Диагностика нарушений углеводного обмена Ассистент кафедры ФОКМ Прохоренко Татьяна Сергеевна
Общая распространенность нарушений обмена веществ составляет 1: 500 человек
Наследственные нарушения УО n Галактоземия n Наследственная непереносимость фруктозы n Гликогенозы
Большое количество наследственных нарушений метаболизма обусловлено генетическими дефектами ферментов, участвующих в обмене углеводов. Данные аномалии углеводного обмена наследуются по аутосомно рецессивному типу, обычно проявляются сразу после рождения и протекают остро.
Галактоземия Нарушение метаболизма галактозы может быть следствием дефектов трех ферментов: n галактокиназы n галактозо 1 фосфат уридил трансферазы n УДФ галактозо 4 эпимеразы
Превращение галактозы в глюкозу галактоза АТФ АДФ галактокиназа Галактозо-1 -фосфат уридилтрансфераза Галактозо-1 -фосфат УДФ-галактоза УДФ-галактозо-4 эпимераза УДФ-глюкозопирофосфорилаза ФФ УТФ Глюкозо-1 -фосфат
Симптомы: Проблемы с усвоением пищи, рвота и гипогликемия, развивающиеся вскоре после рождения. Гепатомегалия, желтуха, асцит, катаракта, задержка умственного развития, глюкозурия и аминоацидурия (вследствии нарушения почечной канальцевой функции).
При тяжелой форме галактоземии дети часто погибают на первом году жизни вследствие нарушений функции печени и пониженной сопротивляемости инфекциям.
Наследственная непереносимость фруктозы n Связана с дефицитом фруктозо 1 фосфат альдолазы В, превращающей в печени фруктозу в два трехуглеродных соединения.
Симптомы: гипогликемия, рвота, сонливость, вероятно (как результат внутриклеточного накопления фруктозо 1 фосфата). n фруктоза экскретируется в мочу, давая позитивную реакцию на редуцирующие вещества, но не на глюкозу. n
Гликогенозы n Это группа наследственных заболеваний, связанных с дефектами ферментов, при которых нарушен распад гликогена и происходит отложение в тканях гликогена в аномальных количествах или аномальной структуры.
На сегодняшний день известно 12 типов гликогенозов, из которых наиболее часто встречаются 8: n n Гликогеноз, I тип (болезнь Гирке); Гликогеноз, II тип (болезнь Помпе, кардиомегалия гликогеновая); Гликогеноз, III тип (болезнь Кори); Гликогеноз, IV тип (болезнь Андерсена);
n n Гликогеноз, V тип (болезнь Мак Ардля); Гликогеноз, VI тип (болезнь Херса); Гликогеноз, VII тип (болезнь Тариу); Гликогеноз, VIII тип.
Метаболизм гликогена Синтез гликогена Гликогенолиз Гликогенсинтетаза, ветвящий фермент Фосфорилаза, деветвящий фермент Глюкозо 1 фосфат Фосфоглюкомутаза Гликолиз Глюкозо 6 фосфат Глюкокиназа Глюкозо 6 фосфатаза Глюкоза
Лабораторная диагностика наследственных нарушений углеводного обмена Для ранней диагностики наследственных нарушений углеводного обмена применяют этапную систему: I этап: n определение в моче глюкозы, фруктозы, сахарозы, лактозы качественными и полуколичественными методами; n определение р. Н кала.
При получении результатов, заставляющих подозревать патологию, переходят ко второму этапу II этап: n глюкозы в моче и крови натощак n построению гликемических и глюкозурических кривых n определению содержания глюкозы в крови после введения адреналина, глюкагона, кортизола, инсулина n хроматографическая идентификация углеводов крови и мочи n определение активности ферментов, дефект синтеза или снижение активности которых подозревают клиницисты
Молекулярно генетические методы исследования Одним из самых крупных достижений в этой области явилась разработка метода выявления генетических дефектов путем ПЦР анализа и последующей гибридизации со специфическими олигонуклеотидными зондами. Этот метод в последнее время широко используется в пренатальной диагностике наследственных метаболических нарушений. Метод ПРЦ дает возможность использовать следовые количества ДНК больного. Анализ ДНК не заменим, если определение активности затруднено или невозможно, особенно при пренатальной диагностике, когда нельзя измерить накопление субстрата.
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 (глаз, почек, нервов, сердца, кровеносных сосудов).
