Сахар в крови

На рисунке показаны колебания уровня сахара в крови (красный) и сахар контроля крови гормона инсулина (синий) у здоровых людей на протяжении дня с трехразовым питанием. Также показано влияние сладкой (пунктирная линия) и крахмалистой (сплошная линия) муки.

Под сахаром в крови принято понимать количество глюкозы в крови . Глюкоза - важный источник энергии для организма. Мозг , эритроциты и мозговое вещество почек зависят от глюкозы для производства энергии, все остальные клетки тела получают энергию в основном в жировом обмене . Глюкоза способна преодолевать гематоэнцефалический барьер и, таким образом, снабжает мозг.

В медицине уровень сахара в крови ( уровень сахара в крови , уровень глюкозы ) является важным измеренное значение. Если он постоянно увеличивается, может присутствовать сахарный диабет .

Низкий уровень сахара в крови может привести к снижению функции мозга , которые вызывают судороги, повышение адреналина и дрожащие руки и потеет. В ярко выраженной форме гипогликемия приводит к шоку . Обычно он обнаруживается при очень редкой инсулиноме , но в некоторых случаях также как ранний симптом диабета 2 типа, редко даже без дальнейших заболеваний после еды с быстро усваиваемыми углеводами . Это частое осложнение некоторых лекарств при лечении сахарного диабета.

Тестирование глюкозы в крови

Глюкометр с тест-полосками, ланцетным барабаном и устройством для прокалывания

Уровень сахара в крови измеряется в образце крови , обычно в капиллярной крови . С точки зрения точности измерений следует различать измерения, сделанные самим пациентом с использованием глюкометров, и измерения более высокого качества в лаборатории.

В большинстве стран это единица измерения , соответствующая СИ (будет Международная система единиц ), ммоль / л ( миллимоль на литр). В западной части Германии (и Берлине), как и в США, Польше, Франции, Италии, Японии или Австрии, более старая (но также совместимая с системой СИ) единица измерения мг / дл (миллиграммы на децилитр, синонимом этого не является) Единица измерения в системе СИ, мг% ).

Уровень сахара в крови может быть определен очень быстро и в значительной степени надежно с помощью приборов для измерения сахара в крови, которые могут быть дополнительно доступны с единицами измерения, запрограммированными производителем в ммоль / л или мг / дл. Используются различные активные принципы, см. Раздел Активные принципы. Системы измерения сахара в крови могут быть прописаны, если установлено показание, и они возмещаются страховыми компаниями.

Некоторое время были доступны измерительные устройства, которые могли отображать результат либо в мг / дл, либо в ммоль / л. По данным Федерального института лекарственных средств и медицинских устройств , это привело к путанице в основных единицах измерения в нескольких случаях, что привело к неправильной дозировке инсулина . По этой причине конвертируемые устройства были сняты с рынка с четвертого квартала 2006 года. Похожая проблема была в Швейцарии .

Преобразование ммоль / л ↔ мд / дл:

${\ Displaystyle 1 \, \ mathrm {ммоль / л} = 18 {,} 02 \, \ mathrm {мг / дл} \ qquad {\ text {или}} \ qquad 1 \, \ mathrm {мг / дл} = {\ frac {1} {18 {,} 02}} \, \ mathrm {ммоль / л}}$

Нормальные значения

У людей нормальные значения:

• натощак: 70–99 мг / дл, что соответствует 3,9–5,5 ммоль / л.
• после высокоуглеводной еды:
  • максимум до 160 мг / дл, что соответствует 8,9 ммоль / л
  • ниже 140 мг / дл через 2 часа, что соответствует 7,8 ммоль / л

Однако значения различаются в зависимости от литературного источника и исследуемого материала (венозная плазма, венозная цельная кровь или капиллярная цельная кровь - см. Таблицы). Уровень сахара в крови натощак (NBZ)> 5,5 ммоль / л или> 99 мг / дл (по другим источникам> 6,1 ммоль / л или 110 мг / дл) указывает на нарушение толерантности к глюкозе, значения натощак> 125 мг / дл или> 6,9 ммоль / л при сахарном диабете . В качестве осложнения значительно повышенные значения в контексте лечения ран приводят к более длительному или нарушенному заживлению ран. В случае необходимости при диагностировании сахарного диабета необходимо использовать инсулин для ускорения заживления ран .

