотки и плазмы натощак 3,8-6,1 ммоль/л, что соответствует 70-110 мг/100 мл; в цельной крови 3,3-5,5 ммоль/л, причем в артериальной крови выше, чем в венозной примерно на 0,25 ммоль/л. Разница между сывороткой и цельной кровью обусловлена объемом эритроцитов и лейкоцитов. У здоровых людей редко когда уровень глюкозы в крови снижается ниже 2,5 ммоль/л или повышается свыше 8,0 ммоль/л, даже сразу же после приема пищи. У детей до 5 лет уровень глюкозы может быть на 10-15% ниже, чем у взрослых.
Около 200 г глюкозы ежедневно переносится кровью, 80% из которой потребляется эритроцитами и клетками мозга. При этом концентрация глюкозы должна быть стабильной на уровне, обеспечивающем мозг энергией. Гипогликемия быстро проявляется дезориентацией, потерей сознания, тяжелыми поражениями ткани мозга. Уровень глюкозы в крови на протяжении суток поддерживается в основном за счет абсорбции пищевых углеводов из ЖКТ, гликогенолиза и глюконеогенеза. Абсорбция глюкозы из кишечника происходит в течение 2-3 ч после еды. Реабсорбированная глюкоза запасается в печени в форме гликогена. В промежутках между приемом пищи гликоген постепенно расщепляется в процессе гликогенолиза, глюкоза поступает в кровоток. При длительном перерыве и во время сна в печени происходит смещение метаболического потока образования глюкозы от гликогенолиза к синтезу de novo в процессе глюконеогенеза. В процессе глюконеогенеза печень для синтеза глюкозы использует аминокислоты, освобождающиеся из мышц в процессе протеолиза, а также лактат, образующийся в процессе гликолиза, и глицерол, являющийся продуктом катаболизма триглицеридов. При этом жирные кислоты, мобилизирующиеся из жировой ткани, служат источником энергии.
После еды глюкоза запасается в виде гликогена, который мобилизируется при голодании. Гликоген печени может поддерживать уровень глюкозы в крови на нормальном уровне в течение 12-24 ч, затем он истощается и происходят адаптивные изменения, которые необходимы для поддержания уровня глюкозы. После примерно 72 ч голодания концентрация глюкозы стабилизируется и может поддерживаться на стационарном уровне в течение многих дней. Основным источником глюкозы становится глюконеогенез с образованием глюкозы из аминокислот или глицерола, образующегося при липолизе. Гликоген скелетных мышц не используется для поддержания глюкозы в крови, он идет в качестве энергетического субстрата при резком увеличении физической нагрузки.
Уровень глюкозы в крови - достаточно лабильный показатель. При рандомическом определении измеренный уровень глюкозы отражает содержание ее в крови только в течение 15 мин, повторное определение после 15 мин может показать уже иной уровень глюкозы из-за быстрого изменения ее концентрации. В то же время концентрация глюкозы в моче характеризует ее уровень за 4 - 6 час, в суточной моче - за 24 час, такой показатель как фруктозамин (гликированный альбумин) отражает усредненный метаболизм глюкозы в крови за 2 - 3 недели, гликированный гемоглобин - за 6 - 8 недель.
САХАРНЫЙ ДИАБЕТ.
По определению Международного Экспертного Комитета по диагностике и классификации сахарного диабета (1997), сахарный диабет – это группа метаболических (обменных) заболеваний, характеризующихся гипергликемией, которая является результатом дефектов секреции инсулина, действия инсулина или обоих этих факторов. Хроническая гипергликемия при диабете сочетается с повреждением, дисфункцией и недостаточностью различных органов, особенно глаз, почек, нервов, сердца и кровеносных сосудов.
В развитие диабета вовлечены несколько патогенетических процессов: от аутоиммунного повреждения -клеток поджелудочной железы с последующим дефицитом инсулина до нарушений, провоцирующих резистентность к действию инсулина. Инсулинорезистентность – результат неадекватной секреции инсулина и/или сниженного тканевого ответа на инсулин в одной или нескольких точках на сложных путях действия гормона. Нарушение секреции инсулина и дефекты его действия часто сосуществуют у одного и того же больного, и порой неясно, какое нарушение является первичной причиной гипергликемии.
Симптомы выраженной гипергликемии включают полиурию, полидипсию, снижение веса, иногда с полифагией, и снижение остроты зрения. Ухудшение роста и восприимчивость к инфекциям также могут сопровождать хроническую гипергликемию. Острые, угрожающие жизни осложнения диабета – гипергликемия с кетоацидозом, гиперосмолярный синдром без кетоза, лактоацидоз, а также гипогликемическая кома.
|
Классификация сахарного диабета (ВОЗ, 1999) |
|
|
Тип СД |
Характеристика заболевания |
|
Сахарный диабет 2 типа |
С преимущественной инсулинорезистентностью и относительной инсулиновой недостаточностью или преимущественным дефектом секреции инсулина с инсулинорезистентностью или без нее. |
|
Сахарный диабет 1 типа Аутоиммунный Идиопатический |
Деструкция -клеток поджелудочной железы, обычно приводящая к абсолютной инсулиновой недостаточности. |
|
Гестационный сахарный диабет |
Возникает в период беременности |
|
Другие типы сахарного диабета |
Генетические дефекты функции -клеток Генетические дефекты в действии инсулина Болезни экзокринной части поджелудочной железы Эндокринопатии Диабет, индуцированный лекарствами или химикатами Диабет, индуцированный инфекциями Необычные формы иммуно-опосредованного диабета Другие генетические синдромы, сочетающиеся с сахарным диабетом. |
|
Основные признаки сахарного диабета I и II типов |
||
|
Признак |
I тип (ИЗСД) |
II тип (ИНСД) |
|
преобладание |
0,2-0,5 %, оба пола поражаются одинаково |
2-4 %, женщины болеют чаще мужчин |
|
возраст возникновения болезни |
дети, молодые люди |
старше 40 лет |
|
развитие симптомов |
острое |
постепенное (месяцы, годы) |
|
телосложение |
худые |
часто ожирение |
|
потеря веса при заболевании |
как правило, происходит |
похудение очень редко |
|
запах кетонов изо рта |
бывает часто |
обычно запаха нет |
|
моча |
глюкоза и ацетон |
глюкоза |
|
концентрация инсулина в плазме |
низкая или не определяется |
часто нормальная; может быть повышенная |
|
антитела к островковым клеткам |
присутствуют |
отсутствуют |
|
наследственность |
поражено <10% родственников I степени родства, конкордантность среди идентичных близнецов 30-50 % |
поражено >20% родственников I степени родства, конкордантность среди близнецов 90-100 % |
|
ассоциация с HLA |
B8, B15, Dw3, Dw4, DR3, DR4 |
нет ассоциации |
|
лечение (основное) |
инсулин |
диета, физическая нагрузка, сахароснижающие препараты, инсулин. |
Диагностика сахарного диабета.
Для повышения эффективности выявления сахарного диабета Международный экспертный комитет по диагностике и классификации диабета рекомендует следующие критерии тестирования на диабет в здоровой популяции (1998г.): возраст более 45 лет (обследование 1 раз в три года ), в более раннем возрасте - при ожирении, наследственной отягощенности по диабету, гестационном диабете в анамнезе, рождении ребенка весом более 4,5 кг, гипертонии, гиперлипидемии, выявленной ранее нарушенной толерантности к глюкозе.
