Қандағы глюкоза деңгейі

Кіріспе

Қандағы глюкозаның концентрациясы (Гликемия)

Қандағы қант деңгейі, қандағы қант мөлшері, қандағы глюкоза деңгейі немесе гликемия – қандағы глюкозаның концентрациясын өлшеу. Организм метаболизмінің гомеостазының бір бөлігі ретінде қандағы глюкоза деңгейін қатаң түрде реттейді. Қанда айналмаған глюкоза қаңқа бұлшық еттері мен бауыр жасушаларында гликоген түрінде сақталады.

Бірліктер

Қандағы глюкоза деңгейін өлшеудің екі тәсілі бар: Ұлыбританияда және Ұлттар Достастығы елдерінде (Австралия, Канада, Үндістан және т.б.) және бұрынғы КСРО елдерінде молярлық концентрация, mmol/L (миллимоль/литр немесе миллимоль, қысқартылған mM) өлшенеді. АҚШ-та, Германияда, Жапонияда және көптеген басқа елдерде массалық концентрация mg/dl (миллиграмм/децилитр) өлшенеді. Глюкозаның молекулалық массасы C6H12O6 шамамен 180 г/моль болғандықтан, екі бірлік арасындағы айырма шамамен 18 есеге тең, сондықтан 1 ммоль/л глюкоза 18 мг/дл-ге баламалы. Американдық Диабет қауымдастығының мәліметінше, қант диабетімен ауыратын адамдарда ашқарындағы қандағы глюкоза деңгейі 3,9 – 7,2 ммоль/л (70 – 130 мг/дл) аралығында болуы керек, ал тамақтан кейін екі сағаттан соң 10 ммоль/л (180 мг/дл)-ден кем болуы тиіс (қандағы глюкоза деңгейін өлшейтін құрылғы арқылы). Нормативтік мәндер әртүрлі зертханаларда сәл өзгеше болуы мүмкін. Глюкоза гомеостазы қалыпты жұмыс істеген кезде қандағы қант деңгейін шамамен 4,4–6,1 ммоль/л (79–110 мг/дл) (ашқарындағы қандағы глюкоза тесті арқылы өлшенген) тар диапазонға келтіреді. Адамдардағы плазмадағы ашқарындағы қандағы глюкозаның орташа деңгейі шамамен 5,5 ммоль/л (100 мг/дл) құрайды; алайда, бұл деңгей күні бойы ауытқуы мүмкін. Диабеті жоқ және ораза ұстамайтын адамдарда қандағы қант деңгейі 6,9 ммоль/л (125 мг/дл)-ден төмен болуы керек. Тамақтанған кезде немесе көмірсуларға толы тағамдарды қабылдағанда, қандағы глюкоза деңгейі көбінесе қалыпты шекте қалады. Дегенмен, тамақтан кейін қандағы глюкоза деңгейі диабеті жоқ адамдарда уақытша түрде 7,8 ммоль/л (140 мг/дл) дейін немесе одан сәл жоғары көтерілуі мүмкін. Қан мен дене сұйықтықтарындағы глюкозаның нақты мөлшері өте аз. Денесінде 5 литр қан көлемі бар сау ересек ер адамдағы 5,5 ммоль/л (100 мг/дл) қандағы глюкоза деңгейі 5 граммға тең, бұл шамамен бір шай қасық қантқа баламалы. Бұл мөлшердің өте аз болуының себебі, глюкозаның жасушаларға сіңуін қамтамасыз ету үшін ферменттер глюкозаға фосфат немесе басқа топтарды қосып өзгертеді.