Сокращения в таблице выше

• IFG = нарушение уровня глюкозы натощак (буквально: нарушение уровня глюкозы натощак)
• IGT = нарушение толерантности к глюкозе (буквально: нарушение толерантности к глюкозе)

Слишком высокий уровень сахара в крови называется гипергликемией , а гипогликемия - слишком низким . Особая форма гемоглобина , HbA1c , способна воспроизводить уровень сахара в крови в течение максимум трех месяцев и поэтому также называется «памятью уровня сахара в крови». Гемоглобин - это красный кровяной пигмент в эритроцитах , переносящий кислород. HbA1c - это гемоглобин, который гликирован неферментативно из-за чрезмерно высокой концентрации сахара в крови . HbA1c предоставляет информацию за последние три месяца, поскольку продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней.

Методы измерения

По сути, существует три метода измерения, которые стали применяться для самоконтроля глюкометров .

Оптическое измерение

При оптическом измерении кровь из тест-полоски втягивается через капилляр в видимое снаружи тестовое поле. Здесь хранятся различные химические вещества, которые вступают в реакцию с кровью и меняют цвет тестового поля. Это изменение цвета регистрируется измерительным устройством и определяется по продолжительности и силе изменения уровня сахара в крови.

Амперометрическое измерение

Амперометрическое измерение сахара в крови

При амперометрическом измерении кровь из тест-полоски всасывается в тестовое поле через капилляр . В тестовом поле кровь контактирует с глюкозооксидазой и различными электродами . Измерительный прибор подает определенное электрическое напряжение (примерно 300–600 мВ) на эти электроды и измеряет ток , протекающий по электродам с течением времени . Устройство определяет уровень сахара в крови по измеренному току. Ток пропорционален концентрации глюкозы в жидкости в защитной оболочке (сенсорная площадь капилляра). Этот метод также является доминирующим в коммерческих приложениях при использовании сенсора для непрерывного измерения глюкозы .

Неинвазивное измерение

В случае без травм, так называемых неинвазивных методов, уровень сахара в крови может отображаться, отслеживаться или регистрироваться с течением времени без необходимости забора крови. С помощью этих и подобных методов измерения в основном возможна постоянная запись или отображение динамики (мониторинг) уровня сахара в крови.

• С помощью широкополосного лазера в среднем инфракрасном диапазоне (MIR) уровень сахара в крови можно определить через кожу без травм с помощью «многоволновой денситометрии».
• Оптический спектральный анализ глазного дна, которое очень хорошо снабжается кровью, может дать очень точные значения. Имплантированный в глаз пассивный микросенсор также может повысить качество измерений.
• С помощью постоянно имплантированного микроспектрометра без движущихся компонентов можно проводить спектроскопические измерения уровня сахара в крови в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК) ( ИК-спектроскопия ). Этот датчик передает свои измеренные значения на устройство отображения с пассивным транспондером .

Эти и другие неинвазивные методы все еще исследуются или проходят клиническую апробацию (особенно в США). Чувствительный к глюкозе наносенсор был недавно разработан в Северо-Восточном американском университете в Бостоне, наночастицы которого вводятся как татуировка и флуоресцируют при высоком уровне сахара в крови. В Университете Брауна разрабатывается метод, использующий плазмонную интерферометрию для измерения содержания глюкозы в слюне .

Запуск на рынок неинвазивного измерения уровня глюкозы в крови с использованием спектроскопических методов измерения в ближнем инфракрасном (NIR) диапазоне с помощью экстракорпоральных измерительных устройств до сих пор не удался, поскольку эти устройства могут определять уровень сахара в тканях, т.е. ЧАС. Определите глюкозу на объем облучаемой ткани тела, а не уровень сахара в крови на объем крови, потому что измерительный луч должен проникать в ткань тела для измерения.

