Vybraná biochemická vyšetření u pacientů s diabetes mellitus

From WikiSkripta
Symbol kept vote.svg

Poruchy energetického metabolismu, především obezita, diabetes mellitus, stavy, které diabetu předcházejí (prediabetes) a tzv. metabolický syndrom, mají mimořádný medicínský význam. Jen diabetes dnes postihuje kolem 10 % obyvatel vyspělých zemí a jeho incidence stále roste. Přitom jde o onemocnění, které je spojené s velkým množstvím komplikací a dramaticky zvyšuje úmrtnost i nemocnost. Porozumění diabetu a znalost principů jeho diagnostiky a léčby je proto zásadní pro každého zdravotnického profesionála.

Regulace glykémie

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 pod hodnotu 2,2 mmol/l se označuje jako hypoglykémie. Při hypoglykémii je ohroženo zásobování mozkové tkáně glukózou. Může se vyskytovat v průběhu různých onemocnění, např. u endokrinně aktivních nádorů produkujících inzulin, při předávkování antidiabetik nebo při hladovění. 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. Je základním projevem diabetes mellitus. Můžeme se však setkat i s přechodnou nediabetickou hyperglykémií, např. při stresových situacích, při akutním infarktu myokardu nebo náhlé cévní mozkové příhodě, při operacích nebo traumatu. Obvykle ustupuje během jednoho týdne.

Diabetes mellitus


Produkce inzulinu pankreatem

Diabetes mellitus (DM) je chronické onemocnění s vysokou morbiditou a mortalitou, u něhož je v posledním desetiletí zaznamenáván výrazný nárůst. V současnosti je v České republice evidováno více než 800 000 diabetiků. DM zahrnuje heterogenní skupinu chronických metabolických chorob, jejichž základním projevem je hyperglykémie. Vzniká v důsledku nedostatku inzulinu, jeho nedostatečného účinku (někdy se mluví o relativním nedostatku) nebo kombinací obojího.

Výsledkem nedostatku inzulinu je narušení transportu glukózy z krve do buňky buněčnou membránou, což vede k hyperglykémii a nedostatku glukózy intracelulárně. Nedostatečná utilizace glukózy buňkami je nahrazována jinými zdroji energie. Stimuluje se glukoneogeneze a glykogenolýza, dále se zvyšuje lipolytické štěpení triacylglycerolů na mastné kyseliny a glycerol v adipocytech. Odbouráváním mastných kyselin β-oxidací vzniká nadbytečný acetyl-CoA, z něhož vznikají v játrech ketolátky – acetacetát, 3-hydroxybutyrát a aceton. Acetacetát může sloužit jako zdroj energie pro činnost svalů a mozku místo glukózy. Jestliže tvorba ketolátek překročí jejich utilizaci periferními tkáněmi, rozvíjí se ketoacidóza. Vzhledem k tomu, že ketolátky jsou rozpustné ve vodě a vylučují se močí, nastává ketonurie.

Do moči se také dostává nadbytek glukózy a rozvíjí se glukosurie. Protože glukóza i ketolátky jsou osmoticky aktivní, strhávají s sebou do moči i větší množství vody, což je podkladem polyurie.

Z výše uvedeného vyplývají i charakteristické příznaky DM jako je žízeň a polyurie; rovněž zjišťujeme nechutenství a úbytek hmotnosti.

Chronická hyperglykémie je spojena s porušenou funkcí řady orgánů, zvláště ledvin, očí, nervového a cévního systému.

Klasifikace diabetes mellitus

Termín DM je nadřazen celé řadě chorob se společným znakem hyperglykémie. Současná klasifikace popisuje tyto typy DM a glykoregulačních poruch[1]:

3D medical animation still of Type One Diabetes.jpg

Diabetes mellitus

Hraniční poruchy glykoregulace

Diabetes mellitus 1. typu

Diabetes mellitus 1. typu je charakterizován absolutním nebo téměř úplným nedostatkem endogenního inzulinu a životní závislostí na podávání exogenního inzulinu. Nemocní mají sklon ke ketoacidóze.

