Более 90% всех растворимых низкомолекулярных углеводов крови приходится на глюкозу, кроме того, в небольших количествах могут присутствовать фруктоза и пентозы, а при патологии и галактоза.
Глюкоза распределена почти равномерно между плазмой и эритроцитами, поэтому может определяться в цельной крови, плазме и сыворотке крови. Нормальное содержание в крови составляет 3,3-5,5 мМ/л. В физиологических условиях в крови может повышаться после обильной углеводной пищи, физиологических нагрузок, сильных эмоций.
Гипергликемия наблюдается при многих патологических состояниях: сахарном диабете, панкреатите, травмах и сотрясениях головного мозга, энцефалите, муковисциидозе, психическом возбуждении, отравлениях окисью углерода, ртутью. В зависимости от тяжести сахарного диабета уровень глюкозы натощак составляет : при легкой степени – 6,7-7,8 мМ/л.
Гипогликемия бывает при передозировке инсулина, заболеваниях поджелудочной железы, злокачественных заболеваниях, некоторых инфекционных и токсических поражениях печени, гипотириозе, наследственных заболеваниях, связанных с дефицитом ферментов.
Глюкозурия отмечается при сахарном диабете, гиперплазии коры надпочечников, нарушениях функции почек, сепсисе, травмах и опухолях головного мозга,отравлениях морфином, панкреатите, синдроме Фанкони.
Однократная нагрузка глюкозой вызывает у больных сахарным диабетом медленное нарастание гликемической кривой, при этом гипогликемическая фаза обычно не выявляется, понижение кривой очень медленное. В моче также определяется сахар.
В соременной диагностике сахарного диабета критерием является повышение содержания глюкозы в крови натощак до 7, 0 мМ/л, проводят пробу на выявление нарушения толерантности к глюкозе. Пробу проводят с сахарной нагрузкой, исследуют содержание глюкозы в крови натощак после приема внутрь 75 г глюкозы, растворенной в 200-300 мл воды. Кровь из пальца для определения содержания глюкозы берут каждые 30 минут в течение 2 часов. Проводится также тест на определение гликозилированного гемоглобина. В крови глюкоза связывается с молекулой гемоглобина (НвАIс) внутри эритроцитов. Число, связанных частиц глюкозы с молекулой гемоглобина напрямую связано с концентрацией глюкозы в крови, так как эритроциты живут 90 дней. По анализу гликозилированного гемоглобина можно установить концентрацию глюкозы за 3 месяца. Повышение уровня с определенного уровня на 5% говорит о хорошо скомпенсированном сахарном диабете, на 10% — частично компенсированный диабет, на 12% и более – некомпенсированный сахарный диабет.
Важно также для диагностики сахарного диабета определение концентрации инсулина и С-пептида. В молекуле преинсулина есть С-пептид, состоящий из 31 аминокислоты, соединяющий А и В цепи. При синтезе инсулина он вырезается пептидазами и вместе с инсулином он попадает в кровоток. До отщепления пептида инсулин не активен. Это позволяет поджелудочной железе образовывать запасы инсулина. С-пептид и инсулин выделяется в равных количествах, поэтому по С-пептиду можно оценить секрецию инсулина. Но надо знать, что скорость выведения из кровотока этих веществ разная. С-пептид дольше находится в крови, чем инсулин и он стабильнее инсулина в 5 раз. У здоровых С-пептид находится в пределах 1-4 нг/мл, инсулин от 6 до 27 мЕ/ мл. Повышение уровня С-пептида может свидетельствовать о гипертрофии В-клеток, об инсулин независимом сахарном диабете (ИНСД). Понижение С-пептида отмечается при инсулинзависимом сахарном диабете (ИЗСД).
В диагностике сахарного диабета применят определение концентрации альбумина в моче. В суточной моче у здоровых людей может обнаруживаться до 8 мг белка. При сахарном диабете белок повышается до 20-300 мг/л.
Дополнительным критерием на риск возникновения сахарного диабета является определение липидного обмена. Уровень триглицеридов в крови изменяется параллельно повышению содержания сахара в крови.
Методы определения глюкозы разделяют на три группы:
· методы с использованием цветных реакций, в которых участвуют продукты, образующиеся при нагревании углеводов с концентрированными кислотами.
Ферментативные методы исследования сочетают в себе высокую точность, они основываются на одной из двух реакций – гексокиназной или глюкоооксидазной. При гексокиназной глюкоза сначала фосфорилируется за счет АТФ благодаря действию гексокиназы; образовавшийся глюкозо-6-фосфатный эфир в присутствии глюкозо- 6- фосфат-дегидрогеназы восстанавливает NADP, количество которого определяется по увеличению светопоглощения в ультрафиолетовой области.
Легче выполнимы глюкозооксидазные методы, в которых глюкозоксидаза окисляет глюкозу кислородом воздуха с образованием перекиси водорода, количество которой определяется или химическим путем, или по ее способности в присутствии пероксидазы окислять диамины с образованием окрашенных продуктов.
Принцип метода: Глюкозооксидаза окисляет глюкозу с образованием перекиси водорода, которая под действием пероксидазы окисляет ортотолидин с образованием синего хромогена.
1.Натрия хлорид 9 г/л (0,9г NaСI в 100 мл воды).
2. Сульфат цинка, 50 г/л: 5г сульфата цинка растворяют в воде, объем доводят до 100 мл.
3. Натр едкий, 0,3 моль/л: готовят, растворяя 1,2 NaOH в 100 мл воды.
5. Ацетатный буферный раствор рН 4,8: смешивают 4 части 0,25 Н уксусной кислоты и 6 частей 0,25 Н ацетата натрия.