Определение глюкозы в моче

Также можно измерить уровень глюкозы в моче. Однако глюкоза может быть обнаружена в моче только в том случае, если концентрация глюкозы значительно увеличена и превысила определенное значение. Это значение зависит от так называемого порога почек у соответствующего испытуемого . Однако этот порог почек очень ненадежен и легко разрушается. Например, во время беременности порог почек может опускаться ниже 120 мг / дл (6,7 ммоль / л), у здоровых людей он может также превышать 200 мг / дл (11,1 ммоль / л). Даже легкое заболевание почек может изменить порог почек. Из-за относительно высокой надежности и хорошей доступности устройств для измерения уровня сахара в крови при таких же высоких ценах на измерительные полоски определение сахара в моче можно считать устаревшим.

регулирование

Упрощенное представление сигнального каскада глюкагона или адреналина для расщепления гликогена. Пожалуйста, обратитесь к тексту для подробностей.

Упрощенная иллюстрация сигнального каскада инсулина для наращивания гликогена. Пожалуйста, обратитесь к тексту для подробностей.

Уровень сахара в крови регулируется взаимодействием двух пептидных гормонов в в поджелудочной железе . Эта железа содержит сенсорные системы уровня сахара в крови в своих α- и β-клетках , которые реагируют следующим образом:

• когда уровень сахара в крови падает («сигнал голода»), выделяется глюкагон . Этот гормон активирует гликогенфосфорилазу (PYG) в печени , которая инициирует распад гликогена до глюкозы ( катаболическая ветвь ) (верхний рисунок).
• Когда уровень сахара в крови повышается, секретируется инсулин , который запускает серию реакций потребления глюкозы, особенно в печени ( анаболическая ветвь ). Центральное значение здесь имеет непрямая активация гликогенсинтазы (GYS), которая использует избыток глюкозы для накопления гликогена, запасающего энергию («животный крахмал») (нижний рисунок).

Кроме того, адреналин активирует гликогенфосфорилазу в клетках скелетных мышц. Повышенный уровень аденозинмонофосфата в печени и мышцах также активирует фермент, как и высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума с последующим связыванием с кальмодулином .

Распад и накопление гликогена строго регулируются фосфорилированием ключевых ферментов гликогенфосфорилазы (PYG) и гликогенсинтазы (GYS), поэтому они никогда не работают одновременно. В ситуациях дефицита энергии оба фермента фосфорилируются киназами; этот процесс стимулирует фосфорилазу, но подавляет синтазу. Если есть избыток глюкозы, ситуация меняется на противоположную под действием фосфатаз : потеря остатков фосфата инактивирует PYG, но активирует GYS.

Сигналы глюкагона и инсулина усиливаются посредством сигнальных каскадов. Протеинкиназы находятся в центре обоих сигнальных путей: каждая киназа фосфорилирует несколько молекул нижестоящей киназы.

• В случае глюкагона или адреналина активируется G-белок- зависимый рецептор ( GPCR , тип семи трансмембранных спиралей). Аденилатциклаза , фермент, продуцирующий второй мессенджер цАМФ , активируется через белок G _s . Это инициирует каскад протеинкиназы A (PKA), в конце которого находится гликогенфосфорилаза (PYG). После фосфорилирования он активируется (PYG  a ). Это высвобождает глюкозо-1-фосфат из гликогена, который изомеризуется в глюкозо-6-фосфат и может вступать в гликолиз . В то же время PKA также фосфорилирует гликогенсинтазу (GYS  a ), которая неактивна в своей фосфорилированной форме (GYS  b ).
• В случае инсулина активируется рецепторная тирозинкиназа (RTK). На пути передачи сложных сигналов, в том числе протеинкиназа В (Р) активируются (см нижней панели, А). PKB фосфорилирует киназу гликогенсинтазы 3 , GSK3, которая, таким образом, инактивируется. GSK3 представляет собой киназу, которая фосфорилирует гликогенсинтазу и, таким образом, инактивирует ее (GYS  b ). GSK3 конкурирует с фосфатазой, протеинфосфатазой 1 (PP1). Поскольку GSK3 больше не может работать, появляется все больше и больше гликогенсинтазы в ее дефосфорилированной форме (GYS I, см. Рисунок ниже, B). PKB также активирует фосфодиэстеразу, PDE, которая гидролизует цАМФ до AMP. В результате путь сигнала для PKA также гаснет.