There are two ways of measuring blood glucose levels: In the United Kingdom and Commonwealth countries (Australia, Canada, India, etc.) and ex USSR countries molar concentration, measured in mmol/L (millimoles per litre, or millimolar, abbreviated mM). In the United States, Germany, Japan and many other countries mass concentration is measured in mg/dl (milligrams per decilitre). Since the molecular mass of glucose C6H12O6 is approximately 180 g/mol, the difference between the two units is a factor of about 18, so 1 mmol/L of glucose is equivalent to 18 mg/dL. According to the American Diabetes Association, the fasting blood glucose target range for diabetics, should be 3.9 7.2 mmol/L (70 130 mg/dL) and less than 10 mmol/L (180 mg/dL) two hours after meals (as measured by a blood glucose monitor). Normal value ranges may vary slightly between laboratories. Glucose homeostasis, when operating normally, restores the blood sugar level to a narrow range of about 4.4 to 6.1 mmol/L (79 to 110 mg/dL) (as measured by a fasting blood glucose test). The global mean fasting plasma blood glucose level in humans is about 5.5 mmol/L (100 mg/dL); however, this level fluctuates throughout the day. Blood sugar levels for those without diabetes and who are not fasting should be below 6.9 mmol/L (125 mg/dL). Despite widely variable intervals between meals or the occasional consumption of meals with a substantial carbohydrate load, human blood glucose levels tend to remain within the normal range. However, shortly after eating, the blood glucose level may rise, in non diabetics, temporarily up to 7.8 mmol/L (140 mg/dL) or slightly more. The actual amount of glucose in the blood and body fluids is very small. In a healthy adult male of with a blood volume of 5 L, a blood glucose level of 5.5 mmol/L (100 mg/dL) amounts to 5 g, equivalent to about a teaspoonful of sugar. Part of the reason why this amount is so small is that, to maintain an influx of glucose into cells, enzymes modify glucose by adding phosphate or other groups to it.

Басқа жануарлар

Жалпы алғанда, үй жануарларындағы қандағы қант деңгейі көптеген бірқарын сүтқоректілерге қарағанда төмен болады. Дегенмен, бұл жалпылама ереже жабайы қайырушылар мен түйе тұқымдастарына қатысты емес. Сарысудағы глюкозаның мг/дл-мен өлшенгенде, сиырларда 42-ден 75-ке дейін, қойларда 44-тен 81-ге дейін, ешкілерде 48-ден 76-ға дейін, мысықтарда 61-ден 124-ке дейін, иттерде 62-ден 108-ге дейін, жылқыларда 62-ден 114-ке дейін, шошқаларда 66-дан 116-ға дейін, қояндарда 75-тен 155-ке дейін, ал ламаларда 90-нан 140-қа дейін нормативтік көрсеткіштер тіркелген. Тұтқынға алынған тау ешкілерінде (Oreamnos americanus) сарысудағы глюкозаның 90% эталондық интервалы 26-дан 181 мг/дл-ге тең екені анықталған, бұл ретте қуу мен тұтқынға алудың өлшенген деңгейлерге әсері байқалмаған. Белуга киттері үшін сарысудағы глюкозаның 25-75% диапазоны 94-тен 115 мг/дл шамасында бағаланған. Ақ мүйіз бұғысы бойынша жүргізілген бір зерттеуде 95% диапазон 28-ден 140 мг/дл-ге тең екені көрсетілген. Гарпа тұнбалары үшін сарысудағы глюкоза деңгейі 4,9-ден 12,1 ммол/л [яғни 88-ден 218 мг/дл-ге дейін], ал қапталды тұнбалар үшін 7,5-тен 15,7 ммол/л [яғни шамамен 135-тен 283 мг/дл-ге дейін] құрады.

Қандағы қант деңгейінің жоғары болуы

Егер қандағы қант деңгейі тым жоғары болса, организм қысқа мерзімде аштықты басады. Ұзақ мерзімді гипергликемия көптеген денсаулық проблемаларын тудырады, оның ішінде жүрек ауруларын, қатерлі ісіктерді, көз, бүйрек және жүйке зақымдануын. Қандағы қант деңгейі 16,7 ммоль/л (300 мг/дл) жоғары болса, өлімге әкелуі мүмкін. Кетондардың деңгейі өте жоғары болады (көмірсулар аз диетадағыдан әлдеқайда жоғары), бұл кетоацидозды тудырады. ADA (Америкалық Диабет қауымдастығы) қандағы глюкоза 13,3 ммоль/л (240 мг/дл) деңгейіне жеткенде дәрігерге қарауды, ал кетондар болған жағдайда 15 ммоль/л (270 мг/дл) қандағы глюкоза деңгейінде шұғыл медициналық көмек алуды ұсынады. Гипергликемияның ең көп кездесетін себебі – диабет. Диабет болған жағдайда, дәрігерлер әдетте диабетке қарсы препараттарды емдеу ретінде тағайындайды. Көптеген пациенттердің пікірінше, метформин сияқты ескі, жақсы зерттелген диабетке қарсы препаратпен емдеу – бұл жағдайды басқарудың ең қауіпсіз, тиімді, арзан және ыңғайлы жолы. Диабеттің әртүрлі түрлеріне емдеу әртүрлі болады және емдеуге реакцияға байланысты әр адам үшін жекешеленеді. Диеталық өзгерістер мен физикалық жаттығулар да диабетті емдеу жоспарының бөлігі болуы мүмкін. Кейбір препараттар, мысалы, стероидтар (кортизон, гидрокортизон, преднизолон, преднизон және дексаметазон) диабетпен ауыратын адамдарда қандағы қант деңгейін көтеруі мүмкін.