Основные признаки сахарного диабета 1 и 2 типов признак 1 тип 2 тип Возраст возникновения Дети, молодые люди болезни Взрослые люди, старики Развитие симптомов Острое Постепенное Запах кетонов изо рта Бывает часто Обычно запаха нет Моча Глюкоза и ацетон Глюкоза Конц. Инсулина в плазме Низкая или не определяется Часто нормальная, бывает повышенной АТ к островковым клеткам Присутствуют Отсутствуют Ассоциация с HLA B 8, B 15, DR 3, R 4 и др. Нет ассоциации
Диагностика сахарного диабета n n n n Глюкоза в сыворотке крови натощак; Глюкоза в моче; ГТТ; Гликозилированный гемоглобин (Hb. A 1 c); Кетоновые тела (ацетон, ацетоуксусная кислота, β масляная кислота) крови и мочи; С пептид; Аутоантитела к: островковым клеткам (ICAs), инсулину (IAAs), декарбоксилазе глютаминовой кислоты(GAD), тирозин фосфатазам (IA 2, IA 2 b).
Основные лабораторные тесты для исследования углеводного обмена Показатели Отражают «состояние» углеводного обмена за предшествующие Нормы Моча (разовая порция) 4 6 часов До 0, 8 ммоль/л Моча (суточная) 24 часа До 2, 8 ммоль/л Микроальбумин в моче сроки развития нефропатии Менее 20 мг/мл Глюкоза в плазме 15 минут 3, 8 6, 1 ммоль/л Фруктозамин 2 3 недели До 2, 8 мкмоль/л Гликозилированный гемоглобин 8 10 недель 6 % Проинсулин Показатели синтетичес До 25 нг/л кой способности Менее 1, 2 нмоль/л β клеток поджелудочной железы С пептид
Глюкозурия 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 Концентрация глюкозы в крови, при превы шении которой глюкоза появляется в моче, называется почечным порогом (8, 8 9, 9 ммоль/л) На появление глюкозы в моче влияет величина клубочковой филь трации. В норме она равна примерно 130 мл/мин
Глюкозурия 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 Для определения глюкозы в моче используются реагентные тест полоски. В тест полосках содержится глюкозоксидаза, которая специфи чески реагирует с глюкозой. Однако достаточно много компонентов мочи может также обладать восстанавливающим эффектом и давать ложноположительных результатов при определении глюкозы в моче
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.
Компоненты мочи, обладающие восстанавливающим эффектом, являющиеся причиной положительного результата при определении глюкозы n n n глюкоза; лактаза (при лактации и в последнем триместре беременности); галактоза (при галактоземии и недостаточности галактокиназы); фруктоза (врожденная непереносимость фруктозы и эссенциальная фруктозурия); пентозы (после потребления большого количества фруктов и эссенциальная пентозурия); гомогентизиновая 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)
Кетонурия n n n Выявление кетоновых тел в моче заставляет заподозрить инсулинозависимый сахарный диабет и без клинических проявлений заболевания. При наличии симптомов инсулинозависимого сахарного диабета кетоновые тела определяют с целью выявления и оценки тяжести диабетического кетоацидоза. Следует помнить, что кетонурия наблюдается при некоторых формах гипогликемии голодания.
ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ КОНЦЕНТРАЦИИ ГЛЮКОЗЫ (ммоль/л) Диагноз Момент взятия пробы Венозная кровь Сыворотка венозной крови Капиллярная кровь Сахарный диабет натощак ≥ 6, 7 ≥ 7, 8 ≥ 6, 7 ≥ 11, 1 Нарушение натощак <6, 7 толерантности к глюкозе через 2 ч. 6, 7 10, 0 после нагрузки глюкозой <7, 8 <6, 7 7, 8 10, 0 7, 8 11, 1 Норма <5, 6 <6, 1 <5, 6 через 2 ч. <6, 7 после нагрузки глюкозой <7, 8 <6, 7 через 2 ч. ≥ 10, 0 после нагрузки глюкозой натощак
Определение глюкозы в крови n Критерий ВОЗ (1999 г. ): если при двух или более независимых определениях (в разные дни) уровень глюкозы ≥ 7, 8 ммоль/л, сахарный диабет не вызывает сомнений n Критерий Международного комитета экспертов при Американской диабетической ассоциации (1998 г. ): если при двух или более независимых определениях (в разные дни) уровень глюкозы ≥ 7, 0 ммоль/л, сахарный диабет не вызывает сомнений n Если в случайно взятой пробе плазмы уровень глюкозы ≥ 11, 1 ммоль/л, следует заподозрить сахарный диабет. При одновременном наличии классических клинических признаков сахарного диабета (полиурия, полидипсия, необъяснимая потеря веса) диагноз не вызывает сомнений
Пероральные тесты для определения толерантности к глюкозе При проведении теста у лиц с подозрением на инсулинонезависимый сахарный диабет нередко выявляют нарушение толерантности к глюкозе. У 20— 50% лиц с нарушением толерантности к глюкозе в течение 10 лет клинически проявляется инсулинонезависимый сахарный диабет Таким образом, нарушение толерантности к глюкозе — существенный фактор риска инсулинонезависимого сахарного диабета
ТЕСТ ТОЛЕРАНТНОСТИ К ГЛЮКОЗЕ ПОКАЗАНИЯ ВЫПОЛНЕНИЕ Сомнительные результаты при измерении глюкозы в крови натощак/случайно; Пациент должен придерживаться обычного питания с содержанием по крайней мере 250 г углеводов в день в течение 3 дней. Не наедаться на ночь. Измерить утром уровень глюкозы, натощак, дать 75 г глюкозы, растворенной с чаем и с лимоном, брать пробы крови через 60 и 120 мин. Во время проведения теста пациент должен быть спокоен, не курить, не пить воды Неожиданная глюкозурия, в том числе при беременности; Клинические признаки сахарного диабета при нормальном уровне глюкозыв крови; Диагностика акромегалии
Методические аспекты определения углеводов Определение глюкозы – один из наиболее распространенных тестов КДЛ (до 15% от общего числа исследований)
Энзиматические методы Глюкозооксидазный метод Достоинства: n можно проводить в любой биологической жидкости, на фотометре с термостатированием или на биохимическом анализаторе; n Антикоагулянты (гепарин, ЭДТА, оксалат натрия, цитрат), стабилизаторы (фторид и монойодацетат) практически не влияют на результат
Недостатки: n Перекись водорода, образующаяся в ходе реакции, окисляет не только хромоген, но и другие вещества, присутствующие в биологической жидкости – билирубин, аскорбиновую кислоту, мочевую кислоту глюкозооксидаза Глюкоза + О 2 Глюколактон + Н 2 О 2 пероксидаза Н 2 О+ окисленный хромоген Н 2 О 2 + восстановленный хромоген
Гексокиназный метод Реакция регистрируется при 340 нм по образования НАДН (тест Варбурга) Является референтным для определения глюкозы Достоинства: n Метод высоко специфичен, не дает реакций с другими компонентами сыворотки крови
Гексокиназный метод гексокиназа Глюкоза +АТФ Глюкозо 6 фосфат + АДФ Гл 6 ф ДГ Глюкозо 6 фосфат 6 фофоглюконат + НАДФН
C пептид: Содержание в сыворотке натощак – меньше 1, 2 нмоль/л После пероральной нагрузки глюкозой отмечается 5 6 кратное увеличение концентрации в крови Величина молярного соотношения С пептид/инсулин в крови равна 5: 1 (в следствии большего периода полужизни С пептида и медленного метаболизирования печенью)
C пептид: n При инсулинозависимом сахарном диабете базальный уровень C пептида, как правило, не определяется n При инсулинонезависимом сахарном диабете базальный уровень C пептида нормальный или слегка повышен
Содержание C пептида в суточной моче n n У здоровых: ≥ 10 нмоль. У больных инсулинозависимым сахарным диабетом: < 3 нмоль (обычно < 0, 7 нмоль). У больных инсулинонезависимым сахарным диабетом с относительным дефицитом инсулина: < 10 нмоль. У больных инсулинонезависимым сахарным диабетом с ожирением и инсулинорезистентностью: ≥ 20 нмоль
Определение С пептида: 1. Обеспечивает контроль за функционированием β клеток и продукцией ими инсулина; 2. Позволяет оценить уровень эндогенного инсулина в присутствии экзогенно инсулина или при наличии к инсулину антител
Гликозилированный гемоглобин A Для определения процента гликозилированного гемоглобина A эритроциты промывают физиологическим раствором, разрушают и исследуют выделенный гемоглобин путем высокоэффективной жидкостной хроматографии или электрофореза. Поскольку в крови имеются эритроциты разного возраста, а срок их существования равен 120 сут, содержание гликозилированного гемоглобина A пропорционально среднему уровню глюкозы в крови за предшествующие 2— 3 мес. Для оценки эффективности контроля уровня глюкозы используют и другой показатель — содержание общего гликозилированного гемоглобина (общий гемоглобин A 1 или гемоглобин A 1 a+b+c).
