Методы исследования углеводного обмена

Определение глюкозы в крови, плазме (сыворотке) и спинно-мозговой жидкости глюкозооксидазным методом

Принцип метода

Глюкоза в присутствии фермента глюкозооксидазы окисляется кислородом воздуха с образованием в ходе реакции перекиси водорода. Перекись водорода в присутствии фермента пероксидазы окисляет ортотолидин с образованием окрашенного соединения, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию глюкозы.

Нормальное содержание глюкозы — 4,1—5,9 ммоль/л, в возрасте от 60 до 90 лет — 4,6—6,4 ммоль/л, у детей — 3,3—5,6 ммоль/л.

 

Лабильный показатель

Уровень глюкозы в крови, плазме (сыворотке) — лабильный показатель. Он отражает ее содержание в крови только в течение 15 мин. Повторное определение (после 15 мин), может показать другой уровень из-за быстрого изменения ее концентрации.

Содержание глюкозы в моче характеризуют ее уровень за 4 — 6 ч, в суточной моче — за 24 ч.

 

Тест толерантности к глюкозе (ТТГ).

В случаях потенциального, латентного сахарного диабета с субклиническим, асимптоматическим его течением, уровень глюкозы в крови обычно не выходит за пределы физиологических колебаний, но может повышаться под влиянием психической или физической травмы, интоксикации, беременности и т. д.

Если результаты анализа глюкозы в крови и моче не выявляют существенных отклонений от нормы, для подтверждения диагноза заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена, прибегают к постановке тестов толерантности к глюкозе.

Проба с однократной нагрузкой глюкозой.

Порядок выполнения ТТГ:

На протяжении 3 суток до проведения нагрузки обследуемый придерживается диеты, содержащей достаточное количество углеводов, но не слишком богатой белком и жирами.

Однократная нагрузка глюкозой заключается в приеме внутрь 50-75г глюкозы (или 75-100 г сахара), которую растворяют в 150-200мл теплой кипяченой воды или слабого чая и выпивают в течение не более 5мин. Количество глюкозы для нагрузки зависит от массы пациента и обычно назначается эндокринологом.

Кровь из пальца берут натощак (до нагрузки), а также через 1 и 2 ч после приема глюкозы. В конце исследования собирают мочу для определения глюкозы. Примечание.

У детей ТТГ осуществляют так же, как и у взрослых, изменяя лишь дозу вводимой глюкозы. Рекомендуемые дозы глюкозы для детей:

в возрасте от 1,5 до 3 лет - 2,0г\кг массы тела,

в возрасте от 3 до 12 лет - 1,75 г\кг массы тела,

после 12 лет - 1,5 г\кг массы тела.

Для интегральной оценки гликемических кривых предложено вычислять различные коэффициенты.

Гипергликемический коэффициент (Бодуэна), равный отношению показателей наибольшей концентрации глюкозы в крови после нагрузки к концентрации глюкозы в крови натощак:

К_Б=В\А,

где В -максимальный уровень глюкозы,

А - исходный уровень глюкозы.

В норме К_Б составляет 1,4- 1,5.

Постгликемический коэффициент (Рафальского) представляет собой отношение концентрации глюкозы, определенной через 2ч после нагрузки, к концентрации глюкозы в крови натощак (исходный уровень глюкозы):

К_Р=С\А,

где С - уровень глюкозы, определенный через 2ч после нагрузки,

А - исходный уровень глюкозы.

В норме, у практически здоровых взрослых людей К_Р составляет 0,9-1,1. Увеличение коэффициентов отражает нарушение процессов регуляции углеводов в организме. Это бывает при: сахарном диабете, гиперфункции передней доли гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поражении ЦНС и расстройстве вегетативной нервной системы, инфекционных и воспалительных заболеваниях, панкреатите.

Проба с двойной нагрузкой (по Штаубу-Трауготту).

У здоровых людей повторный прием глюкозы через 1ч после первого вызывает значительно меньший подъем глюкозы, чем первоначальный, или его не будет вообще. Это явление называется положительным эффектом Штауба-Трауготта и отражает интенсивную продукцию инсулина поджелудочной железой в ответ на гипергликемию.