Қандағы қант деңгейінің төмендеуі

Қандағы қант деңгейі 70 мг/дл-ден төмен болса, бұл жағдай қант деңгейінің төмендеуі деп аталады. Қант деңгейінің төмендеуі 1-типті диабетпен ауыратын адамдарда жиі кездеседі. Қант деңгейінің төмендеуіне бірнеше себеп бар, соның ішінде инсулиннің артық мөлшерде қабылдануы, жеткілікті мөлшерде көмірсулардың тұтылмауы, алкоголь ішу, биік тауларда болу, жасөспірлік шақ және етеккір. Егер қандағы қант деңгейі тым төмендесе, гипогликемия деп аталатын, қауіпті жағдай туындайды. Симптомдары: шаршаңқылық, ой-қиялының нашарлауы, тітіркену, дікілдеу, қол-аяқ бұлшықтарының әлсіздігі, терінің бозаруы, тершеңдік, ес-түссіздік. Гипогликемияның аса төмен деңгейінен кейін (2,2 ммоль/л немесе 40 мг/дл-ден төмен) қандағы глюкозаның қалыпты деңгейін қалпына келтіретін механизмдер тез және тиімді болуы керек, әйтпесе, глюкоза жетіспеушілігінен туындайтын ауыр салдарларды – шатасу немесе дененің тұрақсыздығын, ал ең нашар жағдайда (0,8 ммоль/л немесе 15 мг/дл-ден төмен) ес-түссіздік пен құрысуларды болдырмауға болады. Гипергликемиямен байланысты немесе онымен бірге жүретін, әсіресе ұзақ мерзімді перспективада (диабет немесе диабетке дейінгі жағдай, семіздік немесе артық салмақ, гиперлипидемия, гипертония және т.б.) болатын ауыр жағдайлар мен қауіптерді ескермей, қандағы глюкозаның жетіспеуі, әсіресе деңгейі өте төмен болса, метаболизм және тамақтану үшін глюкозаның маңыздылығына байланысты, уақытша болса да, одан көп болуынан қауіптірек. Бұл, әсіресе, белсенді метаболизмге ие немесе қандағы қант деңгейінің тұрақты түрде реттелуін қажет ететін мүшелерге (бауыр мен ми мысалы) қатысты. Симптомдық гипогликемия көбінесе диабет және бауыр ауруларымен (әсіресе түнде немесе тамақтан кейін) байланысты, емдеусіз немесе дұрыс емес емдеумен, сондай-ақ көмірсулардың нашар сіңуімен, физикалық жүктеме артуымен немесе дәрі-дәрмектермен бірге туындауы мүмкін. Көптеген басқа да сирек кездесетін аурулар, мысалы, қатерлі ісік те себеп болуы мүмкін. Ашаршылық, әсіресе тамақтану тәртібін бұзу (анорексия сияқты) соңында гипогликемияға әкеледі. Гипогликемиялық эпизодтар әр адамда және әртүрлі уақытта ауырлығы мен басталу жылдамдығы бойынша әртүрлі болуы мүмкін. Ауыр жағдайларда дереу медициналық көмек қажет, өйткені ми мен басқа тіндер зақымдануы мүмкін, тіпті қандағы глюкоза деңгейінің жетіспеуінен өлімге де соқтыруы мүмкін.