Согласно новым рекомендациям диагностические критерии сахарного диабета следующие:
Симптомы диабета плюс случайное определение уровня глюкозы плазмы более 11,1 ммоль/л
Уровень глюкозы плазмы крови натощак более 7,0 ммоль/л, в капиллярной крови > 6,1 ммоль/л
Через 2 часа после проведения теста толерантности с 75 г глюкозы, уровень глюкозы в цельной крови более 10,0 ммоль/л.
Для диагностики диабета достаточно 2-х из приведенных 3-х критериев.
Глюкозурия не может быть использована для постановки диагноза, так как глюкоза в моче может появиться в результате нарушения канальцевой реабсорбции.
В неясных случаях необходимо провести тест толерантности к глюкозе (ТТГ). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выработала рекомендации (1999 г) для проведения ТТГ и критерии для постановки диагноза «сахарный диабет» или «нарушение толерантности к глюкозе».
|
Диагностический уровень концентрации глюкозы (ммоль/л) |
|||||
|
Диагноз |
Момент взятия пробы |
Цельная кровь |
Плазма крови |
||
|
венозная |
капиллярная |
венозная |
капиллярная |
||
|
Сахарный диабет |
натощак |
6,1 |
6,1 |
7,0 |
7,0 |
|
через 2 ч после нагрузки глюкозой |
10,0 |
11,1 |
11,1 |
12,2 |
|
|
Нарушение толерантности к глюкозе |
натощак через 2 ч после нагрузки глюкозой |
6,1 6,7 и <10,0 |
6,1 7,8 и <11,1 |
7,0 7,8 и <11,1 |
7,0 8,9 и <12,2 |
|
Нарушенная гликемия натощак |
натощак через 2 ч после нагрузки глюкозой |
5,6 и 6,1 < 6,7 |
5,6 и 6,1 < 7,8 |
6,1 и 7,0 < 7,8 |
6,1 и 7,0 < 8,9 |
ТТГ проводится в том случае, если неясен диагноз. Если же диагноз «сахарный диабет» не вызывает сомнений из клинической картины и повышенного уровня глюкозы натощак или после еды, то проведение ТТГ не показано и опасно из-за возможного развития гипергликемического шока.
|
Тест толерантности к глюкозе |
|
|
ПОКАЗАНИЯ |
ВЫПОЛНЕНИЕ |
|
Сомнительные результаты при измерении глюкозы в крови натощак/случайно Неожиданная глюкозурия, в том числе при беременности Клинические признаки сахарного диабета при нормальном уровне глюкозы в крови Диагностика акромегалии |
Пациент должен придерживаться обычного питания с содержанием, по крайней мере, 150 г углеводов в день в течение 3 дней. Сохранять обычную физическую нагрузку. Пробу проводят натощак при условии отсутствия приема пищи в течение 8-14 часов. Измерить утром уровень глюкозы натощак, дать 75 г глюкозы с чаем и с лимоном, брать пробы крови через 2 часа (детям 1,75г глюкозы/кг массы тела, но не более 75 г). Во время проведения теста пациент должен быть спокоен, не курить, не пить воды |
Лечение сахарного диабета.
Предложено достаточно много схем лечения сахарного диабета. Это одно из заболеваний, течение которого определяется режимом питания, физической активностью, образом жизни больного. Поэтому сам больной должен быть подробно информирован о лечении и самостоятельно измерять у себя уровень глюкозы в крови. Поддержание гликемии в нормальных пределах, раннее выявление таких осложнений как ретинопатии, нефропатии, нейропатии в значительной мере поддаются коррекции и лечению. Цель лечения при сахарном диабете двоякая: первое - предупредить острые метаболические осложнения диабета, второе - свести к минимуму прогрессирование болезни. Современные методы лечения базируются на правильной оценке патофизиологической сущности болезни, что и определяет тактику лечения сахарного диабета.
Диетотерапия является основным и обязательным компонентом лечебных мероприятий при любых формах сахарного диабета. Основные принципы диетотерапии:
в первую очередь, заменить простые сахара на полисахариды в составе растительной клетчатки, которая усваивается существенно медленнее и не дают резкой гипергликемии после еды,
обеспечить организм больного физиологическими количествами белков, жиров, углеводов и витаминов и адеватной калорийностью пищи.
больным следует рекомендовать систему дробного питания (5-6 раз в сутки малыми порциями).
Если не удается добиться результата исключительно диетой, то дополнительно назначают больным с СД II типа пероральные сахароснижающие препараты.
Физические нагрузки. Кроме ускорения снижения веса при ожирении, физическая активность способствует улучшению чувствительности тканей к инсулину, что положительно сказывается на углеводном и липидном обмене.
Пероральные сахароснижающие препараты. На сегодняшний день в практике применяются ПССП следующих классов:
производные сульфонилмочевины
бигуаниды
ингибиторы α-глюкозидаз
прандиальные регуляторы гликемии
тиазолидиндионы
комбинированные препараты.
Механизм действия этих препаратов различный, но в целом направлены на устранение трех основных патогенетических нарушений: дефект в секреции инсулина, инсулинорезистентность на уровне периферических тканей, избыточная продукция глюкозы печенью. Дополнительный механизм – замедление всасывания глюкозы в кищечнике.
Инсулинотерапия. Лечение инсулином может иметь как постоянный пожизненный характер (при СД 1 типа и у части пациентов с СД 2 типа), так и временный транзиторный характер.
Цели лечения. Постоянный контроль за уровнем глюкозы и поддержание ее концентрации в крови в физиологическом диапазоне существенно уменьшает риск развития осложнений сахарного диабета. Многочисленные исследования последних лет показали, что основная роль в патогенезе сосудистых осложнений сахарного диабета принадлежит гипергликемии, а при сахарном диабете II типа еще и нарушению липидного обмена (таблица 10).
Тем не менее, практически при любом типе лечения у больных сахарным диабетом флуктуации уровня глюкозы, в том числе после еды, существенно выше, чем у здорового человека. С этим связывают развивающиеся осложнения у больных даже при самом жестком контроле по предупреждению гипергликемии. Контрольные показатели, на которые необходимо ориентироваться при лечении, представлены в таблицах
|
Контрольные параметры (цели лечения) диабета 1 типа |
||||
|
Показатель |
единица измерения |
хорошо * |
адекватный контроль |
неадекватный контроль |
|
Глюкоза крови натощак после еды перед сном |
ммоль/л ммоль/л ммоль/л |
4,0-5,0 4,0-7,5 4,0–5,0 |
5,1–6,5 7,6–9,0 6,0–7,5 |
6,5 9,0 >7,5 |
|
HbA1C |
% |
6,1 |
6,2-7,5 |
7,5 |
* - это идеал, достичь который у отдельных больных (пожилых людей) может быть трудно, невозможно или необязательно.
|
Контрольные параметры (цели лечения) диабета II типа |
||||
|
Показатель |
единица измерения |
низкий риск |
риск макроангиопатии |
риск микроангиопатии |
|
HbA1C |
% |
6,5 |
6,5-7,5 |
7,5 |
|
Глюкоза плазмы венозной крови натощак |
ммоль/л |
6, |
> 6,1 |
7,0 |
|
Глюкоза капиллярной крови (самоконтроль) натощак после еды (пик) |
ммоль/л ммоль/л |
5,5 <7,5 |
>5,5 7,5 |
6,1 9,0 |
|
Холестерин общий ** |
ммоль/л |
4,8 ** |
4,8 -6,0 |
> 6,0 |
|
ЛПНП-холестерин |
ммоль/л |
< 3,0 ** |
3,0 – 4,0 |
> 4,0 |
|
ЛПВП-холестерин |
ммоль/л |
> 1,2 ** |
1,0 – 1,2 |
< 1,0 |
|
Триглицериды натощак |
ммоль/л |
< 1,7 ** |
1,7 - 2,2 |
> 2,2 |
Для каждого больного следует ориентироваться на индивидуальные цели лечения.
