норма содержания в анализе ‹ MED-Q.ru

Содержание статьи

Во рту человека начинается переваривание гликогена и крахмала под воздействием амилазы слюны. Под влиянием амилазы в тонком кишечнике происходит окончательное расщепление полисахаридов до мальтозы.

Содержание в кишечном соке большого количества гидролаз – ферментов, расщепляющих сахарозу, мальтозу и лактозу (дисахариды) до фруктозы, галактозы и глюкозы (моносахаридов).

Галактоза и глюкоза быстро всасываются микроворсинами тонкого кишечника, они поступают в кровоток и достигают печени.

Норма глюкозы и отклонения выявляются в плазме, а также в сыворотке крови, она равномерно распределяется между форменными элементами и плазмой.

Глюкоза это основной показатель обмена углеводов, а углеводы продуктов это:

1. полисахариды: крахмал и целлюлоза,
2. фруктоза и глюкоза,
3. сахароза и лактоза,
4. некоторые другие сахара.

Норма уровня глюкозы:

• для недоношенных детей норма 1,1-3,33 ммоль/л,
• для новорожденных 1 дня 2,22-3,33 ммоль/л,
• для месячных детей 2,7-4,44 ммоль/л,
• для детей старше пятилетнего возраста 3,33-5,55 ммоль/л,
• во взрослом возрасте до 60 4,44-6,38 ммоль/л,
• люди от 60 лет — норма составляет 4,61-6,1 ммоль/л.

Гипогликемию взрослым людям ставят, если содержание глюкозы не достигает 3,3 ммоль/л. Повышенный сахар (или в некоторых случаях даже гипергликемию) ставят, если анализ выявил, что содержание глюкозы выше 6,1 ммоль/л.

Важно знать, что нарушение углеводного обмена начинается на любой стадии метаболизма сахаров. Это может быть, когда сахара перевариваются в ЖКТ, всасываются в тонкий кишечник или на этапе клеточного метаболизма углеводов в органах человека.

Гипергликемия или повышение концентрации глюкозы может быть вызвана:

1. физиологической гипергликемией: курение натощак, стрессы, недостаточные физические нагрузки, негативные эмоции, большой выброс адреналина при уколе,
2. сахарным диабетом у людей всех возрастов,
3. кровоизлиянием в головной мозг,
4. гигантизмом, акромегалией, тиреотоксикозом, феохромоцитомой и другими эндокринными патологиями,
5. заболеваниями поджелудочной железы, например, хроническим либо острым панкреатитом, муковисцидозом, гемохроматозом и опухолями поджелудочной железы,
6. заболеваниями органов пищеварения, в особенности, печени и почек,
7. присутствием антител к рецепторам инсулина,
8. употреблением кофеина, тиазидов, глюкокортикоидов и эстрогенов.

Гипогликемия или понижение уровня глюкозы может быть при:

• нарушениях работы поджелудочной железы: аденома, карцинома, гиперплазия, инсулинома, дефицит глюкагона,
• гипотиреозе, адреногенитальном синдроме, болезни Аддисона, гипопитуитаризме,
• у недоношенного ребенка, которого родила женщина с диабетом,
• передозировке инсулина и гипогликемических средств,
• тяжелых заболеваниях печени: карцинома, цирроз, гемохроматоз, гепатит,
• злокачественных непанкреатических опухолях: фибросаркома, рак желудка или надпочечника,
• галактоземии, болезни Гирке,
• различных вегетативных расстройствах, гастроэнтеростоме, постгастроэктомии, нарушении перистальтики ЖКТ,
• длительном голодании, синдроме мальабсорбции и других нарушениях питания,
• отравлении салицилатами, мышьяком, хлороформом, антигистаминными средствами или алкоголем,
• серьезных физических нагрузках и лихорадочных состояниях,
• употреблении амфетамина, стероидов и пропранолола.

В медицине существует одно характерное промежуточное состояние, это еще не настоящий сахарный диабет, но уже не норма. Имеется ввиду нарушенная толерантность к глюкозе.

В этом случае норма уровня глюкозы натощак всегда будет ниже 6,1 ммоль/л, а по прошествии двух часов после введения глюкозы составит 7,8 – 11,1 ммоль/л. Определение показывает высокую вероятность появления сахарного диабета в дальнейшем. Появление заболевания зависит от других многочисленных факторов. Имеет собственное название – преддиабет.

Существует понятие гликемии натощак. Анализ уровня сахара на голодный желудок в крови и сыворотке здесь составляет 5,5 – 6,1 ммоль/л, а спустя два часа после введения глюкозы показатель — норма, то есть около 7,8 ммоль/л. Это также рассматривается в виде факторов риска дальнейшего формирования сахарного диабета, определение которого может случиться не сразу.

Под состоянием «натощак» подразумевается отсутствие употребления любой еды в течение 8 часов и больше.

Нюансы определения глюкозы в крови

Степень концентрации глюкозы может быть исследована, при:

1. патологии надпочечников, гипофиза и щитовидной железы,
2. сбои и заболевания в печени,
3. сахарном диабете, вне зависимости от его разновидности,
4. выявлении толерантности к глюкозе у тех, кто предрасположен к диабету,
5. лишней массе тела,
6. диабете у беременных женщин,
7. изменениях толерантности к глюкозе.

Необходимо знать, что определение требует отказаться от еды на протяжении 8 часов до анализа. Анализ лучше всего брать кровь утром. Также исключаются любые перенапряжения, как физические, так и психические нагрузки.

Сыворотка или другими словами плазма, отделяется от клеток в течении двух часов после того, как взята проба крови. Кроме этого, можно использовать специальную пробирку, имеющую ингибиторы гликолиза. Если это условия не соблюдаются, то вероятны ложные заниженные показатели.

Анализ глюкозы крови подразумевает следующие методы:

• редуктометрическое исследование, оно основывается на способности глюкозы восстанавливать нитробензол и соли меди,
• ферментативное исследование, например, глюкозооксидазный метод;
• метод цветной реакции, особый метод, выраженный в нагревании углеводов.

