Portál:Otázky z biochemie (1. LF UK, VL, ÚLB)/Glykemie, regulace, diagnostika (oGTT, glykovaný hemoglobin)

Glykemie

Koncentrace glukózy v krvi (glykémie) je za fyziologických podmínek udržována v úzkém rozmezí hodnot 3,9–5,6 mmol/l nalačno a po jídle nižší než 10 mmol/l. Je přísně regulována řadou mechanismů: inzulinem, který glykémii snižuje, a antiinzulinárně působícími hormony − glukagonem, katecholaminy, glukokortikoidy a růstovým hormonem, které glykémii zvyšují. Na regulaci glukózové homeostázy se dále významně podílejí játra. Udržení stálé hodnoty glykémie je nezbytné pro činnost CNS a jiných tkání a buněk (např. erytrocytů).

Zdroje glukózy

Exogenním zdrojem glukózy pro organismus jsou disacharidy a polysacharidy obsažené v potravě. Glukóza vzniká jejich rozštěpením v tenkém střevě a je utilizována v játrech, svalech, tukové a mozkové tkáni jako přímý zdroj energie. Nezoxidovaná glukóza se uskladňuje ve formě glykogenu, nebo se přeměňuje na mastné kyseliny a triacylglyceroly. Nalačno se normální koncentrace glukózy udržuje štěpením glykogenu glykogenolýzou a tvorbou glukózy z nesacharidových prekurzorů (aminokyselin, glycerolu a laktátu) v procesu glukoneogeneze.

Původ glukózy v plazmě a její odsun z plazmy

Změny koncentrace glukózy v krvi

• Pokles glykémie s klinickými příznaky (hlad, poruchy chování, vědomí, křeče ...) se označuje jako hypoglykémie. Při hypoglykémii je ohroženo zásobování mozkové tkáně glukózou. Může se vyskytovat v průběhu různých onemocnění, nejčastěji při předávkování antidiabetik, vzácněji při dlouhodobém hladovění, u některých endokrinně aktivních nádorů nebo u dědičných metabolických poruch, které zasahují i metabolismus glukózy (např. při glykogenózách). Těžší hypoglykémie je provázena neklidem, opocením a třesem, při dalším poklesu glykémie dochází k poruše vědomí.

• Glykémie zvýšená nad referenční rozmezí se označuje jako hyperglykémie. Chronická hyperglykémie je základním projevem diabetu. Můžeme se však setkat i s přechodnou nediabetickou hyperglykémií. Vedou k ní všechny situace, kdy je zvýšená hladina katecholaminů, glukokortikoidů a dalších stresových hormonů, včetně řady akutních onemocnění. Změna regulace metabolismu glukózy vedoucí k hyperglykémii provází také zánětlivé stavy. Hyperglykémie může být vyvolána i iatrogenně, nejčastěji jako důsledek léčby pomocí steroidních hormonů a jejich analog.

Výrazná hyperglykémie vede ke ztrátám glukózy do moči, neboť je překročen tzv. resorpční práh glukózy v renálních tubulech. V důsledku toho se zvyšují i ztráty vody, kterou glukóza s sebou osmoticky strhává, a některých iontů. Rozvíjí se proto dehydratace, hypovolémie, hyperosmolarita a iontová dysbalance. Hyperglykémie a hyperosmolarita extracelulárních tekutin současně vede i k poruchám transportních mechanismů na plazmatických membránách buněk. Tím dojde i ke zhroucení energetického metabolismu tkání, dochází ke zvýšenému odbourávání mastných kyselin a k nadprodukci ketolátek a rozvíjí se ketoacidóza. Těžká hyperglykémie pak vede k  nechutenství,  nevolnosti a  poruchám vědomí se  zmateností.

oGTT

Orální glukózový toleranční test (oGTT) odráží reakci organismu na podání glukózy fyziologickou cestou a hodnotí, zda je organismus schopen po zátěži glukózou udržet její hladinu v krvi v normálním rozmezí. Je sumou informací nejen o účincích hormonů regulujících glykémii, ale též o procesech v gastrointestinálním traktu (rychlost vyprazdňování žaludku, pasáž střevem a resorpce) a jaterních funkcích.