8. Рабочий реактив в 80 мл ацетатного буфера растворяют 2 мг глюкозооксидазы и 1 мг пероксидазы, прибавляют 1 мл 1%-ного раствора ортотолидина, перемешивают и доводят объем буферным раствором до 100 мл.
9. Калибровочные растворы глюкозы. Сначала готовят основной раствор с концентрацией 50 ммоль/л, для чего 180 мг глюкозы растворяют в 20 мл бензойной кислоты. Из этого раствора готовят рабочие калибровочные растворы, содержащие: 3 ммоль/л; 6 ммоль/л; 9 ммоль/л; 12 ммоль/л; 15 ммоль/л; 18 ммоль/л; 21 ммоль/л, для чего берут 0,6 мл; 1,2 мл; 1,8 мл; 2,4 мл; 3,6 мл; 4,2 мл основного раствора и доводят насыщенным раствором бензойной кислоты до 10 мл. Эти растворы содержат глюкозу в тех же концентрациях, в которых она бывает в крови.
Ход определения: В центрифужные пробирки вносят 1,1 мл хлорида натрия, 0,4 мл раствора сульфата цинка и 0,4 мл 0,3 Н раствора NaOH, перемешивают; при этом образуется очень тонкий гель гидрата окиси цинка, в него выпускают 0,1 мл крови или калибровочного раствора, снава перемешивают и через 10 мин. центрифугируют при 3000 об/мин в течение 10 мин.
К 1 мл надосадочной жидкости добавляют 3 мл рабочего реактива и осторожно перемешивают. Через 15 минут развивается окраска и фотометрируют в кюветах с длиной оптического пути 1 см с красным светофильтром (625 нм) против холостого опыта, который ставят одновременно с рабочими пробами, но вместо крови берут физиологический раствор хлорида натрия. При приготовлении калибровочного графика вместо проб крови берут 0,1 мл соответствующего калибровочного раствора.
Определение глюкозы в крови – важный этап, чтобы диагностировать сахарный диабет. Для этого необходимо определить состояние углеводного обмена, а в первую очередь содержание глюкозы в крови. В норме ее концентрация лежит в пределах 3, 3-5, 5 ммоль/л. Существует огромное количество методик определения, позволяющих установить глюкозы в крови.
Среди них можно выделить редуктометрические, колориметрические, ферментативные методы определения:
Редуктометрические методы определения. Основаны на способности сахаров, в частности глюкозы, восстанавливать соли тяжелых металлов в щелочной среде. Существуют различные реакции. Одна из них заключается в восстановлении красной кровяной соли в желтую кровяную соль сахарами при условии кипячения и щелочной среде. После этой специфической реакции путем титрования определяется содержание сахаров. Но этот метод не нашел широкого применения в клинике из-за своей трудоемкости и недостаточной точности;
Колорометрические методы определения. Глюкоза способна реагировать с различными соединениями, в результате чего образуются новые вещества определенной окраски (так называемые «цветные реакции»). По степени окраски раствора с помощью специального прибора (фотоколориметра) судят о концентрации глюкозы в крови. Примером такой реакции может послужить метод Самоджи. В основе его лежит реакция восстановление глюкозой гидрата окиси меди, в результате чего образуется молибденовая лазурь.
Ферментативные методы определения концентрации глюкозы в крови наиболее распространены. Выделяют две основные разновидности этих методов: глюкозооксидазный и гексокиназный. На данный момент наиболее распространенными являются глюкозооксидазные методы определения. Они основаны на применении фермента глюкозооксидазы. Этот фермент реагирует с глюкозой, в результате чего образуется перекись водорода. Количество образовавшейся перекиси водорода равно количеству глюкозы в исходной пробе.
Гексокиназный метод определения также является высокоспецифичным и точным, поэтому нашел широкое применение в клинической практике.
57. Аэробный гликолиз. Последовательность реакций до образования пирувата (аэробный гликолиз). Физиологическое значение аэробного гликолиза. Использование глюкозы для синтеза жиров.
Катаболизм глюкозы — основной поставщик энергии для процессов жизнедеятельности организма.
А. Основные пути катаболизма глюкозы
Окисление глюкозы до СО2и Н2О (аэробный распад). Аэробный распад глюкозы можно выразить суммарным уравнением:
Этот процесс включает несколько стадий (рис. 7-33).
Аэробный гликолиз — процесс окисления глюкозы с образованием двух молекул пирувата;
Общий путь катаболизма, включающий превращение пирувата в ацетил-КоА и его дальнейшее окисление в цитратом цикле;
ЦПЭ на кислород, сопряжённая с реакциями дегидрирования, происходящими в процессе распада глюкозы.
Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки.
источник
Наиболее распространенный углевод в животном организме — глюкоза. Она играет роль связующего звена между энергетическими и пластическими функциями углеводов, поскольку из глюкозы могут образовываться все другие моносахариды, и наоборот — различные моносахариды могут превращаться в глюкозу.
Более 90% всех растворимых низкомолекулярных углеводов крови приходится на глюкозу; кроме того, в небольших количествах могут присутствовать фруктоза, мальтоза, манноза и пентозы, а при патологии и галактоза. Наряду с ними в крови содержатся связанные с белками полисахариды.
Особенно интенсивно глюкозу потребляют и используют для разнообразных нужд ткани центральной нервной системы, эритроциты, мозговое вещество почек. В промежуточном обмене глюкоза используется для образования гликогена, глицерина и жирных кислот, аминокислот, глюкуроновой кислоты и гликопротеинов. Концентрация глюкозы в крови является производной процессов гликолиза и окисления трикарбоновых кислот в ЦТК, гликогенеза и гликогенолиза в печени и мышечной ткани, глюконеогенеза в печени и почках, поступления глюкозы из кишечника.