Глюкозооксидазный метод представляет собой анализ объема сахара в моче и крови натощак. Метод базируется на реакции окисления глюкозы при ферменте глюкозооксидазы с формированием перекиси водорода, которая при пероксидазе окисляет ортотолидин.

Рассчитывается концентрация глюкозы в крови натощак фотометрическим способом, при этом интенсивность окраски сравнивают с калибровочным графиком.

Клиническая практика может определить глюкозу:

1. в венозной крови, где материалом для анализа выступает кровь из вены. Применяются автоматические анализаторы,
2. в капиллярной крови, которая берется из пальца. Самый распространенный способ, для проведения анализа нужно немного крови (норма не больше 0,1 мл). Анализ также выполняют в домашних условиях специальным аппаратом — глюкометром.

Скрытые (субклинические) формы нарушения углеводного обмена

Чтобы выявить скрытые, то есть, субклинические формы нарушений обмена углеводов, используется пероральный глюкозотолерантный тест либо внутривенный глюкозотолерантный тест.

Обратите внимание: если уровень сахара в плазме венозной крови, взятой натощак, выше 15 ммоль/л, то для постановки диагноза «сахарный диабет», не требуется проведение глюкозотолерантный анализ.

Что такое внутривенный глюкозотолерантный тест?

Внутривенное глюкозотолерантное исследование натощак, дает возможность исключить все, что связано с недостатком переваривания, а также всасывания углеводов в тонком кишечнике.

На протяжении трех суток до начала исследования, пациенту назначают диету, которая содержит примерно 150 г ежедневно. Анализ проводится натощак. Глюкоза вводится внутривенно из расчета 0,5г/кг веса тела, в виде 25% раствора за одну или две минуты.

В плазме венозной крови концентрация глюкозы определяет 8 раз: 1 раз натощак, а остальные разы спустя 3, 5, 10, 20, 30, 45 и 60 минут после того, как глюкоза введена внутривенно. Норма инсулина плазмы крови может быть определен параллельно.

Коэффициент ассимиляции крови отражает скорость исчезновения глюкозы из крови после ее внутривенного введения. При этом определяют время, которое нужно, чтобы снизить уровень глюкозы в 2 раза.

Специальная формула рассчитывает данный коэффициент: К = 70/T1/2, где Т1/2 это число минут, нужных для снижения глюкозы в крови в 2 раза, через 10 минут после ее вливания.

Если все находится в пределах нормы, то спустя несколько минут после того, как глюкоза начала вводиться, ее уровень в крови натощак достигает высокого показателя – до 13,88 ммоль/л. Пиковый уровень инсулина наблюдается за первые пять минут.

К первоначальному значению уровень глюкозы приходит через примерно 90 минут от начала анализа. Спустя два часа, содержание глюкозы становится ниже исходного, а через 3 часа уровень вновь возвращается к исходному показателю.

Имеются следующие коэффициенты ассимиляции глюкозы:

• у людей с сахарным диабетом он ниже 1,3. Пик инсулиновой концентрации выявляется через пять минут после начала анализа,
• у здоровых взрослых людей, не имеющих нарушений обмена углеводов, коэффициент больше 1,3.

Гипогликемические и гипергликемические коэффициенты

Гипогликемия — это патологический процесс, который выражается в низком содержании глюкозы в крови.

Гипергликемия выступает клиническим симптомом, который обозначает высокое содержание глюкозы в массе сыворотки.

Высокий уровень появляется при сахарном диабете или других нарушениях работы эндокринной системы.

Сведения о состоянии обмена углеводов могут быть получены после расчета двух показателей глюкозотолерантного исследования:

• гипергликемический коэффициент это отношение уровня глюкозы через час, к ее уровню на голодный желудок,
• гипогликемический коэффициент это отношение уровня глюкозы через 2 часа после нагрузки к ее уровню на голодный желудок.

У здоровых людей в норме гипогликемический коэффициент составляет менее 1,3, а гипергликемический уровень не выходит за пределы 1,7.

Если нормальные значения хотя бы одного из показателей превышены, то это говорит о том, что толерантность к глюкозе снижена.

Гликозилированный гемоглобин и его уровень

Такой гемоглобин обозначается, как HbA1c. Это гемоглобин, который вступил в химическую неферментативную реакцию с моносахаридами, и, в частности, с глюкозой, которые находятся в циркулирующей крови.

Из-за такой реакции к молекуле белка присоединен остаток моносахарида. Объем появившегося гликозилированного гемоглобина прямо зависит от концентрации сахара в крови, а также от длительности взаимодействия глюкосодержащего раствора и гемоглобина.

Именно поэтому содержание гликолизированного гемоглобина определяет средний уровень глюкозы в крови на протяжении длительного периода, который соизмерим со временем жизни молекулы гемоглобина. Речь идет о трех или четырех месяцах.

Причины для назначения исследования:

1. скрининг и диагностика сахарного диабета,
2. длительное слежение за заболеванием и контролирование лечения людей с сахарным диабетом,
3. анализ компенсации сахарного диабета,
4. дополнительный анализ к глюкозотолерантному тесту в рамках диагностики вялотекущего диабета или состояния, предшествующего заболеванию,
5. скрытый диабет при беременности.

Норма и уровень содержания гликолизированного гемоглобина по реакции с тиобарбитуровой кислотой от 4,5 до 6, 1 молярных процентов, что показывает анализ.

Интерпретация результатов затруднена разницей лабораторных технологий и индивидуальными различиями исследуемых людей. Определение затруднено, поскольку есть разброс значений гемоглобина. Так, у двух людей с одинаковым средним уровнем сахара в крови может достигать 1 %.

Значения повышаются, при:

1. сахарном диабете и других состояниях, характеризующихся нарушениями толерантности к глюкозе,
2. определении уровня компенсации: от 5,5 до 8% — компенсированный сахарный диабет, от 8 до 10% — достаточно хорошо компенсированное заболевание, от 10 до 12% — частично компенсированное заболевание. Если процент больше 12, то это некомпенсированный сахарный диабет.
3. недостаточности железа,
4. спленэктомии,
5. ложном повышении, что обусловлено большой концентрацией фетального гемоглобина.