Onemocnění vzniká v důsledku selektivní destrukce β-buněk Langerhansových ostrůvků pankreatu autoimunitním procesem u geneticky predisponovaných jedinců. Spouštěcím mechanismem autoimunitního děje je pravděpodobně virová infekce či kontakt s jiným exogenním nebo endogenním agens.

Klinický obraz diabetu mellitu 1. typu závisí na agresivitě autoimunitního procesu. V dětství a dospívání, kdy se rozvíjí většina onemocnění, bývá poslední fáze destrukce β-buněk velmi rychlá, takže se diabetes manifestuje klasickými akutními příznaky (včetně ketoacidózy). V pozdějším věku mívá onemocnění podstatně pomalejší nástup a až po čase vyústí v úplnou závislost na inzulinu. Sekrece inzulinu může být i několik let sice snížená, ale dostačující k tomu, aby zabránila ketoacidóze. Klinický průběh onemocnění proto připomíná diabetes mellitus 2. typu a uvádí se, že asi každý desátý nemocný původně klasifikovaný jako diabetik 2. typu má pomalu probíhající diabetes 1. typu – latentní autoimunní diabetes dospělých (latent autoimmune diabetes of adultsLADA)[2].

DM 1. typu je méně častou formou diabetu, která se vyskytuje asi u 7 % diabetiků. Klasickými příznaky DM 1. typu jsou žízeň, polyurie a úbytek hmotnosti.

Srovnání charakteristik DM 1. a 2. typu na počátku onemocnění
Diabetes mellitus 1. typu Diabetes mellitus 2. typu
LADA
chybí sekrece inzulinu postupný zánik sekrece inzulinu inzulinová rezistence, porucha sekrece inzulinu
typický začátek v dětství a dospívání typický začátek v dospělosti typický začátek po 40 letech
ketoacidóza
častěji nižší BMI častěji vyšší BMI
pozitivní autoprotilátky autoprotilátky chybí
C-peptid chybí C-peptid snížený C-peptid normální nebo zvýšený
imunoreaktivní inzulin chybí imunoreaktivní inzulin snížený imunoreaktivní inzulin normální nebo zvýšený
Metabolické důsledky nedostatku inzulinu nebo jeho nedostatečné funkce

Diabetes mellitus 2. typu

Typ 2 je převažující formou DM. Nemocní nebývají životně závislí na exogenním inzulinu, protože produkce inzulinu nebývá snížená, nebo je snížená méně než v případě DM 1. typu.

Příčina tohoto typu spočívá v poruše účinku inzulinu. Jedná se o tzv. rezistenci vůči inzulinu (inzulinorezistence) z důvodů poruchy inzulinového receptoru nebo o poruchu v přenosu inzulinového signálu do buňky.

Koncentrace inzulinu v krvi bývají zpočátku v důsledku inzulinové resistence zvýšené. V dalším průběhu onemocnění nastupuje i porucha sekrece inzulinu, β-buňky postupně ztrácejí schopnost reagovat syntézou inzulinu na zvýšenou hladinu glukózy.

Onemocnění se manifestuje převážně v dospělosti, obvykle ve věku nad 40 let. DM 2. typu má vysokou dědivost, takže v anamnéze bývá patrná rodinná zátěž. Na rozdíl od 1. typu nemají nemocní sklon ke ketoacidóze. V 60–90 % je spojen s obezitou.

Gestační diabetes


Jde o poruchu glukózové homeostázy, která vzniká v průběhu těhotenství. U žen, které měly gestační diabetes mellitus, je zvýšené riziko DM v dalším období života.

Hraniční poruchy glykoregulace


Za hraniční stavy mezi normální glukózovou tolerancí a diabetes mellitus se považují:

Základní biochemická vyšetření u pacientů s diabetes mellitus

Stanovení koncentrace glukózy v krvi je vyšetřením, které poskytne základní informaci o sacharidovém metabolismu. Odebírá se kapilární nebo venózní krev a glukóza se stanovuje v plné krvi, plazmě nebo séru. Při stanovení glukózy v plné krvi jsou hodnoty o 10–15 % nižší (v závislosti na hematokritu), v arteriální krvi jsou o 10 % vyšší než ve venózní (arteriovenózní rozdíl). Pro zabránění glykolýzy se do odběrových nádobek přidává NaF (2,5 mg na 1 ml plné krve).