** - для стариков могут быть целесообразными менее строгие критерии.
Контроль за лечением.
Эффективность лечения диабета оценивается клинически по предупреждению симптомов и осложнений, лабораторно - полуколичественным определением концентрации глюкозы в моче, по уровню глюкозы в крови и путем измерения гликированных белков в крови.
Критерии компенсации сахарного диабета претерпели существенные изменения на протяжении последних лет.
|
Рекомендации по компенсации диабета |
||||
|
Период |
Рекомендация |
Глюкоза натощак |
Постпрандиальная глюкоза |
HbA1C в % |
|
До 1993 г |
Начало или изменение терапии |
11,1 ммоль/л (200 мг%) |
9-10 |
|
|
После 1993 г (после DCCT) |
Начало или изменение терапии |
7,8 ммоль/л (140 мг%) |
8,4 ммоль/л (150 мг%) |
8 |
|
С 1997 г |
Цели лечения |
4,5–6,7 ммоль/л (80–120 мг%) |
5,0–7,2 ммоль/л (90–130 мг%) |
<7 |
|
С 2000 г. |
Определение нормогликемии |
5,5 ммоль/л (99 мг/100 мл) |
6,1 ммоль/л (109 мг/100 мл) |
6 |
Гликированный гемоглобин. Тот факт, что гемоглобин подвергается неферментативному гликированию in vivo, позволил предложить тест для оценки степени контролируемости гликемии на протяжении длительного периода. Образование гликированного гемоглобина (HbA1C) определяется в основном уровнем гликемии и длительностью контакта гемоглобина с глюкозой. Так как время жизни эритроцита в системе кровотока определяется примерно 120 днями, то фактически относительная концентрация HbA1C зависит только от уровня гликемии. Интегрально содержание HbA1C отражает уровень глюкозы в крови за период в 6-8 недель. В норме HbA1C менее 6%, при неконтролируемом диабете он может превышать 10%. В случае уменьшения времени присутствия эритроцитов в системе циркуляции (например, при гемолитической анемии) приведенные выше соотношения нарушаются и относительное количество HbA1C снижается. Нормальные и патологические значения содержания гликированного гемоглобина могут колебаться в зависимости от использованного метода определения, некоторые формы гемоглобина дают перекрестную реакцию и приводят к ложноположительным результатам.
Определение количества гликированного гемоглобина показано для выявления диабета беременных, для выявления «скрытых» или доманифестных форм сахарного диабета, нарушенной толерантности к глюкозе и является незаменимым методом для определения компенсации сахарного диабета на протяжении длительного времени. В соответствии с рекомендациями ВОЗ (1999) определение гликированного гемоглобина должно проводиться регулярно у каждого больного диабетом. Поддержание уровня гликирования гемоглобина в крови близкое к норме позволяет снизить частоту сосудистых осложнений сахарного диабета или замедлить их прогрессирования, т.е. уменьшить инвалидизацию, сохранить на более длительное время трудоспособность больных, что представляет большой экономический эффект в масштабах отдельной территории, да и всей страны.
|
Рекомендуемая частота определения HbA1c при сахарном диабете |
|
|
Тип диабета / лечение |
Рекомендуемая частота |
|
СД 1 типа, минимальное или поддерживающее лечение |
3–4 раза в год (оптимальная частота не установлена) |
|
СД 1 типа, больные на лечении инсулином |
Каждые 1–2 месяца |
|
СД 2 типа, интенсивное лечение |
2 раза в год при стабильном метаболическом состоянии |
|
Диабет беременных |
Каждые 1–2 месяца |
Неферментативному гликированию подвержены практически все белки, напрямую контактирующие с глюкозой. В диагностических целях используется тест на определение фруктозаминов - это гликированные белки плазмы, в основном гликированный альбумин, повышение его концентрации определяет нарушение концентрации глюкозы в крови за период в 2-3 недели. Таким образом, определение HbA1C и фруктозаминов полезно при оценке эффективности назначаемого лечения.
Метаболические осложнения сахарного диабета.
Кетоацидоз может быть первым признаком недиагностированного ранее СД I типа или может возникнуть у больных, у которых используемая доза инсулина становится неэффективной, увеличивается потребность в инсулине, в частности при инфекциях, острых заболеваниях, таких как инфаркт миокарда, травма, эмоциональные нарушения.
|
Клинические и метаболические признаки диабетического кетоацидоза |
|
|
КЛИНИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ |
ЛАБОРАТОРНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ |
|
жажда, полиурия, дегидратация гипотония, тахикардия, периферическая циркуляторная недостаточность, кетоз, гипервентиляция, тошнота, рвота, абдоминальные боли, затуманенное сознание, кома |
гипергликемия, глюкозурия, метаболический ацидоз, гипокапния, кетонемия, кетонурия, уремия, гиперкалиемия, гипертриглицеридемия |
Диабетическая нефропатия.
Заболевания почек достаточно часто осложняют течение сахарного диабета, диабетическая нефропатия является причиной высокой инвалидизации и смертности. В Мире почечная недостаточность является причиной смертности среди больных СД I и II типов соответственно в 53 и 3 % случаев. Поэтому лабораторный контроль за поражением почек должен быть включен в обследование больных сахарным диабетом. Традиционная классификация диабетической нефрропатии по Mognsen выделяет 5 стадий.
|
Стадии диабетической нефропатии (по Mognsen) |
||
|
Стадия |
Клинико-лабораторная характеристика |
Сроки развития |
|
1. Гиперфунк-ция почек |
увеличение скорости клубочковой фильтрации (СКФ) (> 140 мл/мин) увеличение почечного кровотока гипертрофия почек нормоальбуминурия ( < 30 мг/сутки) |
развивается в дебюте сахарного диабета |
|
2. Начальные структурные изменения ткани почек |
утолщение базальных мембран капилляров клубочков расширение мезангиума сохраняется высокая СКФ нормоальбуминурия |
2 - 5 лет от начала диабета |
|
3. Начинаю-щаяся нефропатия |
микроальбуминурия (от 30 до 300 мг/сутки) СКФ высокая или нормальная нестойкое повышение артериального давления |
5 - 15 лет от начала диабета |
|
4. Выраженная нефропатия |
протеинурия (более 500 мг/сутки) СКФ нормальная или умеренно сниженная артериальная гипертензия |
10 - 25 лет от начала диабета |
|
5. Уремия |
снижение СКФ < 10 мл/мин артериальная гипертензия симптомы интоксикации |
более 20 лет от начала диабета или 5-7 лет от появления протеинурии |
В настоящее время Минздрав России утвердил более простую, но клинически более отчетливую классификацию, которая включает 3 стадии развития диабетической нефропатии.
|
Новая классификация стадий диабетической нефропатии |
|
стадия микроальбуминурии |
|
стадия протеинурии с сохраненной фильтрационной функцией почек |
|
стадия хронической почечной недостаточности |
Первым признаком диабетической нефропатии является развитие микроальбуминурии, по мере прогрессирования болезни она сменяется протеинурией. Экскреция альбумина с мочой в норме менее 20 мкг/мин, микроальбуминемия определяется как экскреция альбумина с мочой до 200 мкг/мл, что соответствует содержанию белка от 20 до 300 мг/л утренней мочи или от 30 до 300 мг/сутки. Этот уровень не определяется с помощью тест-полосок «сухая химия». Для выявления микроальбуминурии используются специальные диагностические полоски. При экскреции свыше 200 мкг белка/мин диагностируется протеинурия.