У больных СД, у которых островки Лангерганса поджелудочной железы выделяют лишь незначительное количество инсулина, после повторного введения глюкозы (либо сахара) наблюдается столь же выраженное возрастание ее концентрации в крови (или даже еще более значительное), как и после первой нагрузки углеводами. Это – отрицательный эффект Штауба-Трауготта, что отражает недостаточный эффект инсулина.

 

ДИАБЕТ САХАРНЫЙ - заболевание, обусловленное абсолютной или относительной недостаточностью инсулина и характеризующееся грубым нарушением обмена углеводов с гипергликемией и глкжозурией, а также другими нарушениями обмена веществ.

Этиология сахарного диабета. Имеют значение наследственное предрасположение, аутоиммунные, сосудистые нарушения, ожирение, психические и физические травмы, вирусные инфекции.

Патогенез сахарного диабета. При абсолютной недостаточности инсулина снижается уровень инсулина в крови вследствие нарушения его синтеза или секреций р-клетками островков Лангерганса. Относительная инсулиновая недостаточность может являться результатом снижения активности инсулина вследствие его повышенного связывания с белком, усиленного разрушения ферментами печени, преобладания эффектов гормональных и негормональных антагонистов инсулина (глюкагона, гормонов коры надпочечников, щитовидной железы, гормона роста, неэстерифицированных жирных кислот), изменения чувствительности инсулинзависимых тканей к инсулину.

Недостаточность инсулина приводит к нарушению углеводного, жирового и белкового обмена. Снижается проницаемость для глюкозы клеточных мембран в жировой и мышечной ткани, усиливаются гликогенолиз и глкжонеогенез, возникают гипергликемия, глюкозурия, которые сопровождаются полиурией и полидипсией. Снижается образование и усиливается распад жиров, что приводит к повышению в крови уровня кетоновых тел (ацетоуксусной, |3-оксимасля-ной и продукта конденсации ацетоуксусной кислоты - ацетона). Это вызывает сдвиг кислотно-щелочного состояния в сторону ацидоза, способствует повышенной экскреции ионов калия, натрия, магния с мочой, нарушает функцию почек.

Щелочной резерв крови может уменьшиться до 25 об.% СО₂ рН крови снизиться до 7,2-7,0. Происходит снижение буферных оснований. Повышенное поступление неэтерифицированных жирных кислот в печень вследствие липолиза приводит к повышенному образованию триглицеридов. Наблюдается усиленный синтез холестерина. Снижается синтез белка, в том числе и антител, что поиводит к уменьшению сопротивляемости инфекциям. Неполноценный синтез белка является причиной развитая диспротеинемии (уменьшение фракции альбуминов и увеличение осглобулинов). Значительная потеря жидкости вследствие полиурин приводит к обезвоживанию организма. Усиливается выделение из организма калия, хлоридов, азота, фосфора, кальция.

Критерии диагностики:

- концентрация глюкозы в капиллярной или цельной венозной крови (проводится натощак, через 2-х часовой перерыв после загрузки глюкозой) и в плазме;
- анализ мочи на ацетон и сахар;
- определение:

1) HbA1c или гликолизированного гемоглобина.
2) С-пептида для последующей дифференциальной установки ИЗСД и ИНСД.
3) Уровня инсулина.
4) Наличия антител к инсулину, декарбоксилазе глютаминовой кислоты.
5) Наличия аутинтотел к антигену островковых клеток.

 

 

Классификация белков

Все белки в зависимости от строения делятся на:

I. Простые – протеины, состоящие только из аминокислот,

II. Сложные – протеиды, молекулы которых, помимо белковой части, имеют и небелковую простетическую (от prosteto- присоединяться) группу.

Протеины представляют собой простые белки, состоящие только из белковой части (АК). К ним относятся:

а) белки крови - альбумины и глобулины; в сыворотке крови между этими белками существует постоянное соотношение – альбумино-глобулиновый коэффициент (А/Г). В норме А/Г = 1,7-2,3 и имеет важное диагностическое значение.