When the blood sugar level is below 70 mg/dL, this is referred to as having low blood sugar. Low blood sugar is very frequent among type 1 diabetics. There are several causes of low blood sugar, including, taking an excessive amount of insulin, not consuming enough carbohydrates, drinking alcohol, spending time at a high elevation, puberty, and menstruation. If blood sugar levels drop too low, a potentially fatal condition called hypoglycemia develops. Symptoms may include lethargy, impaired mental functioning; irritability; shaking, twitching, weakness in arm and leg muscles; pale complexion; sweating; loss of consciousness. Mechanisms that restore satisfactory blood glucose levels after extreme hypoglycemia (below 2.2 mmol/L or 40 mg/dL) must be quick and effective to prevent extremely serious consequences of insufficient glucose: confusion or unsteadiness and, in the extreme (below 0.8 mmol/L or 15 mg/dL) loss of consciousness and seizures. Without discounting the potentially quite serious conditions and risks due to or oftentimes accompanying hyperglycemia, especially in the long term (diabetes or pre diabetes, obesity or overweight, hyperlipidemia, hypertension, etc. ), it is still generally more dangerous to have too little glucose – especially if levels are very low – in the blood than too much, at least temporarily, because glucose is so important for metabolism and nutrition and the proper functioning of the body's organs. This is especially the case for those organs that are metabolically active or that require a constant, regulated supply of blood sugar (the liver and brain are examples). Symptomatic hypoglycemia is most likely associated with diabetes and liver disease (especially overnight or postprandial), without treatment or with wrong treatment, possibly in combination with carbohydrate malabsorption, physical over exertion or drugs. Many other less likely illnesses, like cancer, could also be a reason. Starvation, possibly due to eating disorders, like anorexia, will also eventually lead to hypoglycemia. Hypoglycemic episodes can vary greatly between persons and from time to time, both in severity and swiftness of onset. For severe cases, prompt medical assistance is essential, as damage to brain and other tissues and even death will result from sufficiently low blood glucose levels.

Глюкозаны өлшеу

Бұрын қандағы қант деңгейін өлшеу үшін қан үлгісі алу қажет болатын, төменде сипатталғандай. Бірақ 2015 жылдан бері үнемі қант деңгейін бақылайтын құрылғыны қолдануға болады, ол тері астына орналастырылған электродты қамтиды. Екі әдіс те, 2023 жылға дейін, қажетті жабдықтарға жылына жүздеген доллар немесе евро тұрады.

Үлгі көзі

Аштықтағы адамның глюкозасын тексеру артериялық, веноздық және капиллярлық қандағы глюкоза деңгейлерінің шамалас екенін көрсетеді. Бірақ тамақтанғаннан кейін капиллярлық және артериялық қандағы глюкоза деңгейі веноздық деңгейден айтарлықтай жоғары болуы мүмкін. Бұл айырмашылықтар кең ауқымды болғанымен, бір зерттеуде 50 грамм глюкоза қабылдағаннан кейін "капиллярлық қандағы глюкозаның орташа концентрациясы веноздық қандағы глюкозаның орташа концентрациясынан 35% жоғары" екені анықталды.

Сынама түрі

Глюкоза толық қанда, плазмада немесе сарысуда өлшенеді. Тарихи тұрғыдан алғанда, қандағы глюкоза деңгейі толық қан бойынша көрсетілетін, бірақ қазіргі кезде көптеген зертханалар плазма немесе сарысудағы глюкоза деңгейін өлшеп, хабарлайды. Қызыл қан жасушаларында (эритроциттерде) сарысуға қарағанда ақуыздың (мысалы, гемоглобиннің) концентрациясы жоғары болғандықтан, сарысуда судың мөлшері артық, демек, толық қанға қарағанда еріген глюкозаның мөлшері де көп. Толық қандағы глюкоза деңгейін сарысу/плазма деңгейіне айналдыру үшін 1,14-ке көбейту жалпы түрде қолданылады. Қан үлгісін тамырға енгізілген сұйықтықтармен ластанудан қорғау үшін, тамыр салған қолға қарама-қарсы қолдан қан алуға ерекше көңіл бөлу керек. Балама ретінде, тамырдан кейін кемінде 5 минутқа тоқтатып, қолды көтеріп, енгізілген сұйықтықты тамырдан шығарып алғаннан соң, сол қолдан да қан алуға болады. Назарсыздық үлкен қателерге әкелуі мүмкін, себебі 5% глюкоза ерітіндісімен (D5W) 10% ғана ластану қан үлгісіндегі глюкоза деңгейін 500 мг/дл немесе одан да көпке дейін көтере алады. Қандағы глюкозаның нақты концентрациясы, тіпті гипергликемия кезінде де өте төмен болады.