Значения понижаются при:

• кровотечениях,
• гемолитической анемии,
• переливаниях крови,
• гипогликемии.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях

Facebook

Twitter

Google+

Telegram

Vkontakte

Глюкоза в сыворотке крови

Глюкоза — это простой углевод (моносахарид), который является основным источником энергии в организме. Концентрацию объема глюкозы в крови регулирует гормон инсулин, который вырабатывается поджелудочной железой и доставляет глюкозу в клетки. Но, если инсулина недостаточно или чувствительность клеток к нему снижена, то глюкоза хуже усваивается клетками и ее концентрация в крови растет.

Врачи настоятельно рекомендуют раз в шесть месяцев проходить тест на уровень глюкозы мужчинам и женщинам старше 40 лет, а также независимо от пола и возраста — всем, кто имеет избыточный вес или наследственную предрасположенность к диабету второго типа. В нашей стране более 5% населения страдают от этого заболевания.

Важно помнить, что нормы концентрации глюкозы в крови разнятся для капиллярной («из пальца») и венозной крови. Перед анализом необходимо 8 часов воздерживаться от любой еды или сладких напитков.

Глюкоза — основной показатель обмена углеводов в крови, главный энергетический субстрат организма. Уровень глюкозы в крови (анализ крови на сахар) регулируется деятельностью нейроэндокринной системы, паренхиматозных органов (печени, почек). Основным гормоном ответственным за утилизацию глюкозы в тканях является инсулин. Наряду с ним в регуляции уровня глюкозы в крови принимают участие контринсулярные гормоны: глюкагон, кортизол, адреналин, соматотропин, тироксин.

Для определения уровня глюкозы (сахара) в крови необходимо сдать анализ крови на сахар (анализ крови глюкоза). Концентрация глюкозы в крови непостоянна и зависит от мышечной активности и интервалов между приемами пищи. Эти колебания еще больше увеличиваются при нарушении регуляции уровня глюкозы в крови, что характерно для некоторых патологических состояний, когда уровень глюкозы в крови может быть повышенным (гипергликемия) или пониженным (гипогликемия). 

Гипергликемия чаще всего выявляется у больных сахарным диабетом. Сахарный диабет — заболевание, характеризующееся гипергликемией, возникающей вследствие абсолютной или относительной инсулиновой недостаточности. Первичную диагностику можно провести, сдав анализ крови на сахар (анализ крови глюкоза). В результате инсулиновой недостаточности повышается концентрация глюкозы (сахара) в крови, так как нарушается транспорт глюкозы в клетки органов и тканей (за исключением печени и головного мозга). Выделяют три основных типа сахарного диабета: сахарный диабет 1-го типа (инсулинзависимый), сахарный диабет 2-го типа (инсулинрезистентный), гестационный сахарный диабет. Описаны также и другие типы диабета: диабет при генетических дефектах функции β-клеток поджелудочной железы, генетических дефектах инсулина, болезнях экзокринной части поджелудочной железы, эндокринопатиях, диабет индуцированный лекарствами, диабет индуцированный инфекциями, необычные формы иммуноопосредованного диабета, генетические синдромы сочетающиеся с диабетом. 

Гипогликемия выявляется при некоторых патологических состояниях, включая синдром тяжелой дыхательной недостаточности новорожденных, токсикоз беременных, врожденный ферментный дефицит, синдром Райя, нарушение функции печени, инсулинпродуктивные опухоли поджелудочной железы (инсулиномы), антитела к инсулину, непанкреатические опухоли, септицемия, хроническая почечная недостаточность. Если анализ крови на сахар показал снижение глюкозы в крови (гипогликемия) до критического уровня (примерно до 2,5 ммоль/л), то это может привести к дисфункции центральной нервной системы. Это проявляется мышечной слабостью, плохой координацией движений, спутанностью сознания. Дальнейшее снижение уровня глюкозы в крови может привести к гипогликемической коме.

Врач общей практики, терапевт, эндокринолог, педиатр, гастроэнтеролог, хирург.

Глюкоза в крови — Анализ крови

Глюкоза – главный субстрат для получения энергии тканями организма. Ее концентрация в крови является показателем углеводного обмена. Поступление в организм углеводов (крахмала, сахарозы, гликогена и др.) с пищей, распад гликогена в печени или синтез там же глюкозы из белков жиров и углеводов (глюконеогенез) ведет к увеличению этого показателя.

Образование и распад глюкозы, а следовательно, ее концентрацию регулируют горомны. Из них только инсулин является гипогликемическим. Все остальные (адреналин, глюкагон, кортизол, глюкокортикоиды) стимулируют образование глюкозы в тканях.

Что такое гипергликемия и почему она возникает?

Ослабление продукции инсулина поджелудочной железой вызывает гипергликемию. Тот же эффект наблюдается при снижении количества клеточных рецепторов к инсулину на клетках-мишенях в тканях. При этом если повышение наблюдается в течение 1 – 2 часов после приема пищи, то такое состояние называют нарушением толерантности к глюкозе. Если гипергликемия определяется в течение 8 часов и более – то можно говорить о сахарном диабете. У некоторых беременных относительная недостаточность выработки инсулина способна вызвать диабет беременных (гестационный диабет), который проходит после родов.

Определение глюкозы в крови, нормальные показатели

Материалом для определения концентрации глюкозы в крови служит сыворотка (ее можно хранить 8 часов при комнатной температуре или 72 часа при +4 ⁰С до определения), цельная кровь, или плазма (с гепарином и фторидом натрия, срок хранения 7 суток при +4 ⁰С). Определение должно проводиться натощак.

Известно, что концентрация глюкозы в сыворотке выше, чем в цельной крови на 10 – 15%.

Нормальные показатели глюкозы в сыворотке и цельной крови натощак

Глюкозотолерантный тест

В некоторых случаях для постановки верного диагноза может понадобиться тест на толерантность к глюкозе.