В клинической практике обычно исследуют содержание глюкозы в крови, к определению концентрации других сахаров и гликогена прибегают значительно реже. В крови человека глюкоза довольно равномерно распределена между плазмой и форменными элементами, установлено, что в венозной крови содержание сахара на 0,25‑1,0 ммоль/л (в среднем на 10%) меньше, чем в артериальной и капиллярной. Известную диагностическую ценность представляет определение молочной и пировиноградной кислот, активности ряда ферментов углеводного обмена, сиаловых и гексуроновых кислот, серомукоидов, гликозилированного гемоглобина и других показателей.
Содержание глюкозы в моче зависит от ее концентрации в крови, хотя выделяется она как при нормальном, так и при повышенном уровне сахара крови. При повышении концентрации глюкозы в крови преодолевается так называемый почечный порог (у здоровых людей лежит в области 8,3‑9,9 ммоль/л) и наступает глюкозурия. При артериосклеротической почке, при диабете порог повышается и может не отмечаться глюкозурия даже при повышении концентрации глюкозы до 11,0‑12,1 ммоль/л.
Методы определения глюкозы в крови подразделяют на три группы: редуктометрические, колориметрические и энзиматические.
1. Редуктометрические методы:
титрометрический способ Хагедорна‑Йенсена основан на свойстве сахара восстанавливать при кипячении в щелочной среде железистосинеродистую и железосинеродистую соли калия. По степени этого восстановления титрометрически исследуют концентрацию сахара в крови. Важным преимуществом метода является дешевизна и возможность использования в любой лаборатории;
основанные на восстановлении нитробензолов, например, пикриновой кислоты в пикраминовую;
метод, основанный на способности глюкозы восстанавливать соли меди. Образующаяся одновалентная медь выступает в качестве промежуточного вещества. Окисляясь кислородом воздуха, она восстанавливает мышьяковомолибденовую или фосфорновольфрамовую кислоту, которые служат окончательным хромогеном.
Однако следует иметь в виду, что методы этой группы дают завышенные результаты (примерно на 20‑25%), так как в крови присутствует ряд соединений, не относящихся к углеводам, но обладающих восстановительными свойствами (мочевая кислота, глутатион, креатинин, аскорбиновая кислота);
2. Колориметрические методы. К ним относятся:
метод Сомоджи — реакция восстановления меди, находящейся в составе меднотартронового реактива, до закиси меди. Метод трудоемок, многостадиен, неспецифичен и в настоящее время практически не используется;
метод Фолина‑Ву — реакция восстановления тартрата меди в закись. Метод прост, недостатком является отсутствие строгой пропорциональности между интенсивностью получаемой окраски и концентрацией глюкозы;
определение концентрации глюкозы по Моррису и Роэ — дегидратация глюкозы под действием серной кислоты и превращение ее в оксиметилфурфурол, который конденсируется с артроном в соединение синего цвета. Требует чистейших реактивов и четкого соблюдения постояной температуры реакции;
ортотолуидиновый метод Гультмана в модификации Хиваринена-Никкила, состоящий в определении интенсивности окрашивания раствора, возникающего при взаимодействии ароматического амина ортотолуидина с альдегидной группой глюкозы в кислой среде. Этот способ точен и дает возможность более специфичного определения содержания глюкозы.
анилиновый метод, сохраняет чувствительность ортотолуидинового метода, но еще более специфичен.
основанный на гексокиназной реакции. Глюкоза под действием гексокиназы фосфорилируется за счет АТФ, образовавшийся Гл‑6‑Ф в присутствии дегидрогеназы восстанавливает НАДФ. Количество последнего определяют по увеличению светопоглощения в ультрафиолетовой области. Метод слишком дорогостоящий для практических лабораторий.
основанные на окислении глюкозы до глюкуроновой кислоты с помощью фермента глюкозооксидазы и образовании в ходе реакции перекиси водорода, которая (в разных модификациях):
источник
Принципы: глюкоза в присутствии фермента глюкозооксидазы окисляется кислородом воздуха с образованием перекиси водорода, при разрушении которой под влиянием пероксидазы происходит конденсация фенола и р-аминоантипирина в окрашенное соединение. Интенсивность окрашивания при этом пропорциональна концентрации глюкозы.
.Реактивы, исследуемый материал1.Рабочий реактив. 2. Стандартный раствор глюкозы. 3. Исследуемая сыворотка.Концентрация глюкозы рассчитывается по формуле: Соn =(Еоn * Сст)/Ест (1-концентрация глюкозы в исследуемой пробе,2-оптическая плотность исследуемой пробы,3-концентрация глюкозы в стандартной пробе,4- оптическая плотность стандартной пробы)
Повышение глюкозы в крови выше 6,11 ммоль/л называется гипергликемия. Различают две группы гипергликемии: 1. Инсулярные – связанные с недостаточным содержанием в организме инсулина или обусловленные неэффективностью его действия(сахарном диабете). 2.Экстраинсулярные – не зависящие от влияния инсулина: — повышенная гормональная функция щитовидной железы(гипертиреоз),надпочечников(феохромоцитома),гипофиза. – диффузные поражения печени. – механическое и токсическое поражение ЦНС. – травмы и опухоли мозга. – эпилепсия. – сильный эмоциональный стресс.