Смотри тоже

• Глюкокиназа
• Ауторегуляция глюкозы

веб ссылки

Викисловарь: уровень сахара в крови  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы

Индивидуальные доказательства

1. ↑ Марк Э. Дэйли: Острое влияние на чувствительность к инсулину и суточные метаболические профили продуктов с высоким содержанием сахарозы по сравнению с диетой с высоким содержанием крахмала . (PDF) В: Американское общество клинического питания (ред.): Am J Clin Nutr 1998 . № 67, 1998, стр. 1186-1196. Проверено 19 февраля 2011 года.
2. ↑ Руководство по контролю постпрандиального диабета (PDF; 920 kB) Международная федерация диабета . P. 22, 2008. Архивировано из оригинального 28 июня 2011 года Проверено 30 июля 2011.
3. ↑ Определение и диагностика сахарного диабета и промежуточной гипергликемии ( английский , PDF; 1,6 МБ) В: Всемирная организация здравоохранения . who.int. P. 36. 2006. Проверено 20 февраля 2011 г.
4. ↑ ^{a b} М. А. Рахим, А. К. Азад Хан, К. Нахар, С. М. Али, А. Хуссейн: Нарушение глюкозы натощак и нарушение толерантности к глюкозе у сельского населения Бангладеш. В: Бюллетень Совета по медицинским исследованиям Бангладеш , том 36, номер 2, август 2010 г., стр. 47-51, PMID 21473200 , ISSN  0377-9238 .
5. ↑ Пол-Мартин Холтерхус и др.: Диагностика, терапия, контроль прогрессирования сахарного диабета у детей и подростков (PDF), deutsche-diabetes-gesellschaft.de, 2010, стр. 18 (по состоянию на 20 февраля 2011 г.).
6. ↑ W. Kerner, J. Brückel: Определение, классификация и диагностика сахарного диабета (PDF; 846 kB) DDG. 1 октября 2012 г. Проверено 1 апреля 2013 г.
7. ^ EF Pfeiffer: Сенсор глюкозы: недостающее звено в терапии диабета. В: Horm Metab. Res. Vol. 24, 1990, pp. 154–164.
8. ^ К лазерам среднего ИК диапазона с широким усилением . (PDF; 1,7 МБ) Институт Фраунгофера IAF, 2003.
9. ↑ Неинвазивное определение уровня глюкозы в крови . ( Памятка от 6 июля 2007 г. в Интернет-архиве ) Университет Карлсруэ, Институт технологий и обработки информации, 2004 г.
10. ↑ Измерение и регулирование уровня сахара в крови in vivo . RWTH Aachen, Кафедра медицинских информационных технологий.
11. ↑ Лаборатория Кларка | Наносенсоры. В: nuweb9.neu.edu. Архивировано из оригинала на 27 июля 2011 года ; Проверено 27 июля 2011 года . 
12. ^ Винс С. Сиу, Цзин Фэн, Патрик В. Фланиган, Г. Тайхас Р. Палмор, Доменико Пацифичи: «Плазмонная кювета»: химия красителя в сочетании с плазмонной интерферометрией для определения уровня глюкозы . В кн . : Нанофотоника . Лента 3 , вып. 3 , 6 мая 2014 г., стр. 125-140 , DOI : 10,1515 / nanoph-2013-0057 . 
13. ^ J Feng, VS Siu, A Roelke, V Mehta, SY Rhieu, GT Palmore, D Pacifici: Наноразмерные плазмонные интерферометры для многоспектрального высокопроизводительного биохимического зондирования . В: Nano Lett. Лента 12 , вып. 2 , 8 февраля 2012 г., стр. 602-609 , DOI : 10.1021 / nl203325s , PMID 22200183 . 
14. ↑ ^{а б в} Гизела Бек, Ульрике Боммас-Эберт, Тимо Бранденбургер: экзамен по физике знаний . Георг Тиме, Штутгарт 2009, ISBN 978-3-13-152131-6 , стр. 521.
15. ↑ Гораций Роберт Хортон: Биохимия . Пирсон, Германия, 2008 г., ISBN 978-3-8273-7312-0 , стр. 504.