Vyšetření koncentrace glukózy v krvi má potřebnou informační hodnotu pouze tehdy, pokud je znám časový interval mezi odběrem krve a příjmem potravy.

Vyšetření glykémie se provádí:

  • nalačno (krev se odebírá nejméně 8 hodin po příjmu potravy) – indikováno při vyhledávání diabetiků a určení diagnózy DM;
  • náhodně naměřená glykémie (krev se odebírá bez udání časového vztahu k příjmu potravy) – provádí se při podezření na hypoglykémii nebo hyperglykémii;
  • po jídle – postprandiální glykémie (1 hodinu po jídle obsahujícím sacharidy) – indikováno při kontrole účinnosti léčby DM;
  • jako glykemický profil – glykémie se stanovuje několikrát denně, obvykle před hlavními jídly, někdy i po jídle a v noci.


Metody stanovení glykémie

Stanovení glykémie v laboratorních podmínkách

Ke stanovení koncentrace glukózy se používají různé metody. Rozšířené jsou metody enzymové. Glukózu můžeme stanovit pomocí každého enzymu, který ji metabolizuje. Možnostmi Neinvazivního měření glykémie se zabývá jiný článek

Glukózaoxidázová reakce
Glukózaoxidázová a peroxidázová reakce

Doporučená rutinní metoda využívá spřažených enzymových reakcí glukózaoxidázy (GOD, EC 1.1.3.4) a peroxidázy (POD, EC 1.11.1.7). V první reakci enzym glukózaoxidáza katalyzuje oxidaci glukózy vzdušným kyslíkem za vzniku kyseliny glukonové, která přechází ve vnitřní ester glukonolakton. Je známo, že v roztoku je 36 % glukózy ve formě α-anomeru a 64 % ve formě β-anomeru. GOD je vysoce specifická pro β-D-glukopyranosu. Aby se mohly oxidovat oba anomery, je nutná mutarotace α- na β-anomer, ke které dojde spontánně v průběhu dostatečně dlouhé inkubace. Jako vedlejší produkt glukózaoxidázové reakce se vytváří ekvimolární množství peroxidu vodíku.

V další reakci katalyzované peroxidázou reaguje vznikající peroxid vodíku s vhodným chromogenem, který se oxiduje na reaktivní meziprodukt, a ten s další látkou kopuluje na stálé rozpustné barvivo. Příkladem může být oxidační kopulace derivátu fenolu se 4-aminoantipyrinem na červené barvivo, jehož absorbance se po ustálení reakční rovnováhy měří.

Jiné metody využívají měření úbytku kyslíku, ke kterému dochází v průběhu reakce katalyzované glukózaoxidázou a který můžeme sledovat elektrochemicky kyslíkovou elektrodou nebo enzymovou elektrodou.

Hexokinázová reakce

Vysokou specifitou se vyznačuje metoda hexokinázová. Hexokináza (EC 2.7.1.1) fosforyluje glukózu v přítomnosti ATP na glukóza-6-fosfát. V dalším kroku se glukóza-6-fosfát oxiduje pomocí glukóza-6-fosfátdehydrogenázy proti NADP+ na 6-fosfoglukonolakton. Redukci NADP+ na NADPH lze vyhodnocovat přímou fotometrií v UV oblasti na principu Warburgova optického testu.

Stanovení glykémie v mimolaboratorních podmínkách

Glykémie patří mezi parametry, které se často vyšetřují i bez laboratorního zázemí. Rychlé orientační stanovení glykémie je běžné v urgentní péči. U pacientů léčených inzulínem se také s výhodou pravidelně sleduje glykémie pomocí osobního glukometru a na základě naměřených hodnot se upravuje léčba. Koncentrace glukózy v krvi patří mezi parametry nejčastěji stanovované technikami vyšetření v místě péče o pacienta (point of care testing, POCT). Nutno ovšem mít na paměti, že metody POCT, jakkoli zlepšují kvalitu péče i komfort nemocného, nenahrazují pravidelné lékařské vyšetření ani laboratorní kontroly.