Микроальбуминурия является достаточно ранним признаком нарушения функции клубочков, в этот период по оценкам многих клиницистов болезнь поддается медикаментозному лечению. Уровень экскреции альбумина с мочой определяется в основном структурной и функциональной целостностью гломерулярного фильтра, отделяющего просвет клубочкового капилляра от мочевого пространства, и величиной внутрикапиллярного клубочкового давления.
|
Классификация альбуминурии |
|||
|
Уровень альбу |
Экскреция альбумина с мочой |
Концентрация |
|
|
минурии |
В утренней порции |
за сутки |
альбумина в моче |
|
Нормоальбуминурия |
<20 мкг/мин |
<30 мг |
<20 мг/л |
|
Микроальбуминурия |
20-200 мкг/мин |
30-300 мг |
20-200 мг/л |
|
Макроальбуминурия |
>200 мкг/мин |
>300 мг |
>200 мг/л |
По мере прогрессирования поражения почек при диабете развивается выраженная протеинурия. Тщательный контроль за уровнем глюкозы в крови и лечение любых форм гипертонии может приостановить микроальбуминемию и предупредить развитие манифестной почечной недостаточности. Согласно рекомендациям Американской диабетической ассоциации (1997) и Европейской группы по изучению СД (1999) исследование микроальбуминурии входит в перечень обязательных рутинных методов обследования больных СД I и II типов.
|
Рекомендации для скрининга на микроальбуминурию |
|
|
Категория больных |
Начало скринирования |
|
Больные СД 1, заболевшие в раннем детском возрасте |
ежегодно с возраста 10-12 лет |
|
Больные СД 1, заболевшие в пубертатном возрасте |
при постановке диагноза и далее раз в год |
|
Больные СД 1, заболевшие в постпубертатном возрасте |
спустя 5 лет с дебюта диабета |
|
Больные СД 2 |
при постановке диагноза и далее раз в год |
Существуют международные программы по диагностике и контролю течения диабетических нефропатий, приводим (рис. 22) алгоритм скрининга и мониторирования диабетической нефропатии, принятый Сент-Винсентской декларацией (1989г.).
Скорость клубочковой фильтрации (СКФ) является ранним проявлением влияния гипергликемии на функцию почек. При СД I типа прежде всего возникает гиперфильтрация, то есть СКФ выше 140мл/мин. Гиперфильтрация приводит к дальнейшему повреждению почек, однако может коррегироваться оптимальным гликемическим контролем. С увеличением длительности заболевания СКФ прогрессивно снижается. Скорость ее снижения увеличивается с развитием протеинурии и находится под влиянием артериального давления. Mogensen подсчитал, что при сахарном диабете с нормальной СКФ с началом протеинурии этот показатель снижается со скоростью 11 мл/мин в год. Уровень креатинина в сыворотке начинает повышаться лишь через год после появления протеинурии, когда СКФ снижена на 50-75%.
Наиболее точным методом определения СКФ является радиоизотопное исследование почечной функции с использованием 51Cr-ЭДТА. Несмотря на точность, эта методика требует соответствующего оборудования, больших затрат и времени. Определение клиренса креатинина по пробе Реберга-Тареева (клиренс эндогенного креатинина за сутки) является приемлемой для определения СКФ, особенно при уровне ниже 100 мл/мин/1,73 м2. Надежным сывороточным показателем клубочковой фильтрации является цистатин С-внеклеточный ингибитор протеаз. Этот компонент выводится из организма только путем фильтрации в почках, на его уровень не влияет пол, возраст, масса тела.
Глюкозурия
Глюкозурия исторически была первым симптомом сахарного диабета и в настоящее время считается характерным признаком данного заболевания. Физиологическая концентрация глюкозы в моче очень низкая, у здоровых людей она составляет 0,06-0,08 ммоль/л, что ниже порога чувствительности используемых в лабораторной практике тест-систем.
В норме глюкоза, как беспороговое вещество, фильтруется в клубочках почек, но затем практически полностью реабсорбируется в проксимальных канальцах. В реабсорбции принимают участие транспортные белки и гексокиназа, осуществляющая фосфорилирование глюкозы для удержания ее в клетках эпителия канальцев. В норме реабсорбция составляет примерно 300 мг в мин или около 1,7 ммоль в мин. На появление глюкозы в моче влияет концентрация ее в крови. Концентрация глюкозы в крови, при превышении которой глюкоза появляется в моче, называется почечным порогом. Он равен для глюкозы 8,8-9,9 ммоль/л. Для определения почечного порога необходимо следующее: опорожнить мочевой пузырь, после этого взять кровь для исследования глюкозы и дать пациенту выпить стакан воды (для увеличения диуреза), через 30 минут собрать мочу и определить в ней содержание глюкозы. Если глюкоза появилась в моче при данной концентрации, то эта концентрация и будет почечным порогом у обследуемого пациента. На появление глюкозы в моче влияет величина клубочковой фильтрации. В норме она равна примерно 130 мл/мин. При возникновении нефропатии с резким снижением фильтрационной способности почек объем фильтрации уменьшается, следовательно, в первичную мочу попадает меньше глюкозы и она успевает вся реабсорбироваться. Таким образом, даже при достаточно высоких цифрах глюкозы в крови при нарушении фильтрации и сохраненной способности к реабсорбции глюкоза может отсутствовать в моче. Об этот следует помнить, оценивая результаты определения глюкозы в моче.
Несмотря на то, что сахарный диабет является наиболее частой причиной глюкозурии, тем не менее, глюкоза в моче может появляться при снижении почечного порога для глюкозы. Это может быть проявлением изолированного практически безвредного нарушения (почечная глюкозурия), может возникнуть при беременности (из-за снижения реабсорбции) или быть результатом врожденной или приобретенной патологии проксимальных канальцев почек (например, синдром Фалькони). Поэтому глюкозурия не может быть использована для диагностики сахарного диабета. Однако у больных с установленным диагнозом - сахарный диабет - исследование глюкозы в моче является эффективным способом слежения за состоянием больного и контроля за эффективностью лечения. Уменьшение суточной глюкозурии свидетельствует об эффективности лечебных мероприятий. Критерием компенсации сахарного диабета II типа считается достижение аглюкозурии, а при I типе диабета допускается потеря с мочой 2-3 г глюкозы в сутки.
Для определения глюкозы в моче используются реагентные таблетки и реагентные тест-полоски. Реагентные таблетки (Clinitest) выявляют содержание глюкозы в моче, используя ее восстанавливающие свойства. Однако достаточно много компонентов мочи может также обладать восстанавливающим эффектом.