Показания для назначения глюкозотолерантного теста и метод его проведения

Если тест назначается малолетнему пациенту, то количество глюкозы, которую нужно принять, берется из расчета 1,75 г на 1 кг веса ребенка. Но максимальная навеска глюкозы, тем не менее, не должна превысить взрослую дозу в 75 г. Методика проведения анализа такая же.

Критерии постановки диагноза на основании концентрации глюкозы в крови

Диагностика сахарного диабета

Диагноз сахарного диабета устанавливается при наличии гипергликемии. Пациентам с классическими симптомами и признаками СД, у которых зафиксирована глюкозурия, можно уже только на этом основании поставить достоверный диагноз сахарного диабета. В этом случае в случайной пробе крови концентрация глюкозы в венозной крови будет выше 10 ммоль/л (в капаллярной – выше 11,1 ммоль/л.

Если концентрация глюкозы в случайной пробе менее 4,4 ммоль/л в цельной крови или сыворотке или менее 5.5 ммоль/л в плазме, то, несмотря на клинические признаки диагноз сахарного диабета поставить нельзя.

Виды сахарного диабета

Сахарный диабет – распространенное заболевание, по данным статистики западных стран встречаемость его составляет 1-2 %. Заболевание может возникать вторично при заболеваниях, связанных со снижением выработки инсулина (хронический панкреатит, после операций на поджелудочной железе) или с повышенной выработкой гипергликемических горомонов (синдром Кушинга, акромегалия).

Однако большинство случаев сахарного диабета являются первичными. Существует 2 типа СД: инсулинозависимый (СД I типа) и инсулинонезависимый (СД II типа). При первом типе СД инсулин практически не секретируется из-за разрушения клеток поджелудочной железы.

СД II типа возникает в следующих случаях:

1. Инсулин секретируется в недостаточных количествах.
2. Ткани нечувствительны к инсулину.

Основные характеристики инсулинзависмого (ИЗСД I типа) и инсулиннезависимого (ИНСД II типа) сахарного диабета

Современные методы определения глюкозы | Юнимед

Биохимия:

19.11.2009

Герасименко В.А., к.м.н., Куриляк О.А., к.б.н.

Из архива газеты «Новости А/О Юнимед»

Определение концентрации глюкозы в крови – одно из наиболее часто выполняемых биохимических исследований в КДЛ. Причина исключительной популярности теста связана с высокой заболеваемостью сахарным диабетом. Данный тест выполняется как в условиях стационара, так и в поликлиниках. Больные сахарным диабетом вынуждены исследовать уровень глюкозы в крови в домашних условиях, поскольку без этой информации им трудно скорректировать свою диету, физические нагрузки, применение инсулина и других сахароснижающих препаратов. Исключительная важность теста и большие объемы выполняемых исследований стимулировали разработчиков к созданию различных типов приборов и методов определения концентрации глюкозы в крови.

В настоящее время существует достаточно много методов определения глюкозы. Их можно классифицировать следующим образом.

Методы определения глюкозы в сыворотке крови

1. Редуктометрические. Почти не используются

2. Колориметрические. Почти не используются

3. Ферментативные:

   а) глюкозооксидазный

            — фотометрический по конечной точке

            — фотометрический кинетический

            — отражательная фотометрия – сухая химия

            — электрохимический

   б) гексокиназный.

Первые два метода крайне неудобны, токсичны и обладают низкой точностью, поэтому мы на них не будем останавливаться.

Глюкозооксидазный метод

Сегодня наибольшее распространение получили методы, основанные на использовании фермента – глюкозооксидазы. В основе метода лежит следующая реакция:

Глюкозооксидаза катализирует перенос двух водородных атомов с первого углеродного атома глюкозы на кислород, растворенный в жидком реагенте. При этом в ходе реакции образуется в эквимолярных количествах перекись водорода. Т.е. концентрация образовавшейся перекиси водорода точно равна определяемой концентрации глюкозы. Следовательно, использование глюкозооксидазной реакции, трансформировало задачу определения концентрации глюкозы в задачу определения концентрации перекиси водорода, которая, как будет показано ниже, значительно проще первой. И здесь есть несколько способов, широко используемых сегодня в лабораторной практике (см. схему).                                         

 

Среди вышеперечисленных способов регистрации наибольшее распространение получил фотометрический биохимический метод, в котором молекулы перекиси водорода под действием фермента пероксидазы расщепляются с образованием активной формы кислорода – супероксид анион-радикала – О₂^—, который в свою очередь окисляет хромоген, что приводит к значительному изменению спектра поглощения хромогена.

 

На рис. 1 и 2 показаны спектры рабочего раствора до внесения в него стандартного раствора глюкозы и после. Максимум поглощения реакционной смеси – (реактив + глюкоза) находится в области 500 нм. Соответственно, изменение оптической плотности конечной реакции на длине волны 480-520 нм пропорционально концентрации глюкозы, содержащейся в пробе. 

Рисунок 1. Спектр рабочего раствора

Рисунок 2. Спектр реакционной смеси (рабочий раствор + глюкоза)

Большая популярность данного метода определения глюкозы объясняется его высокой специфичностью и простотой выполнения. Метод можно реализовать как с применением обычного фотометра (лучше специализированного биохимического фотометра типа Микролаб 540), так и с помощью автоматических биохимических автоанализаторов.

 Глюкозооксидазный метод признан сегодня одним из самых точных количественных методов определения глюкозы. В качестве биологического материала используется как сыворотка крови, так и цельная кровь. При работе с последней следует учитывать тот факт, что при взятии капиллярной крови доля сыворотки (плазмы) зависит от величины гематокрита, что может негативно отразиться на точности результата. Поэтому при определении глюкозы вышеописанным методом предпочтительно использовать сыворотку крови пациента.