Metody rychlého stanovení glykémie využívají několika principů. Výchozím materiálem je obvykle kapka plné kapilární krve, která se aplikuje na testovací proužek.

Nejstarší, ale dosud užívané proužky, jsou založeny na stejných reakcích jako fotometrické měření koncentrace glukózy. Kapilární krev vzlíná několika vrstvami z různých materiálů, díky čemuž se oddělí krvinky a do reakční zóny proniká jen plazma. Reakční zóna obsahuje glukózaoxidázu, peroxidázu a vhodný chromogen. V závislosti na koncentraci glukózy se vyvíjí různě intenzivní zbarvení. Vyhodnocení se provádí buď vizuálně srovnáním s barevnou stupnicí nebo pomocí glukometru – jednoúčelového reflexního fotometru. Výhodou vizuálního hodnocení je jeho nezávislost na jakémkoli přístrojovém vybavení. Stanovení glykémie tímto přístupem je sice jen přibližné, zejména v urgentní péči v terénu však zcela postačující. Glukometry založené na reflexní fotometrii jsou v současnosti vytlačovány spolehlivějšími elektrochemickými analyzátory.

Většina glukometrů dnes využívá enzymové elektrody[3] [4].

Senzory první generace se objevily již v šedesátých letech 20. století. Nejstarší systém byl založen na glukózaoxidázové reakci. Využíval dvou elektrod, jedna byla pokrytá enzymem. Koncentrace kyslíku ve vzorku a rychlost jejího poklesu v průběhu reakce se měřila tzv. Clarkovou metodou: kyslík se redukuje na platinové katodě, intenzita proudu mezi katodou a anodou odpovídá jeho koncentraci:

O2 + 4 H+ + 4 e- → 2 H2O

Později se namísto spotřeby kyslíku stanovovala elektrochemicky produkce peroxidu vodíku. I v tomto případě jde o jednoduchou elektrochemickou reakci, tentokrát probíhající na anodě:

H2O2 → O2 + 2 H+ + 2 e-

Takto konstruované analyzátory byly jednodušší a bylo možné je více miniaturizovat. Ampérometrické měření podukce peroxidu vodíku je ovšem ovlivněno řadou látek: askorbátem, kyselinou močovou, mnohými léčivy apod. Jiným problémem mnohých senzorů první generace byla závislost výsledků měření na nasycení vzorku kyslíkem.

Senzory druhé generace jsou rovněž založeny na glukózaoxidázové reakci, namísto molekulárního kyslíku je však akceptorem elektronů jiná látka – tzv. mediátor. Jinou možností je oxidace glukózy na glukonolakton jiným bakteriálním enzymem, glukózadehydrogenázou, přičemž elektrony se opět přenášejí na vhodný mediátor. Redukovaný mediátor se v obou případech znovu oxiduje na anodě a měří se buď proud protékající mezi katodou a anodou (ampérometrické stanovení), nebo výsledný náboj anody (coulumbometrické stanovení). Používá se řada konkrétních uspořádání testovacích proužků, jako mediátory se využívají různé látky (např. kyanoželezitan, hexamin ruthenia, komplexy osmia, fenantrolinchinon).

Orální glukózový toleranční test


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 na lačno mezi 5,6–7,0 mmol/l)[5]. 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 rozpuštěné ve 250–300 ml čaje nebo vody během 5–10 minut;
  • během vyšetření zůstává pacient sedět a nekouří;
  • další vzorek krve se odebírá v 60. a 120. minutě po zátěži glukózou.

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
nebo
  • glykémie > 11,1 mmol/l ve 120. minutě oGTT

společně s klasickými klinickými příznaky (žízeň, polyurie, hubnutí).

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

Glykované proteiny

Přímým důsledkem zvýšené hladiny cukru v krvi je jeho intenzivní vazba na proteiny, jež je podstatou neenzymové glykace. Proces glykace je podmíněn přítomností volných aminoskupin v molekule proteinů.

Rychlost glykace je ovlivňována především koncentrací glukózy a dobou jejího působení. Probíhá i u zdravých jedinců. Glykace se uskutečňuje na všech sérových proteinech a vede ke vzniku glykovaných derivátů. Glykovány jsou jak rozpustné, tak strukturní bílkoviny.