Наиболее существенное значение в формировании экстраинсулярных гипергликемий имеют следующие процессы: — усиленный распад гликогена. – повышенный глюкогенез. – торможение синтеза гликогена. – снижение утилизации глюкозы под влиянием гормонов – антагонистов инсулина.
Считается, что это состояние имеет место, когда уровень глюкозы в цельной крови менее 2,2 ммоль/л, а при определении ферментативным методом в сыворотке крови – менее 2,5 ммоль/л.
Симптомы гипогликемии могут быть обусловлены избыточной секркцией адреналина и дисфункцией ЦНС. Гипогликемия опасна тем, что глюкоза является жизненно важным энергетическим сырьем для головного мозга. Причины гипогликемии по механизму развития можно разделить на три группы:1.Сниженный выход глюкозы. 2. Увеличение утилизации глюкозы. 3. Сниженный выход и увеличение утилизации глюкозы.
Принцип метода: в основе количественного метода лежит биуретовая реакция: в щелочной среде ионы меди образуют с белками комплексные соединения фиолетового цвета. Интенсивность окраски раствора пропорциональна концентрации белка, которую измеряют фотометрически.
Реактивы, исследуемый материал:
Биуретовый реактив (рабочий реактив).
2. Стандартный раствор белка.
Концентрация общего белка рассчитывается по формуле: Соn =(Еоn * Сст)/Ест (1-концентрация общего белка в исследуемой пробе,2-оптическая плотность исследуемой пробы,3-концентрация общего белка в стандартной пробе,4- оптическая плотность стандартной пробы)
Нормальная концентрация общего белка крови у взрослых- 65-85г.л, у детей 56-85г.л
Диагностическое значение: Плазма крови человека содержит в норме более 100 видов белков. Около 90% общего белка составляют альбумин, иммуноглобулины, липопротеины, фибриноген, трансферин. Другие белки присутствуют в плазме в значительно меньших количествах.
Понижение концентрации общего белка в крови называется гипопротеинемией, соответственно повышение – гипопротеинемией.
Причинами гипопротеинемии являются:
1. алиментарный фактор ( т.е. недостаточное поступление белка с пищей): голодание, недоедание, связанные как со всевозможными диетами, так и такими заболеваниями, как стеноз пищевода, стеноз пилорического отдела желудка.
2.неусваивание белка вследствие различных заболеваний ЖКТ, например: хронические энтериты;
3.нарушение биосинтеза белка; гепатиты, циррозы, выраженные интоксикации, врождённые нарушения синтеза отдельных белков – анальбуминемия, болезнь Вильсона – Коновалова.
4.потеря белка с кровью (острые и хронические кровотечения) и мочой (нефротический синдром).
5.перемещение белка в другие ткани – это образование оттёков, переход в так называемое третье пространство (выпоты в серозные полости, в просвет кишечника, на ожоговую поверхность.
6. повышение распада белка в организме; опухоли, повышенная функция щитовидной железы, всегда имеет место при кишечной непроходимости.
7.физиологическое снижение концентрации белка, например в последние месяцы беременности и в период лактации.
Относительное снижение концентрации общего белка может наблюдаться при увеличении объема циркулирующей жидкости: большое введение жидкостей внутривенно-капельно, прекращении или резком уменьшении диуреза; гиперпродукции антидиуретического гормона гипоталамуса, сердечной декомпенсации.
Гиперпротеинемия встречается редко. Абсолютная гиперпротеинемия ( т.е. не связанная с нарушением водного баланса) наблюдается при миеломной болезни, хронических полиартритах, длительно протекающих воспалительных процессах. Относительная( т.е. вызванная снижением объема циркулирующей жидкости) – при тяжелых ожогах, перетоните, неукротимой рвоте и поносе, несахарном диабете, непроходимости кишечника, хронической почечной недостаточности, усиленном потооделении.
Следует помнить, что при некоторых заболеваниях, в часности кишечной непроходимости, разлитом перитоните возникающая относительная гиперпротеинемия, обнаруживаемая в биохимическом анализе крови, маскирует характерный для этой патологии дефицит белка.
Гипопротеинемия почти всегда связана с гипоальбуминемией, а гиперпротеинемия почти всегда с гиперглобулинемией.
источник
Глюкоза является основным углеводом крови человека; ее содержание в цельной крови натощак составляет З,3—5,5 ммоль/л; в сыворотке венозной крови натощак 3,4-6,1 ммоль/л. Другие углеводы фруктоза, манноза, галактоза, лактоза и пентозы — обнаруживаются в значительно меньших или следовых количествах. Под «сахаром крови» в узком смысле слова подразумевают только глюкозу. На уровень глюкозы крови оказывает влияние поступление углеводов с пищей; мобилизация гликогена печени; глюконеогенез; окисление глюкозы в тканях; синтез гетерополисахаридов, пентоз, аминокислот, синтез гликогена и жира и тканях. Глюкоза, являясь одним из важнейших компонентов крови, почти поровну распределяется между плазмой и форменными элементами с некоторым превышением ее концентрации в плазе. Поскольку глюкоза относится к альдогексозам, а альдегидная группа легко окисляется, то это широко используется при определении глюкозы. Для определения глюкозы крови предложено много методов, которые условно можно разделить на 3 группы:
1.Редуктометрические методы основаны на восстанавливающих свойствах глюкозы (метод Хагедорна-Иенсена; Фолина; Фолина-Ву и др.). Недостаток указанных методов заключается в том, что в сущности они определяют не только глюкозу, но и ряд других редуцирующих веществ (глутатион, АДФ, мочевая кислота, креатин, глюкуроновые кислоты, витамин С), присутствие которых может при вести к определению не «чистой глюкозы», а «кажущегося сахара» [Медицинские…, 1999]. Эта группа методов обладает низкой специфичностью и значительной трудоемкостью.