Диагностика гипогликемии n Гипогликемия состояние, при котором концентрация глюко зы в крови уменьшается до 2, 7 ммоль/л и меньше и есть клинические симптомы n 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 n
ПРИЧИНЫ 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 гипоталамуса; недостаточность АКТГ или глюкокортикоидов. Врожденные метаболические заболевания: болезнь накопления гликогена I типа (Гирке) Гиперинсулинизм: инсулинома; незидиобластоз. Голодание при алкоголизме. Различные формы гипогликемии новорожденных. Септицемия Хроническая гипогликемия изменение личности; потеря памяти; психоз; деменция 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
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: n у новорожденных ограничен кетогенез, поэтому n кетоновые тела у новорожденных не могут заменить n глюкозу в качестве субстратов для нейронов n у детей значительно менее выражен глюконеогенез с использованием лактата и аланина для синтеза глюкозы, что объясняется малой активностью фермента фосфоенолпируваткарбоксикиназы n у связи с этими особенностями у новорожденных гипогликемия, даже ассимптоматичная, может быть вредна из за возможного повреждения клеток центральной нервной системы
Основные диагностические тесты При подозрении на гипогликемию кровь должна собираться в пробирку с флуоридом, чтобы подавить гликолиз, необходимо использовать антикоагулянты Повторное определение уровня глюкозы натощак. n Проба с голоданием в условиях стационара в течение 24, 36 и 72 ч. n Определение базального уровня инсулина (в норме <0, 30 мк. Ед/мл) n Тест толерантности к пище n Тесты со стимуляцией секреции инсулина (толбутаминовый, лейциновый, глюкагоновый) n
Проба с голоданием Тест начинается после ужина, когда достигаются наибольшие концентрации глюкозы. Под медицинским контролем пациенту раз решают ить только воду. В крови измеряют в исходе и через п каждые 6 ч уровни глюкозы, С пептида и инсулина. Если содержание глюкозы в крови, взятой из пальца, оказалось меньше 2, 8 ммоль/л или если появились симптомы гипогликемии прекращают тест. Чем дольше длится голодание, тем сильнее подавляется секреция инсулина. Поэтому уменьшается отношение концентрация инсулина в сыворотке (пмоль/л)/концентрация глюкозы в плазме (ммоль/л). У здоровых людей натощак это отношение всегда меньше 37. Диагноз инсулиномы считается подтвержденным, если отношение инсулин/глюкоза в любой пробе превышает 37. Примерно у 70% больных с инсулиномой симптомы гипогликемии появляются уже в 1 е сутки голодания, у 25% больных — на 2 е сутки, у 5% больных — на 3 и сутки.
Тест толерантности к пище Стандартный прием твердой или жидкой пищи более предпочтителен, чем пероральный ТТГ. Может быть не неинформативен, поскольку у больных с инсулиномой кривая изменений концентрации глюкозы может быть нормальной, сглаженной (как у 20% здоровых людей) либо определяются признаки нарушения толерантности к глюкозе.
Тесты со стимуляцией секреции инсулина Был предложен для диагностики инсулиномы в 60 х годах. Эти пробы основаны на предположении о том, что на фоне гипогликемии секреторная реакция нормальных бета клеток на стимуляторы снижается, а реакция опухолевых бета клеток остается неизменной. Например, в/в введение толбутамида натощак снижает уровень глюкозы у больных с инсулиномой более чем на 50%, а у больных с гипогликемией иного происхождения — менее чем на 50%. Однако все эти пробы оказались малочувствительными и неспецифичными и потому в настоящее время применяются редко. Они категорически противопоказаны больным с исходным уровнем глюкозы плазмы < 2, 7 ммоль/л.
Скачать презентацию Диагностика нарушений углеводного обмена Ассистент кафедры ФОКМ Прохоренко
[Медкниги]Диагностика нарушений углеводного обмена.ppt