Neenzymová glykace probíhá v několika fázích tzv. Maillardovy reakce.

Hlavní kroky neenzymové glykace proteinů a tvorby aldehydů typu glyoxalu
  • Sled glykačních reakcí zahajuje aldehydová skupina redukujícího cukru, která se váže na aminoskupinu proteinu. Vzniká labilní aldimin typu Schiffovy báze (časné produkty glykace). Tvorba Schiffovy je rychlá, rovnováhy dosáhne během několika hodin. Tato reakce je reverzibilní.
  • Schiffova báze pak pomalu, během několika dní, podléhá chemickému přesmyku. Vzniká stabilnější přechodný produkt glykace, tzv. Amadoriho produkt, který má charakter ketoaminu. Vzniká přitom ketoskupina na druhém uhlíku cukru, která je charakteristická pro fruktózu. Koncentraci vzniklých fruktózaminů můžeme stanovit reakcí s nitrotetrazoliovou modří (viz níže). Amadoriho produkty jsou rovněž do jisté míry reverzibilní, i když rovnováha je značně posunuta ve směru jejich tvorby. Ustáleného stavu je dosaženo za několik týdnů. Množství ketoaminů lze snížit normalizací glykémie.
  • Ze Schiffovy báze se také může odštěpit aldóza, která je o dva uhlíky kratší než původní cukr navázaný na bílkovinu. Na bílkovině zůstává navázaný dvouuhlíkatý zbytek, který se dále oxiduje a reaguje s další aminoskupinou bílkoviny. Výsledkem řetězce dalších reakcí je tvorba vysoce reaktivních dialdehydů typu glyoxalu.
  • Amadoriho produkty jsou reaktivní látky. Za týdny a měsíce nezávisle na přítomnosti glukózy vznikají z Amadoriho produktů reakcemi především s proteiny s dlouhou životností (např. kolagen, elastin, myelin nervů) pokročilé produkty glykace (advanced glycation end-products, AGE). Tyto procesy jsou ireverzibilní.

Neenzymová glykace při dlouhodobě trvající hyperglykémii je jednou z příčin poškození tkání některých orgánů u pacientů s diabetes mellitus.

Stanovení produktů glykace Amadoriho typu je vhodným ukazatelem dlouhodobé koncentrace glukózy a poskytuje nepřímou informaci o průběhu glykémií v časovém období, které odpovídá biologickému poločasu bílkoviny. Běžně se stanovuje glykovaný hemoglobin a glykované proteiny.

Stanovení glykovaného hemoglobinu a glykovaných proteinů se využívá pro kontrolu diabetes mellitus a pro diagnostiku trvalé hyperglykémie. Ze zvýšených hodnot glykovaných derivátů vyplývá, že v průběhu uplynulých týdnů převažovaly u pacienta zvýšené hodnoty glukózy v krvi a že diabetes mellitus nebyl dostatečně kompenzován.


Glykovaný hemoglobin

Glykovaný hemoglobin (HbA1c) je považován za nejlepší způsob dlouhodobé kontroly koncentrace glukózy u diabetiků. Koncentrace glykovaného hemoglobinu informuje o hodnotách glykémie v předchozích 2–3 měsících (doba životnosti erytrocytu). Stanovuje se chromatografickými nebo imunochemickými metodami.

Hodnocení koncentrace glykovaného hemoglobinu (HbA1c) u diabetiků
Kompenzovaný DM ≤ 53 mmol/mol
Potřeba změny terapie ≥ 60 mmol/mol

Stanovení glykovaného hemoglobinu lze také použít pro skrínink diabetu mellitu. Při koncentraci HbA1c nad 39 mmol/mol vyslovíme podezření na diabetes mellitus[6]. Je-li koncentrace HbA1c vyšší než 48 mmol/mol, můžeme diagnózu diabetu mellitu považovat za potvrzenou.[7]

Hodnocení koncentrace glykovaného hemoglobinu (HbA1c) při skríninku diabetu mellitu
Fyziologické hodnoty < 39 mmol/mol
Podezření na diabetes mellitus 39–48 mmol/mol
Diabetes mellitus ≥ 48 mmol/mol

Fruktózaminy

Glykované proteiny neboli fruktózaminy mají kratší biologický poločas a jejich hladina odráží průměrnou hodnotu koncentrace glukózy za období 2–3 týdnů před vyšetřením. Jejich hlavní složkou je glykovaný albumin. Výsledky může falešně snížit hypoproteinemie. Stanovení koncentrace fruktózaminů dnes nepatří mezi rutinně prováděná vyšetření u diabetiků.