Колориметрические методы основаны на цветных реакциях глюкозы с некоторыми соединениями, например серной кислотой, пикринововой кислотой, антроном, ортотолуидином. Этими методами определяются все альдогексозы, но поскольку основным представителем альдогексоз является глюкоза, то получаемые результаты близки к содержанию истинной глюкозы в крови. Недостаток методов — высокая токсичность используемых реактивов.
3. Энзиматические методы являются наиболее специфичными и точными методами количественного определения глюкозы, в частности, глюкозооксидазный метод, с помощью которого определяют содержание «истинной глюкозы», равное З,4—5,6 ммоль/л [Trinder P., 1969; Долгов В.В. и др., 19…, Медицинские…, 1999]. Определение проводят натощак, чтобы избежать пищевой гипергликемии.
В ряде случаев требуется экспресс определение глюкозы крови. Для этих целей используют биохимические анализаторы — глюкометры, позволяющие провести определение глюкозы в течении 2-3 минут после забора крови. В основе работы анализаторов, как правило, лежит глюкозоксидазный метод.
Принцип метода: Глюкозоксидаза специфически катализирует перенос двух водородных атомов с первого углеродного атома глюкозы на кислород воздуха. При этом в ходе реакции образуется в эквимолярных количествах перекись водорода, которая разлагается вторым ферментом – пероксидазой, а выделяющийся в процессе реакции атомарный кислород окисляет добавленный в реакционную смесь производного фенола с 4-аминофеназином, который изменяет окраску. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию глюкозы [Trinder P., 1969].
Ход определения: в три пробирки отмеривают по 1` мл глюкозового реактива. В первую пробирку прибавляют 0,1 мл стандартного раствора глюкозы (стандартная проба), во вторую 0,1 мл сыворотки крови (исследуемая проба) и в третью — 0,1 мл дистиллированной воды (контроль). Все пробы перемешивают и инкубируют в течении 15 минут при температуре 37 С. Затем измеряют оптическую плотность пробы и стандарта против контрольного раствора. Светофильтр синий 425-500 нм в кюветах с рабочим расстоянием 10 мм.
Схема определения глюкозы в сыворотке крови
источник
Кровь циркулирует по всем тканям и органам в организме. Если человек пьет медикаменты или у него возник эндокринный сбой, воспаление и другие патологические процессы, то все это отражается на ее составе. Биохимия крови предназначена, чтобы узнать обо всех подобных изменениях в деталях. В качестве диагностического метода она является одним из основных, особенно для некоторых болезней.
Сахарный диабет входит в их число, так как важно узнать уровень сахара (гликемии) больного. Результаты анализов приходят в основном на следующий день. Определяется глюкоза крови по расшифровке у взрослых норм в таблице. С полученными результатами необходимо явиться к врачу-эндокринологу.
Забор биоматериала происходит в лабораторных условиях. Берется преимущественно кровь из вены. Для точности теста больной должен прийти утром натощак. При подозрении на сахарный диабет проводятся дополнительные биохимические анализы крови на глюкозу. В домашних условиях можно сделать тест с помощью глюкометра. Аппарат менее точен и видит исключительно сахар, но не придется выходить из дома для определения его уровня. Особенно полезно это диабетикам, которым требуется постоянно следить за своей гликемией.
Сахар в крови называется глюкозой. Она представляет собой кристаллическое, прозрачное вещество. В организме глюкоза играет роль источника энергии. Синтезируется она путем усвоения организмом углеводной пищи и трансформации запасов гликогена в печени. Регулировка концентрации сахара в крови происходит благодаря двум основным гормонам, вырабатываемым поджелудочной железой.
Первый из них называется глюкагоном. Он способствует увеличению количеству глюкозы в крови путем преобразования запасов гликогена. Инсулин играет роль антагониста. В его функции входит транспортировка глюкозы во все клетки организма для насыщения их энергией. Благодаря его воздействию уровень сахара падает и стимулируется синтез гликогена в печени.
Биохимический анализ крови на глюкозу может показать нарушение ее уровня. Возникает проблема из-за следующих факторов:
Желудочно-кишечные сбои, благодаря которым ухудшается усвоение углеводов.
Снижение или повышение концентрации сахара способствует развитию различных заболеваний. Для их предотвращения проводится биохимический анализ крови на глюкозу. Его особо рекомендуют в следующих случаях:
проявление клинической картины свойственной диабету:
жажда;
потеря веса или ожирение;
учащенное мочеиспускание;
сухость в ротовой полости.
генетическая предрасположенность, например, если кто-то из близких родственников болел диабетом;
гипертоническая болезнь;
общая слабость и низкая трудоспособность.
Делается биохимический анализ крови в обязательном порядке во время медицинского осмотра и для точной постановки диагноза. Людям после 40 лет его желательно делать не реже 1 раза в год, особенно при наличии факторов риска.
Проводится сдача крови на анализы в лабораторных условиях частных клиник и государственных медицинских учреждений. Подбирается тип теста в зависимости от особенностей пациента и подозреваемой патологии. Для определения концентрации глюкозы и связанных с ней компонентов преимущественно используются следующие виды биохимических анализов:
Биохимическое исследование компонентов крови применяется как в качестве профилактики, так и в диагностических целях для точного определения болезни. Благодаря сделанному анализу специалист сможет увидеть все изменения в организме, в том числе колебания концентрации глюкозы. Забранный у пациента биоматериал обрабатывается в условиях биохимической лаборатории.