Өлшеу әдістері

Глюкозаны өлшеу үшін екі негізгі әдіс қолданылған. Біріншісі, әлі де кейбір жерлерде қолданылып жүрген, – бұл химиялық әдіс, ол глюкозаның ерекше емес тотығу-тотығу қасиеттерін пайдаланады, ол тотығу-тотығу реакциясы арқылы түсін өзгертетін индикатор затпен әрекеттеседі. Қанның басқа қосылыстарының да тотығу-тотығу қасиеттері бар (мысалы, урея, ол уремиялы науқастарда қалыптыдан жоғары болуы мүмкін), бұл әдіс кейбір жағдайларда қате көрсеткіштерді шығарады (5–15 мг/дл дейін). Глюкозаға тән ферменттерді қолданатын жаңа әдіс мұндай қатеге аз бейім. Ең көп қолданылатын екі фермент – глюкоза оксидазасы мен гексокиназа. Сондай-ақ қандағы глюкозаның орташа концентрациясын өлшеуге болады. Бұл әдіс соңғы 120 күндегі қандағы глюкозаның орташа деңгейін көрсететін гликозилденген гемоглобин деңгейін өлшеуге арналған. Қандағы глюкозаның нақты өлшемі медициналық зертханада гексокиназа, глюкоза оксидаза немесе глюкоза дегидрогеназа ферменттерін пайдалана отырып жүргізіледі. Зәрдегі глюкозаның көрсеткіштері, қандай тәсілмен алынса да, әлдеқайда аз маңызды. Бүйректің дұрыс жұмыс істеуі кезінде глюкоза бүйректің глюкозаға қатысты шекті деңгейінен асып кеткенге дейін зәрде пайда болмайды. Бұл кез келген қалыпты глюкоза деңгейінен едәуір жоғары және ауыр гипергликемиялық жағдайдың бар екендігінің белгісі. Алайда зәр көкчәуде сақталғандықтан, ондағы глюкоза соңғы рет зәр шығарылғаннан бері кез келген уақытта пайда болған болуы мүмкін. Метаболизм жағдайлары бірнеше факторлардың нәтижесінде тез өзгеріп отыратындықтан, бұл ақпарат кешігіп келеді және жағдайдың дамуы туралы ескерту бермейді. Қандағы глюкозаның деңгейін бақылау клиникалық тұрғыдан да, пациенттердің үйде бақылауы үшін де артық. Сау организмдегі зәрдегі глюкоза деңгейі алғаш рет 1965 жылы Ханс Реншлермен стандартталды және жарияланды. Глюкоза деңгейін бақылау үшін дем шығарылған ауа конденсатын пайдалану арқылы сынама алудың инвазивті емес әдісі пайда болды. Алайда бұл әдіске өте сезімтал глюкоза биосенсорлары қажет. I. Химиялық әдістер A. Тотығу-тотығу реакциясы 1. Сілтілі мыс тотығуын азайту Фоллин-Ву әдісі Көк түсті түпкі өнім Бенедикт әдісі Фоллин-Ву әдісін өзгертіп, зәрдегі сапалық глюкозаны анықтау. Нельсон-Сомоги әдісі Көк түсті түпкі өнім. Неокупроин әдісі * Сары-сары түсті неокупроин Шаeffer–Hartmann–Somogyi Мыс қосалқы өнімімен йодтың реакциясының принципі қолданылады. Артық I2 тиосульфатпен титрленеді. 2. Сілтілі феррицианид тотығуын азайту Hagedorn–Jensen Түссіз түпкі өнім; басқа да тотығу-тотығу реакциясына қатысатын заттар реакцияға кедергі келтіреді. B. Конденсация Ортотолуид әдісі Ароматты аминдер мен ыстық сірке қышқылын пайдаланады. Гликозиламин мен Шифтің базасын құрайды, ол жасыл түсті болады. Бұл ең нақты әдіс, бірақ қолданылған реагент уытты. Антрон (фенолдар) әдісі Ыстық сірке қышқылында гидроксиметил фурфуральды құрайды. II. Ферменттік әдістер A. Глюкоза оксидазасы Saifer–Gerstenfeld әдісі BUA, билирубин, глутатион, аскорбин қышқылы сияқты заттардың тотығу-тотығу реакциясын тежейді. Trinder әдісі Фенолмен тотығу-тотығу реакциясы арқылы 4-аминофеназонды қолданады. Креатинин, несеп қышқылы немесе гемоглобин деңгейінің жоғарылауына аз әсер етеді. Каталазамен тежеледі. Kodak Ektachem Құрғақ химия әдісі. Төменгі мөлдір пленка арқылы түстің интенсивтілігін өлшеу үшін спектрофотометрияны қолданады. Глюкометр – қандағы глюкозаны үйде бақылау әдісі. Глюкозооксидаза реагентімен сіңген таспаны қолданады. B. Гексокиназа NADP кофактор ретінде. NADPH (тотығу-тотығу реакциясының нәтижесінде алынған өнім) 340 нм-де өлшенеді. Г 6ПО4, гемолизделген үлгі болмаса, араласатын заттарды тежейтіндіктен, глюкозооксидаза әдісіне қарағанда анағұрлым нақты.