Orální glukózový toleranční test se používá především pro včasnou diagnózu gestačního diabetu. V tomto případě se používá jako rutinní skríninkové vyšetření, prováděné u všech těhotných na přelomu druhého a třetího trimestru (při vysokém riziku navíc i co nejdříve po zjištění těhotenství).

U ostatních osob se orální glukózový toleranční test doporučuje jako doplňující diagnostická zkouška pro diagnostiku DM, pokud nelze rozhodnout podle hodnot glykémie nalačno a náhodné glykémie (zejména pokud je glykémie nalačno mezi 5,6–7,0 mmol/l). Pokud jsou hodnoty glykémie nalačno nebo náhodné glykémie průkazné pro diagnózu DM, byl by oGTT zbytečnou zátěží pro pacienta, a je proto kontraindikován. Dále se neprovádí u akutně nemocných a imobilizovaných pacientů ani u nemocných na redukční dietě.

Provedení oGTT

Příklady glykemických křivek

• 3 dny před testem neomezujeme příjem sacharidů (nejméně 150 g/den) a nemocný vykonává obvyklou tělesnou námahu;
• po 8–14hodinovém lačnění se odebere vzorek krve nalačno;
• pacient vypije 75 g glukózy (přesněji se počítá 1g glukózy na 1kg váhy člověka) rozpuštěné ve 250–300 ml čaje nebo vody během 5–10 minut;
• během vyšetření zůstává pacient sedět a nekouří;
• další vzorek krve se odebírá u těhotných v 60. a 120. minutě, u všech ostatních pacientů jen ve 120. minutě po zátěži glukózou..

Pro oGTT se vždy odebírá žilní krev, nelze použít kapilární krev − měření by bylo zatížené příliš velkou chybou. Pokud stanovení glykémie nelze v laboratoři provést do 30 minut od odběru, odebírá se krev do zkumavek s inhibitorem glykolýzy (fluoridem sodným), jinak by mohly být výsledky ovlivněné spotřebou glukózy v již odebraném vzorku bílými krvinkami.

Kromě výše uvedeného způsobu oGTT se může provádět ještě podrobnější tzv. glykemická křivka, kdy se krev odebírá vícekrát, zpravidla ve 30 minutových intervalech.

V průběhu glykemické křivky můžeme popsat tři úseky:

1. Glukóza se po podání per os vstřebává ve střevě a glykémie se zvyšuje – vzestupná část. Po gastrektomii bývá strmá, při malabsorpci plochá. V důsledku zvýšení glykémie se podněcuje oxidace glukózy ve svalech a v játrech se tvoří glykogen.
2. Funkci jater a účinky inzulinu v játrech odráží další – vrcholová část glykemické křivky. U začínajícího DM není glukóza v játrech dostatečně přeměňována na glykogen, a proto vrchol glykemické křivky přesahuje hodnotu 11,1 mmol/l a maximum nastává i později než za 60 minut. Při onemocnění jater je vrcholová část křivky rovněž změněna. Hepatocyty nestačí vstřebanou glukózu zmetabolizovat, takže do periferie přechází více glukózy. Vrchol rovněž převyšuje hodnotu 11,1 mmol/l a zvýšení přetrvává déle než 60 minut, ale na rozdíl od DM se ve 120. minutě vrací k normě (zvonový tvar křivky). U hypertyreózy je v důsledku rychlého vstřebávání také překročena hladina 11,1 mmol/l, ale pokles je rychlý (gotický tvar křivky).
3. Sestupná část je závislá na účincích inzulínu a fyziologicky je charakterizována poklesem hladiny glukózy. Zpomalený a nedostatečný návrat glykémie k normě je klasickým projevem DM.
   