Глюкозотолерантный тест предназначен для определения концентрации сахара в плазме. Первый забор крови осуществляется утром на голодный желудок. Пациенту разрешено лишь употреблять воду, а за 2 дня до теста следует перестать пить спиртное и есть вредную и тяжелую для усвоения пищу. Через 5-10 минут человеку дается стакан с растворенной очищенной глюкозой. В дальнейшем забор крови будет выполнен еще 2 раза с разницей в 60 минут. Выполняется тест на толерантность к глюкозе для подтверждения или опровержение сахарного диабета.
Тест на толерантность к С-пептиду определяет степень активности бета-клеток островка Лангерганса, которые синтезируют инсулин. По результатам анализа можно судить о разновидности диабета и эффективности составленной схемы лечения.
Исследование гликированного гемоглобина проводится для определения уровня сахара за последние 3 месяца. Он формируется путем соединения не усвоенной глюкозы с гемоглобином. В течение 3 месяцев гликированный гемоглобин несет в себе информацию о концентрации сахара за этот период. Благодаря точности полученных результатов тест рекомендуется проходить всем диабетикам для контроля развития болезни.
Биохимический анализ на концентрацию фруктозамина проводится с той же целью, что и тест на гликированный гемоглобин. Однако в этом случае результаты показывают степень повышения сахара за последние 2-3 недели. Эффективен тест для корректировки схемы лечения диабета и с целью диагностики его латентного типа у беременных и людей, страдающих от малокровия.
Определение концентрации лактата (молочной кислоты) может рассказать о его концентрации и степени развития лакцитоза (закисления крови). Продуцируется молочная кислота вследствие анаэробного метаболизма сахара в организме. Проведенный тест помогает предотвратить развитие осложнений диабета.
Биохимия крови на сахар у беременных проводится для исключения временной формы сахарного диабета (гестационного). Проводится он, как и обычный глюкозотолерантный тест, но если до приема глюкозы ее уровень будет повышен, то дальнейший забор биоматериала не понадобится. При подозрении на диабет беременной дается стакан с растворенным сахаром. После его употребления, кровь сдается еще 2-4 раза с разницей в 60 минут.
Быстрый анализ выполняется в домашних условиях с помощью глюкометра. Для теста потребуется лишь 1 капля крови, нанесенная на тест-полоску и 30-60 сек. на расшифровку концентрации сахара прибором. Точность теста примерно на 10% уступает лабораторным исследованиям, но для диабетиков он незаменим, так как проводить анализ порой приходится до 10 раз в день.
Забор биоматериала для исследования в лабораторных условиях выполняется утром на голодный желудок. Для получения более точных результатов запрещается переедать или употреблять спиртное непосредственно за 2 суток до теста. За день до сдачи крови желательно избегать умственных и физических перегрузок и желательно хорошо выспаться. По возможности специалисты рекомендуют перестать принимать медикаменты за 2 суток до забора биоматериала.
Для применения глюкометра не требуется выполнять особых рекомендаций. Тест можно проводить независимо от времени суток и состояния больного.
С готовыми результатами больному нужно направиться к своему лечащему врачу. Он их расшифрует и расскажет, есть ли патологические отклонения. До визита к специалисту можно в домашних условиях разобрать результаты исследований, ориентируясь на специально созданные для этого таблицы:
источник
Методы объемного анализа, приготовление титрованных растворов, индикаторов, подготовка посуды изложены в предшествующих курсах техники лабораторных работ, аналитической химии, общей биохимии и пр. В данном руководстве приведены лишь биохимические методы исследования, предусмотренные программой.
В лабораториях пользуются для колориметрирования спектрофотометром или фотоэлоктроколориметром. Если этих приборов нет, то используют колориметр Дюбоска или Аутенрита.
Для проведение данных исследований необходимо следующее оснащение рабочего места:
Штативы.
Капельницы.
Градуированные пипетки на 1, 2, ,5 и 10 мл.
Пипетка Мора на 2 мл.
Химические пробирки.
«Сахарные» пробирки (высота 16 см, диаметр 2-2,5 см).
Принцип метода основан на способности глюкозы вступать в окислительно-восстановительные реакции. Глюкоза, окисляясь, восстанавливает в щелочной среде железо красной кровяной крови, превращая ее в желтую. Невосстановленную красную кровяную соль определяют йодометрически: по количеству восстановленной красной кровяной соли определяют количество глюкозы в крови.
Для этого метода используют следующие реактивы:
45% раствор сернокислого цинка: 45 г химически чистого сернокислого цинка помещают в колбочку на 100 мл и доливают дистиллированной водой до метки 100 мл. Реактив стоек.
0,45% раствор сернокислого цинка. Реактив готовят из 45% раствора сернокислого цинка: 1 мл 45% раствора сернокислого цинка помещают в колбочку емкостью 100 мл и доливают дистиллированной водой до метки 100 мл; реактив готовят каждую неделю.
0,1 N раствор NaOH. Поскольку в едком натре содержатся углекислые соли и вода, приготовить точный раствор его при растворении навески вещества невозможно. Поэтому вначале готовят насыщенный водный раствор химически чистой едкой щелочи.
Насыщенный раствор едкого натра ввиду сильного его разогревания приготовляют в толстостенной посуде. Хранить реактив рекомендуется в бутылке, внутренние стенки которой покрыты парафином, иначе стекло посуды постепенно выщелачивается. Приготовленный насыщенный раствор NaOH отстаивается в течение 2-3 дней. Затем в мерную колбочку на 250 мл наливают 1,75 мл насыщенного раствора NaOH и доливают до метки свежепрокипяченной и остуженной дистиллированной водой.