Наряду с методом фотометрирования по конечной точке, несколько лет назад появились наборы, в которых реализован кинетический метод фотометрирования. Суть метода состоит в том, что при определенном соотношении активностей глюкозооксидазы и пероксидазы, скорость образования окрашенного соединения некоторое время после внесения пробы в рабочий раствор будет пропорциональна концентрации глюкозы в пробе. Преимущество такого метода состоит в том, что результат не зависит от наличия в пробе других соединений, поскольку поглощение последних стабильно во времени. Этот метод требует применения кинетического фотометра, например Stat Fax 1904+, Stat Fax 3300, полуавтоматических анализаторов, например Clima 15, или автоматических биохимических анализаторов. Измерение концентрации глюкозы из цельной крови удобно выполнять с помощью приборов, работа которых основана на амперометрическом принципе измерения, при помощи специальных ферментных датчиков. Перекись водорода является крайне нестабильным химическим соединением и она может служить источником заряженных частиц. Именно это и используется в ферментных датчиках мембранного типа или электрохимических элементах портативных глюкометров.

Рисунок 3. Измерительная ячейка

В измерительной ячейке, сконструированной как проточная, находится измерительная камера, с одной стороны ограниченная ферментной мембраной (Рис. 3). На мембрану толщиной около 60 микрон специальным образом сорбирована глюкозооксидаза. С другой стороны мембраны к ней прижимается платиновый электрод.

Проба цельной крови (обычно 20 мкл) разводится в системном буферном растворе (эритроциты разрушаются), после чего подается по магистрали в проточную ячейку. Глюкоза, подвергается окислению под воздействием фермента глюкозооксидазы, находящейся на мембране. Образовавшаяся перекись водорода диффундирует через мембрану и окисляется далее в каталитической реакции под действием платины. Диффузия перекиси водорода на поверхность платины формирует ток, пропорциональный числу молекул Н₂О₂. Полученный таким образом сигнал обрабатывается прибором в соответствующее значение напряжения. Это измеренное значение пропорционально концентрации глюкозы в пробы.

В качестве примера приборов, использующих вышеописанный метод можно  назвать автоматические анализаторы глюкозы Biosen (Германия). Эти приборы удобны для использования не только в стационарах, но и в поликлиниках, где анализ на глюкозу делают преимущественно из капиллярной крови.

Важным этапом в развитии методов клинической лабораторной диагностики стало появление «сухой химии». Естественно, одним из первых приложений этой технологии стала задача определения глюкозы в крови пациента. Первые приборы значительно уступали по точности традицинным лабораторным методам исследований. Однако, со временем, ряду фирм удалось разработать такие диагностические полоски и отражательные фотометры, которые обеспечили весьма высокую точность анализа. Широко популярными во всем мире в настоящее являются глюкометры One Touch и тест-полоски к ним производства компании Life Scan (США), которые удачно сочетают в себе аналитическую точность количественного ферментативного метода со скоростью и простотой «сухой химии».

Глюкометры One Touch предназначены для быстрого и точного измерения уровня глюкозы в цельной крови. Тест-полоска One Touch содержит все необходимые химические компоненты для двухэтапного глюкозооксидазного метода, включая ферменты глюкозооксидазу и пероксидазу, которые сорбированы на уникальную пористую гидрофильную мембрану. Результатом реакции является образование окрашенного комплекса. Интенсивность развившейся окраски регистрируется отражательным минифотометром.

Рисунок 4. Конструкция тест-полоски

В дополнении к этому, мембрана обладает гидрофильными свойствами, благодаря которым капля крови “притягивается” к поверхности тест-полоски при касании.Мембрана тест-полоск One Touch напоминает губку с микроскопическими порами и выполняет тройственную функцию. Она действует: 1) как резервуар, собирая необходимое количество крови, 2) как фильтр, блокируя твердый клеточный материал (эритроциты, лейкоциты и др.), 3) как гладкая оптическая поверхность, на которой измеряется отраженный свет. Последняя функция, в частности, очень важна для работы прибора. Она делает возможным считывать нижнюю часть полоски, тогда как кровь остается на верхней части тест-полоски. Соответственно, нет необходимости стирать (промокать) кровь с поверхности тест-полоски.

В состав приборов One Touch входит два специальных светодиода. Обработка развившейся окраски на тест-полоске идет следующим образом. Как только тест-полоска вставлена в прибор – происходит нулевое считывание. В этот момент на дисплее мы видим: “ЖДАТЬ”. Когда капля крови наносится на тест-полоску, плазма крови моментально сорбируется мембраной, тогда как эритроциты и излишки плазмы остаются на поверхности мембраны. После полного впитывания капли крови немедленно происходит окрашивание. Прибор регистрирует изменение величины отражения и автоматически запускает таймер. Через 45 секунд химическая реакция заканчивается, результат светоотражения обрабатывается. Окрашенный продукт реакции поглощает свет, испускаемый первым светодиодом. Форменные элементы крови и лишняя плазма также поглощают свет, излучаемый диодом. Чтобы скорректировать фоновое отражение, второе считывание производится вторым светодиодом на другой длине волны. Разность сигналов от первого и второго светодиода несет информацию о поглощении света хромогеном. Сигнал, полученный от хромогена для оценки концентрации глюкозы, соотносится со специальной калибровкой. Все приборы One Touch откалиброваны с использованием референтного метода на лабораторном анализаторе глюкозы. С помощью этой процедуры получается стандартная калибровочная кривая. Отметим, что достаточно сложно наладить производство тест-полосок, которые были бы абсолютно одинаковыми химически, в силу очень низкой концентрации реактивов. Для решения этой проблемы используется стандартная калибровочная кривая, состоящая из 16 –ти калибровочных линий. Контроль качества осуществляется сразу после производства тест-полосок, что позволяет определить, какая из калибровочных линий (от 1 до 16) может быть применена для данной тест-полоски. Это так называемый номер кода, который проставляется на упаковке тест-полосок. Эти 16 калибровочных линий также программируются в микропроцессоре прибора. Для получения оптимально точных результатов, номер кода, указанный на упаковке тест-полосок выставляется в приборе при помощи кнопки кода. Таким образом, неправильно установленный код на приборе может являться причиной ошибки измерения.