   Hodnocení glykémie

Normálně pozorujeme maximální vzestup za 30–60 minut, nedochází ke glykosurii a po 2 hodinách se glykémie vrací k hodnotám nalačno.

Obecně je oGTT zatížen velkou náhodnou chybou a nízkou reprodukovatelností.

Hodnocení glykémie a oGTT

Zdravé osoby mají plazmatickou glykémii nalačno < 5,6 mmol/l, při oGTT mají glykémii ve 120. minutě < 7,8 mmol/l.

Pro diagnózu DM svědčí

• glykémie nalačno > 7,0 mmol/l, nebo
• náhodná glykémie > 11,1 mmol/l spolu s klasickými příznaky diabetu, nebo
• glykémie > 11,1 mmol/l ve 120. minutě oGTT.

Pro potvrzení diagnózy DM je zapotřebí opakované vyšetření z dalšího odběru v některém z příštích dnů.

Pokud výsledky oGTT neodpovídají ani normální glykemické křivce, ani diagnóze DM, jde nejčastěji o některou z forem prediabetu:

Interpretace oGTT (zjednodušeno). Pro DM svědčí lačná glykémie > 7,0 mmol/l, nebo jakákoli glykémie > 11,1 mmol/l. O zvýšené glykémii nalačno mluvíme při lačné glykémii mezi 5,6 a 6,9 mmol/l. Porucha glukózové tolerance je definována glykémií ve 120. minutě oGTT mezi 7,8 a 11,0 mmol/l.

• Zvýšená glykémie nalačno (impaired fasting glucose, IFG) je definována lačnou glykémií v rozmezí 5,6 až 6,9 mmol/l.
• Porucha glukózové tolerance (impaired glucose tolerance, IGT) je charakterizována glykémií ve 120. minutě standardně provedeného oGTT v rozmezí 7,8 až 11,0 mmol/l.

Glykovaný hemoglobin

Glykovaný hemoglobin vzniká neenzymovou reakcí mezi hemoglobinem a glukózou v krvi. Jeho tvorba je ireverzibilní.

Princip neenzymové glykace proteinů

Hladina glykovaného hemoglobinu proto odráží koncentraci glukózy v krvi po celou dobu existence erytrocytu, tj. asi 120 dní, a využívá se k posouzení úspěšnosti léčby/kompenzace diabetu v období 4–8 týdnů před vyšetřením. Nejčastěji se stanovuje forma stabilní frakce HBA_1c.

Terminologie

• Glykovaný hemoglobin – suma sacharidových adduktů na N-terminálním konci nebo ε aminoskupinách lysinu v hemoglobinu.
• HbA₁ – suma různých minoritních frakcí hemoglobinu (glykovaných), včetně HbA_1c, HbA_1a1/a2, HbA_1b1/b2/b3, HbA_1d1/d2/d3 a HbA_1e.
• HbA_1c – glukózový adukt valinu na N-terminálním konci β-globinu; odpovídá tzv. stabilnímu ketoaminu (N-[1-deoxyfruktózyl]hemoglobinu).

Glykovaný hemoglobin je možné stanovit pomocí iontoměničové chromatografie s následnou spektrofotometrií.

Hodnocení

Množství glykovaného hemoglobinu se vyjadřuje v % celkového hemoglobinu nebo nyní nově v mmol/mol dle IFCC (International Federation of Clinical Chemistry).

Referenční meze

• u zdravých dospělých do hodnoty 39 mmol/mol, (2,8–4,0 %)
• diabetiků svědčí koncentrace HbA_1c do 45 mmol/mol (4,5 %) o vynikající kompenzaci diabetu, do 60 mmol/mol (6,0 %) o přijatelné a vyšší hodnoty o neuspokojivé kompenzaci diabetu