Титр приготовленного раствора едкого натра устанавливают путем титрования его точным раствором 0,1 N щавелевой кислоты следующим образом. В три колбочки отмеривают по 20 мл 0,1 N раствора щавелевой кислоты и прибавляют по 1-2 капли 1% спиртового раствора фенолфталеина.
В бюретку наливают приготовленный раствор едкого натра и титруют им 0,1 N раствор щавелевой кислоты в каждой колбочке до появления красного окрашивания. Учитывают количество едкого натра, пошедшего на титрование содержимого каждой колбочки, выводят средне-арифметическое и рассчитывают коэффициент поправки.
Затем количество миллилитров приготовленной щелочи умножают на коэффициент поправки и доливают дистиллированной водой до объема, полученного в результате расчета.
Пример расчета : объем исходного раствора щелочи 450 мл, коэффициент поправки 1,024: 450X1,024=460,8 мл. Доводим исходный объем щелочи дистиллированной водой до 460,8 мл. Титр разведенного таким образом раствора еще раз проверяют титрованием точного раствора 0,1 N щавелевой кислоты.
4. 0,005 N раствор красной кровяной соли. Реактив готовят из перекристаллизованной красной кровяной соли. Перекристаллизацию проводят следующим образом. Кристаллы красной кровяной соли помещают в фарфоровую чашку, промывают несколькими порциями холодной воды и растворяют в небольшом количестве кипящей дистиллированной воды. Раствор фильтруют в горячем виде через предварительно промытый горячей дистиллированной водой фильтр в фарфоровую чашку (чашку помещают на лед или холодную воду). Образовавшиеся кристаллы сушат в сушильном шкафу или термостате при температуре 50°. Высушенные кристаллы хранят в тщательно закрытой банке в темном месте. Процесс перекристаллизации проводят при искусственном освещении.
Для приготовления реактива на аналитических весах взвешивают 1,65 г перекристаллизованной красной кровяной соли и навеску количественно переносят в мерную колбу емкостью 1 л. На технических весах взвешивают 10,6 г безводной соды. Для обезвоживания перед взвешиванием соду прокаливают и охлаждают в эксикаторе. Навеску безводной соды помещают в ту же мерную колбу. Вначале ее растворяют в небольшом количестве воды, а затем приливают дистиллированную воду до метки. Приготовленный раствор хранят в посуде из темного стекла в прохладном месте.
5. Тройной реактив (хлор-цинк-йодистый реактив): 50 г химически чистого сернокислого цинка и 250 г хлористого натрия растворяют в 1 л воды и фильтруют; реактив стоек. Перед употреблением реактива в нем растворяют 2,5 г йодистого калия.
6. 3% раствор уксусной кислоты: 3 мл ледяной уксусной кислоты помещают в колбу на 100 мл и доводят дистиллированной водой до метки.
7. 0,005 N раствор гипосульфита натрия. Реактив готовят из 0,1 N раствора в момент постановки опыта. На технических весах взвешивают 25 г химически чистого гипосульфита натрия, растворяют в 1 л свежепрокипяченной и остывшей дистиллированной воды и оставляют на 8-14 дней в хорошо закупоренной посуде из темного стекла. Для приготовления 0,005 N раствора отмеривают 5 мл 0,1 N раствора гипосульфита в мерную колбу емкостью 100 мл и доливают дистиллированной водой до метки.
8. 0,005 N раствор йодноватистокислого калия. Вначале готовят 0,1 N раствор йодноватистокислого калия, для чего на аналитических весах взвешивают 7,134 г KJO3, эту навеску растворяют в дистиллированной воде и доводят ее объем в мерной колбе на 1 л до метки. Раствор стоек.
Для прпготовлеппя 0,005 N раствора KJO3 5 мл 0,1 N раствора йодноватистокислого калия наливают в мерную колбу на 100 мл и доводят дистиллированной водой до метки.
9. 1 % раствор крахмала: в колбочку на 100 мл наливают 50 мл насыщенного (35%) раствора поваренной соли и кипятят его. 1 г растворимого крахмала взбалтывают в пробирке в нескольких миллилитрах дистиллированной воды и выливают при помешивании в кипящий насыщенный раствор поваренной соли; кипятят до просветления раствора, охлаждают и доводят до 100 мл насыщенным раствором хлористого натрия. Раствор сохраняет стойкость на неограниченный срок; с йодом дает синее окрашивание.
1. Для определения глюкозы в крови подготавливают четыре химические пробирки, нумеруют их и устанавливают в штатив. Первые две пробирки предназначаются для опытных проб, а две другие — для контролей.
2. Во все четыре пробирки наливают по 5 мл 0,45% раствора сернокислого цинка, по 1 мл 0,1 N раствора едкого натра и смешивают; получают хлопьевидную взвесь гидрата окиси цинка.
3. В первые две пробирки микропипеткой вносят по 0,1 мл крови, взятой у больного из пальца натощак. Затем кончик микропипетки тщательно вытирают, проверяют точность взятия крови и погружают микропипетку в жидкость. Кровь выдувают на дно пробирки, а микропипетку тщательно прополаскивают бесцветным раствором из верхнего слоя жидкости, после чего содержимое пробирок смешивают.
4. Все четыре пробирки ставят в кипящую водяную баню на 3 минуты. При кипячении в первых двух пробирках белки крови свертываются и образуют серовато-коричневый сгусток. В контрольных пробирках сгусток не образуется.
5. После трехминутного кипячения пробирки вынимают из водяной бани и охлаждают.
6. После охлаждения содержимое каждой пробирки встряхивают. При этом в первых двух пробирках разбиваются образовавшиеся сгустки.