Hodnocení koncentrace glykovaných proteinů (S-glykované proteiny)
Fyziologické hodnoty: 205–285 μmol/l
Dobrá kompenzace DM: 285–320 μmol/l
Uspokojivá kompenzace DM: 321–370 μmol/l
Špatná kompenzace DM: nad 370 μmol/l
Princip stanovení glykovaných proteinů (fruktózaminu)

Vyšetření glykovaných proteinů využívá redukčních vlastností fruktózaminu v alkalickém prostředí. Fruktosamin se v přítomnosti uhličitanového pufru přeuspořádává na svůj tautomer – eneaminol, reaguje s nitrotetrazoliovou modří (NBT). Při redukci dochází k otevření heterocyklických kruhů NBT a vzniku barevného formazanu. Rychlost vzniku formazanu je přímo úměrná koncentraci fruktózaminu.

Jako každá metoda, využívající redukčních vlastností některých součástí séra, je toto vyšetření nespecifické. Zahajuje se proto několikaminutovou inkubací, která má odstranit vliv rychle reagujících redukujících látek. V komerčních soupravách je součástí činidla enzym urikáza, která eliminuje redukci NBT kyselinou močovou.

Glukóza v moči

Glukóza filtrovaná do primární moči z plazmy se aktivním transportem zpětně resorbuje v proximálních tubulech. Organismus si chrání glukózu před zbytečnými ztrátami, proto mají ledvinné tubuly značnou rezervní kapacitu – za fyziologických okolností je transportní systém vytížen jen asi z jedné třetiny. Při hyperglykémii využití transportního systému stoupá, a překročí-li glykémie hodnoty kolem 10 mmol/l (tzv. ledvinný práh pro glukózu), je kapacita tubulární resorpce překročena a glukóza přechází do moči. Ztráty glukózy močí větší než 0,72 mmol / 24 hodin označujeme jako glykosurii (glukosurii). Glykosurie je nejčastějším nálezem vedoucím k odhalení diabetes mellitus. Negativní nález glukózy v moči však toto onemocnění nevylučuje. Stanovení glukózy v moči proto nepatří mezi základní biochemické parametry používané pro diagnózu a sledování DM.

Nález glykosurie je nutno hodnotit společně s výší glykémie nalačno. Na základě glykémie rozlišujeme:

  • Hyperglykemickou glykosurii, která je typickým nálezem při diabetes mellitus. Při déletrvajícím onemocnění se ale zvyšuje renální práh pro glukózu a glykosurie může dokonce vymizet. Proto jde pouze o orientační vyšetření, na jehož základě nelze řídit terapii DM. Přechodně se může vyskytnout i tzv. „alimentární glykosurie” jako důsledek stravy bohaté na sacharidy nebo v průběhu oGTT.
  • Normoglykemická renální glykosurie, při níž koncentrace glukózy v krvi není zvýšená. Je důsledkem poruchy ledvinných tubulárních buněk, které zajišťují zpětnou resorpci glukózy. Může být projevem autosomálně recesivního onemocnění, častěji se vyskytuje např. při toxickém či zánětlivém poškození ledvin postihujícím funkci proximálního tubulu.

Metody stanovení glykosurie

Ke stanovení glykosurie lze použít nespecifické chemické reakce nebo testovací proužky.

Nespecifické chemické reakce jsou založené na redukčních vlastnostech monosacharidů. Fehlingova a Benedictova zkouška využívají nespecifické redukce chelátového komplexu CuII+ s citrátem nebo tartarátem na Cu1+. Při Nylanderově zkoušce se v přítomnosti redukujících látek redukuje dusičnan-oxid bismutitý BiNO3(O) na černý kovový bismut. Tyto reakce jsou pozitivní nejen pro glukózu, ale i další redukující sacharidy, popř. látky s redukčními vlastnostmi (např. kyselinu askorbovou). Vyšetřovaná moč nesmí obsahovat bílkoviny.