Two major methods have been used to measure glucose. The first, still in use in some places, is a chemical method exploiting the nonspecific reducing property of glucose in a reaction with an indicator substance that changes color when reduced. Since other blood compounds also have reducing properties (e. g., urea, which can be abnormally high in uremic patients), this technique can produce erroneous readings in some situations (5–15 mg/dL has been reported). The more recent technique, using enzymes specific to glucose, is less susceptible to this kind of error. The two most common employed enzymes are glucose oxidase and hexokinase. Average blood glucose concentrations can also be measured. This method measures the level of glycated hemoglobin, which is representative of the average blood glucose levels over the last, approximately, 120 days. More precise blood glucose measurements are performed in a medical laboratory, using hexokinase, glucose oxidase, or glucose dehydrogenase enzymes. Urine glucose readings, however taken, are much less useful. In properly functioning kidneys, glucose does not appear in urine until the renal threshold for glucose has been exceeded. This is substantially above any normal glucose level, and is evidence of an existing severe hyperglycemic condition. However, as urine is stored in the bladder, any glucose in it might have been produced at any time since the last time the bladder was emptied. Since metabolic conditions change rapidly, as a result of any of several factors, this is delayed news and gives no warning of a developing condition. Blood glucose monitoring is far preferable, both clinically and for home monitoring by patients. Healthy urine glucose levels were first standardized and published in 1965 by Hans Renschler. A noninvasive method of sampling to monitor glucose levels has emerged using an exhaled breath condensate. However this method does need highly sensitive glucose biosensors. I. Chemical methods A. Oxidation reduction reaction 1. Alkaline copper reduction Folin Wu method Blue end product Benedict's method Modification of Folin–Wu method for qualitative urine glucose. Nelson–Somogyi method Blue end product. Neocuproine method * Yellow orange color neocuproine Shaeffer–Hartmann–Somogyi Uses the principle of iodine reaction with cuprous byproduct. Excess I2 is then titrated with thiosulfate. 2. Alkaline Ferricyanide reduction Hagedorn–Jensen Colorless end product; other reducing substances interfere with reaction. B. Condensation Ortho toluidine method Uses aromatic amines and hot acetic acid. Forms glycosylamine and Schiff's base which is emerald green in color. This is the most specific method, but the reagent used is toxic. Anthrone (phenols) method Forms hydroxymethyl furfural in hot acetic acid II. Enzymatic methods A. Glucose oxidase Saifer–Gerstenfeld method Inhibited by reducing substances like BUA, bilirubin, glutathione, ascorbic acid. Trinder method Uses 4 aminophenazone oxidatively coupled with phenol. Subject to less interference by increases serum levels of creatinine, uric acid or hemoglobin. Inhibited by catalase. Kodak Ektachem A dry chemistry method. Uses spectrophotometry to measure the intensity of color through a lower transparent film. Glucometer Home monitoring blood glucose assay method. Uses a strip impregnated with a glucose oxidase reagent. B. Hexokinase NADP as cofactor. NADPH (reduced product) is measured in 340 nm. More specific than glucose oxidase method due to G 6PO4, which inhibits interfering substances except when sample is hemolyzed.