С момента появления на рынке приборов One Touch прошло большое количество клинических исследований в лабораториях России, Америки и Европы. Одно из таких исследований было проведено Эндокринологическим научным центром РАМН по заказу Российской Ассоциации Медицинской Лабораторной Диагностики. Специалисты Центра провели сравнительный анализ двух методов измерения уровня глюкозы в крови. Результаты, полученные на  One Touch, сопоставлялась с данными, полученными на биохимическом анализаторе Spectrum II (Abbott Laboratories, США), реализующем гексокиназный метод определения глюкозы. Было исследовано 190 проб крови от 95 пациентов. Коэффициент корреляции результатов составил 0,98641. Коэффициент вариации в нормальном и патологическом диапазонах на глюкометре  One Touch не превысил 2,5%. 

Рис. 5. Корреляционная зависимость показаний “One Touch” и «Спектрум-2» (коэффициент корреляции 0,98641)

В заключении следует упомянуть и о недостатках глюкозооксидазного метода. Образующаяся перекись водорода и супероксид анион-радикал могут окислять не только хромоген, но и другие вещества, присутствующие в биологической жидкости: аскорбиновую кислоту, мочевую кислоту, билирубин. При этом, соответственно, доля перекиси, принимающая участие в окислении хромогена, снижается, что приводит к занижению результата по глюкозе. Этот метод линеен, как правило, до 20-30 ммоль/л глюкозы.В официальном отчете Эндокринологического научного центра РАМН сказано: «приборы One Touch обладают высокой точностью и правильностью, а также широким диапазоном измерений. Их можно использовать для диагностики неотложных состояний при диабете, в том числе бригадами “Скорой помощи”, поскольку эти приборы не только надежны, но и быстро дают результаты».

Гексокиназный метод

Гексокиназный метод состоит из двух последовательных реакций, но совершенно других:

 

Регистрация осуществляется при длине волны 340 нм по светопоглощению НАДН. Этот метод является высокоспецифичным и не дает реакции с другими компонентами сыворотки крови. Гексокиназный метод считается референтным для определения глюкозы. Как правило, он линеен до 50 ммоль/л, что позволило его широко рекомендовать для клиник с эндокринологическими отделениями.

Из описанного разнообразия методов определения глюкозы сотрудники КДЛ могут решить для себя, какой способ определения и какой прибор выбрать:

• Методы «мокрой» биохимии, реализованные на автоматических биохимических анализаторах, обеспечат нужды лабораторий с большим потоком анализов.
• Анализаторы глюкозы типа Biosen требуют от оператора минимальных трудозатрат, так как они полностью автоматизированы и достаточно производительны (скорость от 50 до 200 проб в час).
• Для лабораторий с небольшим числом исследований, а также экспресс-лабораторий удобен специализированный биохимический фотометр Микролаб 540.
• Для бригад скрой помощи идеальное решение — глюкометры типа One Touch.

Т.о., задача КДЛ обеспечить не только быстрое, но и высокоточное определение глюкозы, на сегодняшний день вполне решаема.

4.3. Практическая работа «Определение глюкозы в сыворотке крови глюкозооксидазным методом».

Цели практической работы:

• закрепить знания о превращениях глюкозы в организме;

• изучить клинико-диагностическое значение глюкозы;

• научиться исследовать уровень глюкозы в крови ферментативным методом.

Задания для самостоятельной работы:

1. Перепишите в тетрадь принцип и методику проведения практической работы.

2. Оборудуйте рабочее место для практической работы.

3. Выполните практическую работу.

4. Сделайте необходимые расчеты.

5. Заполните бланк анализа. Оцените полученные результаты.

6. Сделайте вывод по работе и рисунки.

7. Ответьте на дополнительные вопросы.

Принцип:

Определение глюкозы основано на реакции, катализируемой глюкозооксидазой:

Глюкоза +O2 глюкозооксидаза глюколактон + Н2О2

Образующаяся в ходе данной реакции перекись водорода вызывает окисление субстратов пероксидазы с образованием окрашенного продукта. Увеличение оптической плотности раствора пропорционально концентрации глюкозы в образце.

Реактивы: 1. Фосфатный буфер рН=7. 2. Глюкозооксидаза. 3. Пероксидаза. 4. Калибровочный раствор глюкозы 10 ммоль/л. 5.Сыворотка крови.

Оборудование: 1. Пробирки – 3 шт. 2. Фотоколориметр. 3. Термостат. 4. Пипетки на 5 мл. Дозатор на 0.05 мл.

Ход определения:

Проведите исследование количества глюкозы в сыворотке крови согласно таблице.

Реактивы.	Контроль, мл.	Стандарт, мл.	Опыт, мл.
Сыворотка.	—	—	0,05
Стандарт.	—	0,05
Рабочий реактив.	2,50	2,50	2,50

• Реакционную смесь перемешайте и инкубируйте при 37С не менее 15 минут.

• Через 5 минут после начала инкубации пробирки интенсивно встряхните.

• После инкубации измерьте оптическую плотность опытной и стандартной проб относительно контроля в кювете на 5 мм при 500 нм.

Расчет концентрации глюкозы производят по формуле:

Сглюкоза= Еоп/Ест * 10 (ммоль/л)

Норма.

Норма глюкозы в цельной крови: 3,3 – 5,5 ммоль/л.

Норма глюкозы в сыворотке крови: 3,7 – 6,1 ммоль/л.

Сразу после рождения уровень глюкозы в крови детей соответствует её содержанию в плазме крови матери. Однако уже в первые часы жизни концентрация глюкозы в крови падает, достигая на вторые сутки 2,5 ммоль/л; к 5-6 суткам концентрация глюкозы крови увеличивается. Постепенное её возрастание происходит и в дальнейшем, но лишь к 15 годам концентрация глюкозы достигает значений, характерных для взрослого человека.

Клинико-диагностическое значение обнаружения глюкозы в крови.

Гипергликемия — увеличение уровня глюкозы в крови, может быть:

Инсулярная – причиной может быть поражение паренхимы поджелудочной железы или гипофункция бетта-клеток островков Лангерганса, при которых снижается уровень выработки инсулина.