Stanovení glukózy v moči diagnostickým proužkem

Glukózaoxidázová a peroxidázová reakce

Diagnostické proužky pro průkaz glukózy v moči jsou založeny na principu enzymových reakcí s glukózaoxidázou a peroxidázou (stejný princip jako stanovení glykémie). D-glukóza je pomocí glukózaoxidázy oxidována kyslíkem a vzniká D-glukono-1,5-lakton a peroxid vodíku. V následné peroxidázové reakci peroxid vodíku oxiduje tetrametylbenzidin či jiný chromogen na barevný produkt. Světle žluté zbarvení reakční plošky se při pozitivitě mění na modrozelené. Test je specifický pro D-glukózu, jiné cukry neposkytují pozitivní reakci.

Vysoké koncentrace redukujících látek jako je kyselina askorbová zpomalují vývin zbarvení a mohou vést k falešně nižším výsledkům. V těchto případech se doporučuje opakovat analýzu minimálně 10 hodin po vysazení vitaminu C. Naopak falešně pozitivní výsledky mohou být způsobeny přítomností substrátů peroxidázy či oxidačních činidel v odběrové nádobě (např. H2O2, Persteril®, chloramin B). Stanovení glukózy v moči je nutno provést rychle, aby se zamezilo kontaminaci bakteriemi, nebo moč uchovávat při 4 °C.

Interference s kyselinou askorbovou je častým zdrojem falešných negativit. Diagnostické proužky pro vyšetření moči od některých výrobců jsou proto upraveny tak, aby reakční zóna byla vůči kyselině askorbové alespoň do určité míry odolná. Některé diagnostické proužky také mají detekční zónu pro askorbát, která na možnost falešné negativity upozorní.


Pozitivní glykosurie je naléhavou indikací k vyšetření glykémie na lačno.

Ketolátky v moči

Termínem „ketolátky” rozumíme kyselinu acetoctovou, aceton a kyselinu β-hydroxymáselnou. Zvýšené vylučování ketolátek močí ukazuje na zvýšenou lipolýzu a zvýšenou tvorbu acetyl-CoA, který v důsledku nedostatečné utilizace glukózy při nedostatku inzulinu není metabolizován normálně v Krebsově cyklu. Výsledkem je hromadění acetyl-CoA, který kondenzuje na kyselinu acetoctovou. Větší část kyseliny acetoctové je v játrech redukována na kyselinu β-hydroxymáselnou, menší část spontánně dekarboxyluje na aceton[8].

Stanovení ketolátek v moči má význam především u diabetiků 1. typu. U správně léčeného diabetika ketolátky v moči nenacházíme. Jejich přítomnost svědčí pro metabolickou ketoacidózu a je provázena hyperglykemií. Malé množství ketolátek v moči se může objevit při redukci tělesné hmotnosti nebo při hladovění a v těhotenství. Ketonurie může svědčit i pro poruchu tubulárních funkcí, kdy je nedostatečná resorpce ketolátek.

Hlavním představitelem ketolátek v moči je kyselina β-hydroxymáselná, která tvoří asi 60–70 %, kyselina acetoctová je zastoupena asi 30–35 % a aceton se podílí pouze několika procenty.

Průkaz ketolátek je založen na reakcích kyseliny acetoctové a acetonu s nitroprusidem sodným v alkalickém prostředí, kdy vzniká červenofialově zbarvený komplex[9]. Tento princip využívá Legalova a Lestradetova zkouška, stejně tak jsou na něm postaveny i diagnostické proužky. Kyselina β-hydroxymáselná (tedy nejhojněji zastoupená ketolátka) reakci neposkytuje, a proto negativní výsledek ketoacidózu zcela nevylučuje[10].

Průkaz ketolátek v moči

Falešnou pozitivitu zkoušek na ketolátky v moči poskytují sloučeniny s volnými sulfhydrylovými skupinami (např. antihypertenzivum kaptopril či uroprotektivum užívané v některých chemoterapeutických schématech mesna)[9]. Poměrně často poskytují podobnou reakci také produkty bakterií při infekcích močových cest.