7. В специальный штатив устанавливают четыре «сахарные» пробирки и нумеруют соответственно опытным и контрольным химическим пробиркам. В «сахарные» пробирки вставляют «сахарные» воронки с фильтром из прокипяченной и высушенной ваты. Ватный фильтр смачивают дистиллированной водой.
Содержимое каждой химической пробирки выливают на ватный фильтр соответствующей «сахарной» воронки. Пробирки дважды споласкивают каждый раз 3 мл дистиллированной воды и воду выливают в те же воронки. Капли воды, оставшиеся в узкой части воронки, стряхивают в пробирку или отжимают, надавливая ладонью на воронку. Получают прозрачный бесцветный фильтрат.
8. Во все «сахарные» пробирки приливают точно по 2 мл 0,005 N раствора красной кровяной соли.
9. Пробирки ставят в кипящую водяную баню на 15 минут.
10. За это время готовят хлор-цинк-йодистый реактив (тройной) и определяют титр 0,005 N раствора гипосульфита натрия по 0,005 N раствору KJO3. С этой целью в колбочку наливают точно 2 мл 0,005 N раствора йодноватистокислого калия, 3 мл тройного реактива, 2 мл уксусной кислоты, 2-3 капли 1% раствора крахмала и титруют 0,005 N раствором гипосульфита натрия из микробюретки до обесцвечивания раствора. Отмечают цифру ушедшего на титрование гипосульфита.
Пример расчета . На титрование 2 мл 0,005 N раствора йодноватистокислого калия ушло 1,94 мл гипольсуфита. Поправочный коэффициент гипосульфита: 2: 1,94 = 1,03.
Поправочный коэффициент учитывают при вычислении результатов определения, т. е. результат каждого определения умножают на 1,03. Поправочный коэффициент гипосульфита натрия можно определить по точно приготовленному 0,005 N раствору K3[Fe(CN)6]. Данные проверки по обоим исходным веществам — KJO3 и K3[Fe(CN)6l — должны быть одинаковыми. Поправочный коэффициент гипосульфита натрия определяют каждый раз перед титрованием проб.
11. По истечении 15 минут с водяной бани снимают «сахарные» пробирки и охлаждают их.
12. Во все пробирки приливают по 3 мл тройного реактива и по 2 мл 3% уксусной кислоты.
13. Непосредственно перед титрованием в каждую пробирку наливают по 2-3 капли 1% раствора крахмала. Так как в растворе содержится свободный йод, то с крахмалом он дает синее окрашивание.
14. Каждую из полученных проб титруют 0,005 N раствором гипосульфита натрия. Начинают титрование с контролей, а затем переходят к титрованию опытных проб. Титрование проводят следующим образом. К каждой пробе приливают по каплям из бюретки 0,005 N раствор гипосульфита натрия до момента полного обесцвечивания. Отмечают количество гипосульфита натрия, пошедшего на титрование. При правильно проведенном титровании разница между объемами гипосульфита натрия, пошедшего на титрование параллельных проб, не должна превышать 0,01 — 0,02 мл. Расчет содержания глюкозы в крови производят по табл. 10.
Пример расчета . Предположим, что на титрование содержимого контрольных пробирок (Ki и Кг) соответственно израсходовано 1,96 и 1,98 мл 0,005 N раствора гипосульфита натрия и на титрование опытных пробирок (Oi и 02) — 1,4 и 1,42 мл 0,005 N раствора гипосульфита натрия. Вычисляют среднее арифметическое из полученных данных.
Таким образом, на титрование содержимого каждой контрольной пробирки израсходовано 1,97 мл, а на титрование опытных пробирок — 1,41 мл 0,005 N раствора гипосульфита натрия.
Затем по таблице определяют количество глюкозы в миллиграмм-процентах следующим образом. В крайнем вертикальном столбце таблицы отыскивают целые и десятые миллилитра 0,005 N раствора гипосульфита натрия, ушедших на титрование, в верхнем горизонтальном столбце находят сотые. На пересечении соответствующих цифр таблицы находят цифру глюкозы, выраженную в миллиграммах на 100 мл крови (мг%). Таким образом, цифре 1,97 соответствует 5 мг%, а цифре 1,41 — 104 мг% глюкозы. Окончательную цифру получают путем вычитания результатов, полученных в контрольных пробах (так как реактивы обладают способностью восстанавливать красную кровяную соль), из результатов, полученных в опытных пробах 104—5 = 99 мг%.
Если в опытных пробирках после 15-минутного кипячения происходит обесцвечивание раствора, необходимо в пробирки добавить еще 2 мл 0,005 N раствора красной кровяной соли и снова прокипятить пробы в течение 15 минут. Пробирки охладить, прибавить все остальные реактивы и протитровать.
При расчете к найденной по таблице цифре глюкозы в миллиграмм-процентах прибавляют 385.
Пример расчета . После повторного прибавления 0,005 N раствора красной кровяной соли на титрование контролей израсходовано соответственно 1,96 и 1,98 мл 0,005 N раствора гипосульфита натрия, а на титрование опытных пробирок — 1,5 и 1,52 мл 0,005 N раствора гипосульфита натрия. Среднее арифметическое для контролей равно 1,97 мл, что соответствует 5 мг% глюкозы: среднее арифметическое для опытных проб равно 1,51, что соответствует 86 мг% глюкозы.
Ответ. Содержание глюкозы в крови равно: 385 + + 86-5 = 466 мг%.
Результаты определений оформляют в бланке анализа. В крови здоровых людей содержится от 70 до 120 мг% глюкозы.