Экстраинсулярная – не связана с выработкой инсулина, подразделяется на:

• Физиологическую – причина прием углеводной пищи (алиментарная) или различные эмоциональные состояния, при которых возрастает уровень адреналина (нейрогенная).

• Патологическая – причинами могут быть заболевания желез внутренней секреции (опухоли передней доли гипофиза, надпочечников, тиреотоксикоз и т.д.), токсикозы различного происхождения, травмы, опухоли мозга, снижение обмена глюкозы при наркозе, воспалениях, септических состояниях, вследствие нарушения функций ферментативных систем.

Гипергликемиявстречается при следующих заболеваниях:

Сахарный диабет, поражениях ЦНС, печени, желез внутренней секреции, стрессовых ситуациях, обильном приеме углеводной пищи, приеме некоторых лекарственных средств (кофеин, стрихнин, адреналин, эфир, опий, морфий, хлороформ и т.д.).

Гипогликемия — уменьшение уровня глюкозы в крови, встречается при:

• Снижении гормональной функции щитовидной железы, надпочечников, гипофиза.

• Увеличение функций инсулярного аппарата поджелудочной железы.

• Некоторые формы поражения почек (нефриты, нефрозы).

• Некоторые формы поражения печени (гепатиты, жировая инфильтрация печени).

• Гликогенозы.

• Некоторые формы поражения тонкого кишечника, удаление значительной части желудка.

Ответьте на вопросы:

1. Какие методы определения глюкозы в крови вы знаете?

2. Почему основным показателем обмена углеводов является глюкоза?

3. Для диагностики каких патологий назначается анализ глюкозы в крови?

4. Каково нормальное содержание глюкозы в артериальной и венозной крови, сыворотке и моче?

5. *Какой из известных методов определения глюкозы является наиболее специфичным? Почему вы так считаете?

6. *Отличается ли содержание глюкозы в крови у детей и взрослых? Почему?

7. *Спортсмен пробежал 100-метровую дистанцию. Измениться ли содержание молочной кислоты у него в крови? Почему?

Количественное определение глюкозы в крови глюкозооксидазным методом

Принцип метода. Метод основан на специфичности действия фермента глюкозооксидазы. Этот фермент окисляет глюкозу в присутствии молекулярного кислорода с образованием глюконолактона, спонтанно гидролизирующегося до глюконовой кислоты. Глюкозооксидаза окисляет глюкозу с образованием пероксида водорода (Н₂О₂), который под действием пероксидазы реагирует с 4-аминоантипирином и фенолом. В результате образуется окрашенное в розовый цвет соединение, оптическая плотность которого при 510 нм пропорциональна концентрации глюкозы в образце.

глюкоза +О₂ +Н₂О → глюконовая кислота + Н₂О₂

2 Н₂О₂ + 4-аминоантипирин + фенол → хинонимин + 4Н₂О

Оборудование: КФК, центрифуга, термостат, штативы, пробирки, пипетки, биологический материал, реактивы содержащиеся в рабочем растворе.

Ход работы.

	пробирки
	опытная проба, мл	стандартная проба, мл	холостая проба (Н2О), мл
Сыворотка крови	0,02	—	—
Калибровочный раствор глюкозы (эталон)	—	0,02	—
Рабочий раствор	4	4	4

Пробирки инкубируют в термостате при 37^оС 15 минут, затем колориметрируют на КФК при зелёном светофильтре в кюветах с толщиной слоя 5 мм против холостой пробы (Н₂О). Розовая окраска устойчива в течение 1 часа после инкубации.

Расчет содержания глюкозы производят по формуле:

С=х С стандарт, где

С – содержание глюкозы в опытной пробе, моль/л;

Еоп – оптическая плотность пробы;

Ест – оптическая плотность калибровочной пробы;

С стандарт – содержание в калибровочном растворе, моль/л.

Нормальные величины:  новорожденные – 2,8-4,4 ммоль/л

 дети — 3,9 -5,8 ммоль/л

 взрослые — 3,9 — 6,2 ммоль/л

Клинико-диагностическое значение.

Гипогликемия (ГГК). Повышение уровня глюкозы в крови обусловлено множеством причин, в соответствии с которыми различают две группы гипергликемии.

1. Инсулярные – связанные с недостаточным содержанием в организме инсулина или обусловленные неэффективностью его действия.

2. Экстраинсулярные (внеинсулярные) – не зависят от влияния инсулина.

Наиболее существенное значение в формировании ГГК имеют следующие процессы: усиленный распад гликогена; повышенный неоглюкогенез; торможение синтеза гликогена; снижение утилизации глюкозы тканями под влиянием гормональных антагонистов инсулина: соматотропина, глюкортикоидов, тироксина, тиреотропина.

Алиментарные гипергликемии отмечают при избыточном поступлении глюкозы в кровь (например, гипергликемия при сахарной нагрузке). «Печеночные» гипергликемии встречаются при диффузных поражениях печени.

Стойкая и выраженная гипергликемия чаще всего сопровождает сахарный диабет. Принято выделять инсулинзависимый сахарный диабет и инсулиннезависимый сахарный диабет, или, соответственно, сахарный диабет I типа и сахарный диабет II типа. Формирование сахарного диабета I типа связано, прежде всего, с нарушениями синтеза и обмена инсулина.

Вторая группа гипергликемий связана, прежде всего, с гиперфункцией эндокринных желез, продуцирующих гормоны – антагонисты инсулина. Она наблюдается при таких заболеваниях, как синдром и болезнь Иценко-Кушинга, акромегалия, тиреотоксикоз, феохромоцитома, глюкоганома. Уровень глюкозы в крови повышается и при некоторых заболеваниях печени (в частности, у 10-30% больных циррозом печени), гемохроматозе (пигментном циррозе печени, бронзовом диабете).