Falešné negativity kromě již uvedené necitlivosti zkoušek ke kyselině β-hydroxymáselné nejsou významné.



Další laboratorní vyšetření nemocných s diabetem

Inzulin (vzhledem ke způsobu stanovení též imunoreaktivní inzulin, IRI). Vzhledem k velkému kolísání hladin v průběhu dne, interferenci s případnými autoprotilátkami a nemožnosti rozlišit endogenní inzulin od inzulinu podaného léčebně se zpravidla stanovuje během zátěžových testů (oGTT). Hodnoty jsou snížené u diabetiků 1. typu, při syndromu inzulinové rezistence bývají naopak zvýšené.

C-peptid

C-peptid C-peptide je část molekuly proinzulinu, která se odštěpuje před sekrecí inzulinu. Jeho koncentrace v séru odpovídá sekreci inzulinu. Není vychytáván játry a vzhledem k tomu, že v injekčně podávaném inzulinu C-peptid není, nejsou výsledky ovlivněny léčbou. Prochází glomerulární membránou, a proto se jeho koncentrace zvyšuje při renální insuficienci.

S diabetem 1. typu bývá také spojena pozitivita autoprotilátek proti Langerhansovým ostrůvkům (ICA), proti inzulinu (IAA) a zejména proti jedné izoformě glutamátdekarboxylázy (GAD 654).


Odkazy

Související články

Reference

  1. . Report of the Expert Committee on the Diagnosis and Classification of Diabetes Mellitus. Diabetes Care [online]. 1997, vol. 20, no. 7, s. 1183-97, dostupné také z <https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9203460>. ISSN 0149-5992. 
  2. NAIK, Ramachandra G, Barbara M BROOKS-WORRELL a Jerry P PALMER. Latent autoimmune diabetes in adults. J Clin Endocrinol Metab [online]. 2009, vol. 94, no. 12, s. 4635-44, dostupné také z <https://academic.oup.com/jcem/article/94/12/4635/2596267>. ISSN 0021-972X (print), 1945-7197. 
  3. JOSEPH, Wang. Electrochemical glucose biosensors. Chemical reviews [online]. 2008, vol. 108, no. 2, s. 814-825, dostupné také z <https://pubs.acs.org/action/cookieAbsent>. ISSN 0009-2665. 
  4. HELLER, Adam a Ben FELDMAN. Electrochemical glucose sensors and their applications in diabetes management. Chemical reviews [online]. 2008, vol. 108, no. 7, s. 2482-2505, dostupné také z <https://pubs.acs.org/action/cookieAbsent>. ISSN 0009-2665. 
  5. Doporučený postup. Diabetes mellitus - laboratorní diagnostika a sledování stavu pacientů. 2015. Dostupné také z URL <http://www.cskb.cz/res/file/doporuceni/DM/DM_dop_201601.pdf>.
  6. Doporučený postup. Doporučený postup péče o diabetes mellitus 2. typu. 2016. Dostupné také z URL <http://www.diab.cz/dokumenty/doporuceni_DM_2015-2.pdf>.
  7. Doporučený postup. Diabetes mellitus - laboratorní diagnostika a sledování stavu pacientů. 2015. Dostupné také z URL <http://www.cskb.cz/res/file/doporuceni/DM/DM_dop_201601.pdf>.
  8. MURRAY, Robert K, Daryl K GRANNER a Victor W RODWELL. Harper's Illustrated Biochemistry. 27. vydání. New York : Lange Medical Books/McGraw-Hill, 2006. 692 s. a Lange medical book; s. 190-194. ISBN 978-0-07-125300-0.
  9. a b HOHENBERGER, E.F. a H KIMLING. Compendium urinanalysis. Urinanalysis with test strip [online] . 1. vydání. Mannheim : Roche Diagnostics, 2008. 105 s. Dostupné také z <http://www.diavant.info/diavant/servlet/MDBOutput?fileId=1392>. 
  10. PLIVA-Lachema Diagnostika. PHAN® diagnostické proužky k vyšetření moče [online]. Poslední revize 2009-12-04, [cit. 2010-03-21]. <https://www.erbalachema.com/cz/>.