В тест-полосках содержится глюкозоксидаза, которая специфически реагирует с глюкозой, поэтому при использовании тест-полосок существенно меньше ложноположительных результатов при определении глюкозы в моче. С точки зрения простоты и быстроты определение глюкозы в моче с помощью диагностической полоски ГЛЮКОФАН представляется как лучший способ при массовом обследовании. Для более подробного исследования мочи лучше использовать полифункциональные тест-полоски, которые имеют помимо чувствительной зоны на глюкозу также тест-зоны на восстанавливающие вещества, кетоны, альбумин и др (см. ниже).
|
Компоненты мочи, обладающие восстанавливающим эффектом, являющиеся причиной положительного результата при определении глюкозы реагентными тест-таблетками |
|
Глюкоза Лактаза ( при лактации и в последнем триместре беременности) Галактоза (при галактоземии и недостаточности галактокиназы) Фруктоза (врожденная непереносимость фруктозы и эссециальная фруктозурия) Пентозы (после потребления большого количества фруктов и эссенциальная пентозурия) Гомогентизировая кислота (при алкаптонурии) Глюкуронидаза (входит в состав некоторых лекарственных препаратов) Салициловая кислота (при передозировке аспирина) Аскорбиновая кислота (при потреблении большой дозы витамина С) Креатинин (только в высокой концентрации) Ураты (в высокой концентрации) |
МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СИНДРОМ – это комплекс метаболических, гормональных и клинических нарушений, являющихся факторами риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, в основе которых, согласно современным представлениям, лежит инсулинорезистентность (ИР) и компенсаторная гиперинсулинемия, в литературе известен под названиями.
Согласно современным представлениям, в основе всех проявлений метаболического синдрома лежит первичная инсулинорезистентность и сопутствующая системная гиперинсулинемия. Инсулинорезистентность – это снижение реакции инсулинчувствительных тканей на инсулин при его достаточной концентрации.
В результате снижения чувствительности клеток-мишеней к действию инсулина нарушается усвоение глюкозы инсулинзависимыми тканями (печенью, мышцами и жировой тканью) и создаются предпосылки к развитию гипергликемии. Однако благодаря компенсаторному увеличению секреции инсулина -клетками поджелудочной железы концентрация глюкозы в сыворотке крови в течение длительного времени может оставаться нормальной. Таким образом, гиперинсулинемия является наиболее ранним и постоянным маркером ИР. Гиперинсулинемия, с одной стороны, является компенсаторной, то есть необходимой для преодоления ИР и поддержания нормального транспорта глюкозы в клетки; с другой – патологической, способствующей возникновению и развитию метаболических, гемодинамических и органных нарушений, приводящих в конечном итоге к развитию СД 2 типа, ИБС и других проявлений атеросклероза.
Важную роль в развитии и прогрессировании ИР и связанных с ней метаболических расстройств играет жировая ткань абдоминальной области, нейрогормональные нарушения, сопутствующие абдоминальному ожирению, повышенная активность симпатической нервной системы.
Основные симптомы и проявления метаболического синдрома
• абдоминально-висцеральное ожирение
• инсулинорезистентность и гиперинсулинемия
• дислипидемия (липидная триада)
• артериальная гипертония
• нарушение толерантности к глюкозе/сахарный диабет 2 типа
• ранний атеросклероз/ИБС
• нарушения гемостаза
• гиперурикемия и подагра
• микроальбуминурия
• гиперандрогения
Ранняя диагностика синдрома инсулинорезистентности может помочь в профилактике и лечении СД II типа и его осложнений. Проводить обследование на инсулинорезистентность необходимо при наличии факторов риска у пациентов (гипертоническая болезнь, ИБС у родителей, ожирение, индекс массы тела более 30 кг/м2 поверхности тела, увеличение триглицеридов, снижение ЛПВП).
Критерии диагностики метаболического синдрома
В международной практике впервые критерии метаболического синдрома были сформулированы Рабочей группой ВОЗ. Были выделены следующие компоненты:
артериальная гипертензия, определяемая как систолическое АД ≥160 мм рт. ст. или диастолическое АД≥90 мм рт.ст., а также факт гипотензивной терапии;
дислипидемия, включающая повышение уровня триглицеридов плазмы≥1,7 ммоль/л и или низкий уровень ХС ЛПВП<0,9 ммоль/л у мужчин и <1,0 ммоль/л у женщин;
ожирение: ИМТ>30кг/м2 и или отношение ОТ/ОБ для мужчин >0,90, для женщин >0,85;
микроальбуминурия (скорость экскреции альбуминов с ≥мочой 20 мкг/мин)
сахарный диабет 2 типа или нарушение толерантности к глюкозе.
При наличии поздних проявлений метаболического синдрома, таких как НТГ или СД 2 типа, диагноз метаболического синдрома можно поставить при наличии двух из выше перечисленных признаков. При отсутствии нарушений углеводного обмена рекомендуется оценить резистентность тканей к инсулину.
Рабочие критерии экспертов Национального института здоровья США (АТР III) опубликованные в 2001 году, в большей степени отвечают как клиническим нуждам, так и эпидемиологическим требованиям. Включают следующие основные компоненты:
абдоминальное ожирение: окружность талии > 102 см для мужчин, >89 см для женщин;
дислипидемия, включающая повышение уровня триглицеридов плазмы ≥1,69 ммоль/л и или ХС ЛПВП < 1,04 ммоль/л у мужчин, < 1,29 ммоль/л у женщин;
артериальная гипертензия, определяемая как систолическое АД ≥135 мм рт. ст. или диастолическое АД ≥85мм рт.ст.;
нарушение углеводного обмена глюкоза натощак ≥6,1 ммоль /л.
Диагноз метаболического синдрома устанавливается при наличии 3-х или более указанных признаков.
Для определения наличия и степени выраженности инсулинорезистентности применяется несколько методик:
Эугликемическая клэмп методика с использованием биостатора.
Определение коэффициента инсулинорезистентности по Каро – отношение базальной концентрации имунореактивного инсулина в сыворотке крови к содержанию глюкозы натощак.
Определение индекса инсулинорезистентности по Дункан:
Индекс инсулинорезистентности=(гликемия натощак)х(базальный уровень ИРИ):25.
Оценка снижения уровня глюкозы в крови в ответ на в/в введение инсулина (проба с инсулином из расчета 0,1 ед. инсулина на 1 кг массы тела)
Определение гиперинсулинемии при базальных условиях и при проведения теста толерантности к глюкозе (ТТГ). В ТТГ проводят определение инсулина и С-пептида натощак и через 2 ч после дачи 75 г глюкозы. Даже при нормальном ответе со стороны глюкозы в ТТГ существенное увеличение инсулина и С-пептида свидетельствует о наличии инсулинорезистентности.
ГИПОГЛИКЕМИЯ
Гипогликемия – состояние, при котором концентрация глюкозы в крови уменьшается до 2,7 ммоль/л и меньше и есть клинические симптомы. Если при случайном определении глюкозы в крови получен низкий ее уровень, а симптомы отсутствуют, то гипогликемия, возможно, является ложной. Низкий уровень глюкозы в крови может наблюдаться при высоком лейкоцитозе и эритремии. При этом, однако, уровень глюкозы в плазме должен быть нормальным. К симптомам гипогликемии относятся: беспокойство, сердцебиение, головная боль, нарушения зрения, раздражительность, повышенная возбудимость, слабость и повышенная утомляемость, нервозность, головокружение и парестезии. Существуют 3 признака, известные как триада Уиппла, которые должны быть выявлены перед дальнейшим обследованием по поводу гипогликемии: во-первых, гипогликемия должна быть доказана исследованием уровня глюкозы в крови; во-вторых, симптомы должны появляться одновременно с документированной гипогликемией, в-третьих, симптомы должны исчезать после введения глюкозы или приема пищи.
|
Гипогликемия |
|
|
Причины |
Клинические признаки |
|
Реактивная гипогликемия Вызванная лекарственными препаратами инсулин сульфонилмочевинные препараты Гипогликемия после еды после операции на желудке эссенциальная (идиопатическая) начало сахарного диабета («ранний диабет») Алкоголь-индуцированная Врожденные метаболические нарушения галактоземия врожденная непереносимость фруктозы Гипогликемия в состоянии натощак Заболевания печени и почек (редко) Эндокринные заболевания недостаточность надпочечников повреждение на уровне гипоталямуса недостаточность АКТГ или глюкокортикоидов Врожденные метаболические заболевания: болезнь накопления гликогена I типа (Гирке) Гиперинсулинизм: инсулинома незидиобластоз Голодание при алкоголизме Различные формы гипогликемии новорожденных Септицемия |
Острая гипогликемия Симптомы из-за нейрогликопении: слабость голод затуманенное сознание обмороки атаксия головокружение галлюцинации парастезии гемипарезы конвульсии кома Симптомы из-за симпатической стимуляции сердцебиение и тахикардия профузная рвота, понос прилив крови к лицу тремор боязливость, ощущение страха Хроническая гипогликемия изменение личности потеря памяти психоз деменция |
Гипогликемия у детей
Дети более чувствительны к гипогликемии, чем взрослые, так как они имеют большее отношение масса мозга/масса тела, а мозг потребляет относительно большее количество глюкозы, чем любая другая ткань. Кроме того, у новорожденных ограничен кетогенез, поэтому кетоновые тела у новорожденных не могут заменить глюкозу в качестве субстратов для нейронов. У детей значительно менее выражен глюконеогенез с использованием лактата и аланина для синтеза глюкозы, что объясняется малой активностью фермента фосфоенолпируваткарбоксикиназы. В связи с этими особенностями у новорожденных гипогликемия, даже ассимптоматичная, может быть вредна из-за возможного повреждения клеток центральной нервной системы.
Транзиторная гипогликемия может быть и у нормальных новорожденных. Гипогликемия у младенцев возникает постоянно при развитии респираторного дистресс-синдрома, инфекции, родовой травмы с повреждением головы. Гипогликемия часто возникает у недоношенных детей, так как они рождаются с низким содержанием гликогена в печени и плохо едят. В момент рождения у ребенка прекращается поступление материнского питания (глюкозы), поэтому в этот момент происходит резкая перестройка метаболизма с переходом на поддержание уровня глюкозы за счет гликогенолиза. У новорожденных от матерей, больных диабетом, достаточно часто имеет место гиперплазия клеток поджелудочной железы, что увеличивает риск развития гипогликемии сразу после рождения. В последствии гипогликемия не персистирует. Другие причины гипогликемии у новорожденных и младенцев представлены в таблице 23.
Таблица 23.
|
Причины гипогликемии у новорожденных и младенцев |
|
|
Транзиторная гипогликемия новорожденных Сахарный диабет 1 типа Кетогенная гипогликемия идиопатическая вторичная Гиперинсулинемия гиперплазия клеток островков Лангерганса незидиобластоз инсулинома |
Наследственные болезни метаболизма гликогенозы (болезни накопления гликогена) галактоземия нарушение метаболизма карнитина Другие причины родовая травма преждевременные роды эндокринные заболевания голодание ятрогенные отравления (лекарства) |
Наследственные болезни метаболизма, сопровождающиеся гипогликемией, проявляются в первые несколько недель жизни. В период новорожденности ведущие симптомы - гипогликемические судороги, гепатомегалия, задержка физического развития, мышечная гипотония. Карнитин переносит жирные кислоты через мембрану митохондрий. Наследственный дефицит карнитина сопровождается снижением использования жирных кислот для кетогенеза и глюконеогенеза. При задержке питания у этих детей развивается гипогликемия без кетогенеза.
Сахарный диабет 1 типа требует лечения инсулином. Гипогликемия возникает при передозировке инсулина из-за чрезмерного потребления глюкозы клетками. Примерно 4% детской смертности при СД 1 типа обусловлено тяжелой гипогликемией.
Кетогенная гипогликемия является наиболее частой формой гипогликемии у младенцев. Она может быть первичной (идиопатической) или вторичной в условиях дополнительных патологических факторов при относительном дефиците углеводов, например при генерализованном заболевании у недоношенных детей. В этих случаях у детей снижено содержание возможных предшественников глюкозы в процессе глюконеогенеза, в частности аланина, причина этого неизвестна. Низкий уровень глюкозы сопровождается подавлением секреции инсулина, это в свою очередь приводит к активации кетогенеза. Гипогликемия предупреждается частым кормлением ребенка, с возрастом приступы гипогликемии исчезают.
Незидиобластоз - относительно редко встречающаяся аномалия развития поджелудочной железы, при которой характерны гиперплазия островков за счет их новообразования из протоковых клеток, гипертрофия островков, обусловленная гиперплазией и/или гипертрофией формирующих его клеток, главным образом клеток. Термин незидиобластоз характеризует явление ацино-инсулярной трансформации. При этом лейцин способствует гипогликемии, часто это описывается клинически как «лейцин-индуцированная гипогликемия». Диагноз ставится, как правило, при обнаружении персистирующей гипогликемии без кетоза, сопровождающейся гиперинсулинемией. При этом опухоли не обнаруживается. Лечение хирургическое с субтотальной панкреоэктомией с последующим гистологическим исследованием.
Диагностические тесты
Повторное определение уровня глюкозы натощак;
Голодание в условиях стационара в течение 24, 36 и 72 ч. Тест начинается после ужина, когда дистигаются наибольшие концентрации глюкозы. Под медицинским контролем пациенту разрешают пить только воду. В крови измеряют в исходе и через каждые 6 ч уровни глюкозы, С-пептида и инсулина. Почти у 100% больных, страдающих инсулиномой, в течение 72 ч голодания развивается гипогликемия. Если появляются жалобы, то измеряют глюкозу из пальца и прекращают тест.
5-часовой ТТГ с определением инсулинемии;
Определение базального уровня инсулина (в норме <0,30 мкЕд/мл). Концентрации выше 0,30 мкЕд/мл должны учитываться;
Тест толерантности к пище. Стандартный прием твердой или жидкой пищи более предпочтителен, чем пероральный ТТГ.
Тесты со стимуляцией секреции инсулина (толбутаминовый, лейциновый, глюкагоновый) и определение антител к инсулину в диагностике являются вспомогательными.
При подозрении на искусственную гипогликемию полезно оценить уровень С-пептида.
Определение глюкозы - один из наиболее распространенных тестов в КДЛ (до 15% от общего числа исследований). Существует несколько методических подходов к исследованию глюкозы.
Методы «мокрой» химии.
Методы, основанные на определении восстанавливающих свойств глюкозы. Глюкоза является основным восстановителем в крови, ее удельный вклад в восстанавливающие свойства крови составляет около 80 %. В основе этих методов лежит положение, что на основе восстанавливающих свойств можно судить о содержании глюкозы в биологической пробе. Так как реально не только глюкоза биопроб обладает восстанавливающими свойствами, к тому же интерферирующие вещества наиболее активно появляются в критических ситуациях, то метод не удовлетворяет современным критериям правильности. Поэтому в настоящее время от этих методов практически повсеместно отказались. Только в некоторых лабораториях еще проводят качественную реакцию на глюкозу в моче с реактивом Гайнеса.
Колориметрические методы. Они основаны на способности глюкозы образовывать цветной комплекс с различными соединениями. Наиболее распространенным в недалеком прошлом был ортотолуидиновый метод, в котором глюкоза образует с орто-толуидином в кислой среде при нагревании продукт сине-зеленой окраски. Основные недостатки метода связаны с методическими неудобствами, низкой специфичностью, а также аллергизацией персонала и появившимися сообщениями о канцерогенном эффекте ортотолуидина.
Энзиматические методы. В КДЛ в основном используют 2 метода - глюкозоксидазный и гексокиназный.
Глюкозоксидазный метод основан на окислении глюкозы кислородом в присутствии фермента глюкозоксидазы, образуется перекись водорода, которая в присутствии пероксидазы окисляет хромоген, при этом скорость изменения оптической плотности раствора пропорциональна количеству глюкозы в биопробе.
глюкозоксидаза
Глюкоза + О2 глюколактон + Н2О2
пероксидаза
Н2О2 + восстановленный хромоген Н2О + окисленный хромоген
Наиболее распространенным является метод Триндера, в котором в качестве хромогена используется 4-аминофеназон с фенолом или замещающими его соединениями.
Определение глюкозы глюкозоксидазным методом можно проводить в любой биологической жидкости, на фотометре с термостатированием и регистрацией кинетики изменения оптической плотности пробы или на биохимическом анализаторе. Антикоагулянты гепарин, ЭДТА, оксалат натрия, цитрат, стабилизаторы фторид и монойодацетат практически не влияют на результаты. Недостатком метода является то, что перекись водорода, образующаяся в этой реакции, может окислять не только хромоген, но и другие вещества, присутствующие в биологической жидкости: аскорбиновую кислоту, мочевую кислоту, билирубин. При этом доля Н2О2, окисляющая хромоген, снижается, что приводит к занижению результата по глюкозе.
Гексокиназный метод основан на 2 сопряженных реакциях:
Реакция регистрируется при 340 нм по образованию НАДФН (тест Варбурга). Этот метод высокоспецифичен и не дает реакций с другими компонентами сыворотки или крови. Гексокиназный метод считается референтным для определения глюкозы.
Экспресс-методы с использованием диагностических тест-полосок («сухая химия»)
Повсеместное внедрение диагностических тест-полосок для полуколичественного определения метаболитов крови и мочи позволяет проводить анализ быстро, в присутствии пациента, непосредственно в приемном отделении, в палате, в домашних условиях. Дешевизна и простота процедуры позволяют обеспечить реагентными тест-полосками массовое (диспансерное) исследование различных групп населения. Все виды измерений могут быть выполнены с помощью как монофункциональных, так и полифункциональных полосок с различной комбинацией реагентных зон, что дает возможность проводить как комплексные, так и отдельные исследования.
Определение глюкозы в крови с помощью тест-полосок ФАН (производство ПЛИВА-Лахема, а.с., Чешская Республика).
МЕЛЛИФАН - диагностические тест-полоски для быстрого полуколичественного определения глюкозы в крови в общей клинической практике или для самоконтроля гликемии в домашних условиях. Самоконтроль за содержанием глюкозы в крови, регулярно проводимый больными сахарным диабетом, не исключает и не заменяет постоянного медицинского контроля, однако может существенно облегчить врачу наблюдение за состоянием больного.
Принцип действия полосок МеллиФАН основан на использовании высокоспецифичных сопряженных ферментативных реакций, катализируемых глюкозоксидазой и пероксидазой. Полоски содержат 2 индикаторные зоны, различающиеся используемыми хромогенами. Первая зона индикации содержит индикатор бензидинового типа, дающий в присутствии глюкозы синее окрашивание. Вторая зона содержит хромогенную систему, которая в присутствии глюкозы дает оранжево-красное окрашивание.
Определение глюкозы в крови с помощью глюкометров. В настоящее время широко выпускаются 2 типа глюкометров для экспресс-определения глюкозы в крови - отражательные фотометры и потенциометры.
Отражательные фотометры: существует несколько поколений тест-полосок для отражательных фотометров. В основе метода лежит глюкозоксидазная реакция, в результате которой меняется цвет индикатора диагностической полоски. Измерение проводится после внесения тест-полоски в измерительную камеру, работающую на принципе отражательного фотометра. При таком способе необходимо, как правило, удалять каплю крови с полоски, заполнять полоску четко дозированной по объему каплей крови, вносить пробу в камеру прибора.
Потенциометры или амперометры - измеряют ток, возникающий в результате восстановления перекиси водорода на электрохимическом элементе. Перекись водорода образуется в ходе высокоспецифичной глюкозоксидазной реакции. Примером такого типа глюкометра является предлагаемая фирмой ПЛИВА-Лахема система СЕНЗОРИ тест - глюкометр и тест-полоски. В этом случае зона тест-полоски, на которую наносится кровь, не вводится в измерительную ячейку, капля крови наносится на полоску без дозирования, измерение глюкозы проводится по максимуму производной тока, возникающего в электрохимической ячейке при протекании глюкозоксидазной реакции. Прибор работает на принципе сенсорной технологии, прост в эксплуатации, дает надежные результаты, память прибора сохраняет 180 величин.
Многочисленные сравнительные исследования и клинические испытания свидетельствуют, что экспресс-методы определения глюкозы в крови дают достаточно надежные результаты. Тем не менее, рекомендуется использовать повторное определение глюкозы в крови методами “мокрой химии” в тех случаях, когда тесты “сухой” химии выявили снижение уровня глюкозы ниже 2,8 ммоль/л или превышение уровня 25 ммоль/л, а также при гематокрите <25% и >55 %.
Определение глюкозы в моче с помощью тест-полосок ФАН (производство ПЛИВА-Лахема а.с., Чешская Республика).
ГЛЮКОФАН - диагностическая полоска для исследования глюкозы в моче. Зона индикации содержит ферменты глюкозоксидазу и пероксидазу со специальной хромогенной системой, которая в присутствии глюкозы окисляется с образованием продуктов красного цвета. Проба на глюкозу реагирует возникновением ярко оранжевой окраски на концентрацию 2ммоль/л. Концентрация 1,7 ммоль/л в первой утренней порции мочи принята за верхний предел физиологической глюкозурии. Тест является высоко специфичным для глюкозы. Присутствие других сахаров не дает положительных результатов.
Тест-зоны полосок для специальных исследований у больных сахарным диабетом.
Кетоновые тела (ацетоуксусная кислота и ацетон) в моче определяются с помощью полосок КетоФАН или полифункциональных полосок ФАН. Обнаружение кетоновых тел в моче позволяет диагностировать метаболическую декомпенсацию у больных диабетом. Кома и предкоматозное состояние практически всегда сопровождаются кетоацидозом и кетонурией (за исключением гиперосмолярной комы). У пациентов с нераспознанным сахарным диабетом I типа кетоацидоз может развиться внезапно. Если больной получает недостаточные дозы инсулина, кетоацидоз постепенно прогрессирует.
Белок в моче определяют с помощью полосок АльбуФАН или полифункциональных полосок ФАН. Тест высокочувствителен к альбумину, мало к другим белкам. Наличие белка в моче частый, но неспецифический симптом при почечных заболеваниях. У пациентов с сахарным диабетом и гипертензией часто развивается манифестная протеинурия, которая без соответствующего лечения прогрессирует в почечную недостаточность. Тест, в первую очередь, направлен на выявление нарушений клубочковой фильтрации и не идентифицирует нарушение тубулярной реабсорбции. Для исследования рекомендуется использовать первую утреннюю порцию мочи.
Аскорбиновая кислота в моче определяется с помощью полосок ДекаФАН аско. Она является сильным восстановителем. Реакция полосок специфична не только для аскорбиновой кислоты, но и для сильно восстанавливающих веществ в моче, в частности, для метаболитов аспирина. Положительная реакция этой тест-зоны должна настораживать врача по поводу результатов исследования глюкозы, так как большое количество восстанавливающих веществ способно уменьшить окрашивание тест зоны на глюкозу, поэтому исследование необходимо повторить через 2-3 дня после последнего приема витамина С, салицилатов
Удельный вес мочи зависит не только от потребления жидкости, но и от развития патологии почек, в частности диабетической нефропатии. В норме у здоровых людей удельный вес мочи может колебаться от 1,000 до 1,040 г/л. Выраженное снижение удельного веса мочи из-за нарушения концентрирующей способности почек может развиться при диабетической нефропатии. Для получения информации о концентрирующей сособности почек нужно исследовать первую порцию утренней мочи, в которой удельный вес должен быть > 1.020 г/л. При этом важно, чтобы пациент соблюдал ограничение в потреблении жидкости накануне.
Нитриты – тест, свидетельствующий о наличии в моче нитрит-образующих бактерий. У больных моча из-за присутствия в ней глюкозы является хорошей средой для бактериальной флоры, поэтому сахарный диабет является группой высокого риска по развитию асимптоматических инфекций мочевыводящих путей и хронического пиелонефрита. Даже после завершения лечения инфекции мочевыводящих путей периодические исследования необходимо продолжать с целью своевременного обнаружения рецидива. Проведение теста и оценка результатов могут проводиться пациентами самостоятельно.
Лейкоцитурия – повышенная экскреция лейкоцитов с мочой – показатель воспаления почек и/или мочевывдящих путей. При хроническом воспалении и при лечении лейкоцитурия – более надежный симптом, чем нитритный тест на бактериурию.
Полифункциональные тест-полоски ФАН для исследования мочи (производство ПЛИВА-Лахема,а.с., Чешская республика).
Полифункциональные полоски предназначены для рационализации и ускорения исследования мочи, с их помощью при одном погружении в мочу могут быть получены 2 - 10 показателей биохимических параметров мочи. В полосках зоны индикации подобраны так, чтобы полоски служили для выявления определенного типа функциональных нарушений и заболеваний.
полоски служили для выявления определенного типа функциональных нарушений и заболеваний.
ДИАФАН - диагностические полоски для исследования глюкозы и кетоновых тел. Полоски специально предназначены для массового обследования населения с целью выявления сахарного диабета.
ТРИФАН - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка и кислотности (рН);
ТЕТРАФАН ДИА - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов и рН;
НЕФРОФАН ЛЕЙКО – диагностические полоски для исследования нитритов, рН, белка, лейкоцитов, крови;
ПЕНТАФАН - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови и рН;
ГЕКСАФАН - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, уробилиногена и рН;
ГЕПТАФАН - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, билирубина, уробилиногена и рН;
ОКТАФАН – диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, рН, билирубина, уробилиногена, лейкоцитов;
НОНАФАН СГ - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, нитритов, билирубина, уробилиногена, рН и удельного веса ;
ДЕКАФАН ЛЕЙКО – диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, нитритов, билирубина, уробилиногена, рН, удельного веса, лейкоцитов;
ДЕКАФАН АСКО - диагностические полоски для исследования глюкозы, белка, кетонов, крови, нитритов, билирубина, уробилиногена, рН, удельного веса, аскорбиновой кислоты.
Существует несколько методов определения гликированного гемоглобина, используемых для клинических целей.
|
Аналитические методы для определения гликированного гемоглобина |
|||||
|
Метод |
Принцип метода |
Выявляемые фракции |
Объем крови |
Время анализа |
Комментарии |
|
Колоночная хроматография (макроколонка) |
Ионообменная хроматография |
HbA1a, HbA1b, HbA1c |
100 мкл |
8–8 ч |
Лабильный HbA1c определяется частично, интерференция с HbF, HbS |
|
Микроколонки |
Ионообменная хроматография |
HbA1a |
100 мкл |
20 мин |
Интерференция с вариантами Hb, метод чувствителен к колебаниям температуры и рН |
|
ВЭЖХ (HPLC) |
Ионообменная хроматография |
HbA1a, HbA1b, HbA1c |
10–400 мкл |
3,3-8 мин |
Интерференция с вариантами Hb, метод чувствителен к колебаниям температуры и рН |
|
Тиобарбитуровая кислота |
Гидролиз и колориметрия кетогексоз |
HbA1 |
2-4 мл |
8 ч |
Определяются только кетоамины, реагируют сиаловые кислоты, результат в мкмоль/моль Hb |
|
Электрофорез |
Электрофорез в геле агарозы |
HbA1 |
20 мкл |
35 мин |
|
|
Изоэлектрическое фокусирование |
Градиент рН 5–6,5 |
HbA1c |
10 мкл |
1 ч |
Определяются одновременно изоформы Hb |
|
Аффинная хроматография |
Фенилборонатная колонка |
Общий гликогемоглобин |
150 мкл |
До 20 проб/ч |
Результаты, как правило, выше, чем при других методах |
|
Иммунохимические методы |
Моноклональные антитела, иммунотурбидиметрия |
HbA1c |
10-50 мкл |
До 250 проб/ч |
Возможно определение HbA2, HbS1c |
Катионообменная хроматография определяет гликирование, как исчезновение положительного заряда на поверхности молекулы гемоглобина. Со слабого катионообменника при увеличении ионной концентрации и/или повышении рН гликогемоглобины элюируются перед негликированными гемоглобинами. Поэтому гликогемоглобины получили терминологию «быстрые гемоглобины». Катионообменная хроматография проводится в микро- мини- и макроколоночных вариантах и как часть высокоэффективной хроматографии. Пик HbA1c при катионной хроматографии негомогенен и содержит некоторое количество вариантных форм негликозилированных гемоглобинов. Улучшить разделение возможно при использовании специальных материалов (поли-CATA), однако это метод не для клинических лабораторий. Этот метод можно использоват для референтных лабораторий. Все катионообменные хроматографические методы очень чувствительны к колебаниям температуры и рН.
Электрофорез. Изменение поверхностного заряда молекулы гликированных гемоглобинов используется для электрофоретического разделения на геле агарозы и для изоэлектрического фокусирования в геле с градиентом рН 5,0–6,5. В геле агарозы практически невозможно разделить подфракции гликозилированного Hb, но это можно сделать с помощью изоэлектрического фокусирования на геле агарозы. В настоящее время разработана технология автоматизированного проведения электрофореза гликированного Hb, это, в частности, решено фирмой Sebia (Франция).
Иммунохимические методы. Аминокислота валин, гликированная D-глюкозой на N- терминальном конце цепи, оказалась структурным эпитопом, который легко распознается антителами. Основываясь на этом, разработаны радиоиммунные и иммуноферментные методы с использованием моноклональных или поликлональных антител. При этом отсутствует интерференция с аномальными формами гемоглобина.
Фирмой Thermo Clinical Labsystems для биохимических анализаторов семейства Konelab разработан тест-набор для определения HbA1c, основанный на методе турбидиметрии. Последовательность процедур включает:
Гемолиз образца крови
HbA1c+специфические антитела=растворимый комплекс антиген-антитело+избыток антител
Избыток антител anti-HbA1c + полигаптен = нерастворимый комплекс
Турбидиметрическая детекция нерастворимого комплекса
Общий гемоглобин + Фосфатный буфер = нерастворимый комплекс
Колориметрическая детекция
Автоматический расчет HbA1c, в % и в г/л
гемолизирующий реагент, калибраторы, контрольные материалы (нормальный и патологический уровень). Исследование проводится на венозной или капиллярной крови. Внутрисерийная и межсирийная вариация теста не превышает 8 %.