Гипогликемия (ГПГ) — снижение содержания глюкозы в крови – чаще всего связана с абсолютным или относительным повышением уровня инсулина в крови. Внепанкреатическая гипогликемия отмечается в результате нарушения баланса между выраженностью процессов гликогенолиза и гликонеогенеза в печени при острых и хронических гепатитах, циррозах, острой и подострой дистрофии печени, алкогольной интоксикации, отравлениях мышьяком, фосфором, при длительной механической желтухе, застойной печени, первичном или метастатическом раке печени. Снижение концентрации глюкозы в крови часто наблюдается у больных, страдающих раком пищевода и другими злокачественными опухолями внепанкреатической локализации (фиброма, фибросаркома, нейрома), а также при неукротимой рвоте, анорексии, печеночном диабете, уремии, обильной лактации и глюкозурии у беременных.

Гипогликемия может быть центрального происхождения вследствие перенесенных психических травм, энцефалита, субарахноидального кровоизлияния, опухоли мозга.

Контрольные вопросы

1. Наследственные нарушения переваривания углеводов.

2. Какие виды гиперглюкоземии вам известны?

3. Каковы причины патологической гиперглюкоземии?

4. В чем причина возникновения инсулинзависимого сахарного диабета?

5. Каковы биохимические причины возникновения наследственных заболеваний: а)гликогенозов? б)агликогенозов? в)фруктоземии? г)галактоземии?

6. Каковы биохимические изменения углеводного обмена при голодании?

7. Принцип метода определения толерантности к глюкозе.

Количественное определение глюкозы в крови

Глюкоза является основным углеводом крови человека; ее содержание в цельной крови натощак составляет З,3—5,5 ммоль/л; в сыворотке венозной крови натощак 3,4-6,1 ммоль/л. Другие углеводы фруктоза, манноза, галактоза, лактоза и пентозы — обнаруживаются в значительно меньших или следовых количествах. Под «сахаром крови» в узком смысле слова подразумевают только глюкозу. На уровень глюкозы крови оказывает влияние поступление углеводов с пищей; мобилизация гликогена печени; глюконеогенез; окисление глюкозы в тканях; синтез гетерополисахаридов, пентоз, аминокислот, синтез гликогена и жира и тканях. Глюкоза, являясь одним из важнейших компонентов крови, почти поровну распределяется между плазмой и форменными элементами с некоторым превышением ее концентрации в плазе. Поскольку глюкоза относится к альдогексозам, а альдегидная группа легко окисляется, то это широко используется при определении глюкозы. Для определения глюкозы крови предложено много методов, которые условно можно разделить на 3 группы:

1.Редуктометрические методы основаны на восстанавливающих свойствах глюкозы (метод Хагедорна-Иенсена; Фолина; Фолина-Ву и др.). Недостаток указанных методов заключается в том, что в сущности они определяют не только глюкозу, но и ряд других редуцирующих веществ (глутатион, АДФ, мочевая кислота, креатин, глюкуроновые кислоты, витамин С), присутствие которых может при вести к определению не «чистой глюкозы», а «кажущегося сахара» [Медицинские…, 1999]. Эта группа методов обладает низкой специфичностью и значительной трудоемкостью.

2. Колориметрические методы основаны на цветных реакциях глюкозы с некоторыми соединениями, например серной кислотой, пикринововой кислотой, антроном, ортотолуидином. Этими методами определяются все альдогексозы, но поскольку основным представителем альдогексоз является глюкоза, то получаемые результаты близки к содержанию истинной глюкозы в крови. Недостаток методов — высокая токсичность используемых реактивов.

3. Энзиматические методы являются наиболее специфичными и точными методами количественного определения глюкозы, в частности, глюкозооксидазный метод, с помощью которого определяют содержание «истинной глюкозы», равное З,4—5,6 ммоль/л [Trinder P., 1969; Долгов В.В. и др., 19…, Медицинские…, 1999]. Определение проводят натощак, чтобы избежать пищевой гипергликемии.

В ряде случаев требуется экспресс определение глюкозы крови. Для этих целей используют биохимические анализаторы — глюкометры, позволяющие провести определение глюкозы в течении 2-3 минут после забора крови. В основе работы анализаторов, как правило, лежит глюкозоксидазный метод.

Лабораторная работа № 10

Количественное определение глюкозы в крови глюкозооксидазным методом

Принцип метода: Глюкозоксидаза специфически катализирует перенос двух водородных атомов с первого углеродного атома глюкозы на кислород воздуха. При этом в ходе реакции образуется в эквимолярных количествах перекись водорода, которая разлагается вторым ферментом – пероксидазой, а выделяющийся в процессе реакции атомарный кислород окисляет добавленный в реакционную смесь производного фенола с 4-аминофеназином, который изменяет окраску. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию глюкозы [Trinder P., 1969].

Ход определения: в три пробирки отмеривают по 1` мл глюкозового реактива. В первую пробирку прибавляют 0,1 мл стандартного раствора глюкозы (стандартная проба), во вторую 0,1 мл сыворотки крови (исследуемая проба) и в третью — 0,1 мл дистиллированной воды (контроль). Все пробы перемешивают и инкубируют в течении 15 минут при температуре 37 С. Затем измеряют оптическую плотность пробы и стандарта против контрольного раствора. Светофильтр синий 425-500 нм в кюветах с рабочим расстоянием 10 мм.

Схема определения глюкозы в сыворотке крови

№ пробы	Глюкозовый реактив (мл)	Стандар- тный р-р глюкозы (мл)	Исследуемая проба (мл)	Н2О (мл)	Условия опыта	Оптическая плотность
1	1	0,1	—	—	Термостатирование 37 гр.С, 15 мин.	Dст
2	1	—	0,1	—		D оп
3	1	—	—	0,1		—

Расчет: С_оп (ммоль/л) = (D_оп/D_ст) • 10

где С_оп — концентрация глюкозы в исследуемой пробе в ммоль/л; С_ст — концентрация глюкозы в стандартном растворе

(10 ммоль/л; D_оп — оптическая плотность раствора исследуемой пробы; D_ст — оптическая плотность раствора стандартной пробы.

Вывод: