Меню Рубрики

Определение содержания глюкозы в крови биохимия

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.

4. Ортотолиидин, 1% раствор: 1г препарата растворяют в 100 мл абсолютного спирта.

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.

Нормальные величины натощак: 3,5- 5,7 ммоль/л (60-100 мг в 100 мл).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

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 СО2 и 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.

Читайте также:  Препарат для снижения сахара в крови метформин

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):