б) протамины и гистоны (входят в состав нуклеопротеидов);

в) коллаген (белок соединительной ткани, находится в коже, хрящах).

Название протеида определяется названием его небелковой части (простетической группы).

Нуклеопротеиды – их небелковая часть представлена нуклеиновыми кислотами: дезоксирибонуклеиновой (ДНК) и рибонуклеиновой (РНК). Нуклеиновые кислоты участвуют в хранении и передаче наследственной информации о синтезе белков.

Хромопротеиды являются сложными белками, простетическая группа которых представлена окрашенными соединениями. К хромопротеидам относятся гемоглобин, миоглобин (белок мышц), ряд ферментов (каталаза, пероксидаза, цитохромы), а также хлорофилл, содержащийся в растениях.

Гликопротеиды представляют собой сложные белки, простетическая группа которых образована производными углеводов (аминосахарами, гексуроновыми кислотами).

Фосфопротеиды имеют в качестве небелкового компонента фосфорную кислоту. Представителями данных белков являются казеиноген молока, вителлин (белок желтков яиц), ихтулин (белок икры рыб).

Липопротеиды – сложные белки, простетическая группа которых образована липидами. Они условно подразделяются на растворимые в воде липопротеиды, встречающиеся в крови, и протеолипиды – жиро-растворимые структурные компоненты клеточных мембран.

Металлопротеиды сложные белки, содержащие помимо белковой части ионы какого-либо одного или нескольких металлов.

1. Представителями являются белки, содержащие негеминовое железо:

¨ Ферритин – высокомолекулярный водорастворимый сложный белок, сосредо-точен он в основном в селезенке, печени, костном мозге. Выполняет роль депо Fe в организме.

¨ Трансферрин – растворимый в воде железопротеид, входит в состав b-глобу-линов сыворотки крови. Трансферрин – физиологический переносчик Fe²⁺ в организме. Молекула трансферрина содержит 2 атома Fe²⁺.

¨ Гемосидерин состоит из белковых компонентов, Fe, нуклеотидов и углеводов, содержится в ретикуло-эндотелиальных клетках печени и селезёнки. (Изучен недостаточно).

2. Ферменты, для которых металл служит или мостиком между белковым компонентом и субстратом, или (что более вероятно) металл непосредственно выполняет каталитическую функцию.

Функции белков в организме.

Белки - сложные азотсодержащие соединения, мономерами (конечными продуктами распада) которых являются а-аминокислоты. Это высокомолекулярные соединения. Аминокислотный состав разных белков неодинаков, он является важнейшей характеристикой каждого белка и критерием его оценки в питании.

В организме человека белки выполняют следующие функции:

1. Пластическую. На долю белков приходится 15-20% сырой массы различных тканей (липиды и углеводы составляют 1-5 %). Белки являются главным строительным материалом клетки и межклеточного вещества. Они вместе с фосфолипидами образуют остов всех биологических мембран.
2. Каталитическую. Белки служат основным компонентом всех ферментов. Ферментам принадлежит решающая роль в ассимиляции пищевых веществ организмом человека и в регуляции всех внутриклеточных обменных процессов.
3. Гормональную. Большая часть гормонов по своей природе является белками или полипептидами. К их числу принадлежат гормоны гипофиза (АКТГ, соматотропный, тиреотропный и др.), инсулин, паратиреоидный гормон.
4. Специфичности. Белки обеспечивают тканевую индивидуальную и видовую специфичность, лежащую в основе проявлений иммунитета и аллергии, а также защиту организма от чужеродных антигенов.
5. Транспортную. Белки участвуют в переносе кровью кислорода (гемоглобин), липидов (липопротеиды), углеводов (гликопротеиды), некоторых витаминов, гормонов, лекарственных веществ и др. Специфические белки-переносчики обеспечивают проникновение минеральных веществ и витаминов через мембраны клеток и субклеточных структур.