© Copyright by PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2018

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzent: prof. dr hab. n. med. Grzegorz Dzida prof. dr hab. n. med. Paweł Piątkiewicz

Wydawca: Inga Markiewicz

Redaktor merytoryczny: Magdalena Pluta

Korekta: Agnieszka Janowska

Producent: Anna Bączkowska

Skład wersji elektronicznej na zlecenie PZWL Wydawnictwa Lekarskiego: Marcin Kapusta / konwersja.virtualo.pl

Projekt okładki i stron tytułowych: Maciej Król

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2018 r., (wyd. I)

Warszawa 2018

ISBN 978-83-200-5476-7

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695 43 21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

AUTORZY

dr hab. n. med., prof. nadzw. Maciej Borowiec

Zakład Genetyki Klinicznej

Katedra Genetyki Klinicznej i Laboratoryjnej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr n. med. Hanna Borysewicz-Sańczyk

Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii z Pododdziałem Kardiologii

Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

prof. dr hab. n. med. Artur Bossowski

Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii z Pododdziałem Kardiologii

Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

dr n. med. Agnieszka Brandt

Katedra i Klinika Pediatrii, Diabetologii i Endokrynologii

Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Agnieszka Butwicka

Klinika Psychiatrii Wieku Rozwojowego

Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Agata Chobot

Oddział Gastroenterologii i Hepatologii Dzieci

Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny nr 1 w Zabrzu

prof. dr hab. n. med. Katarzyna Cypryk

Klinika Chorób Wewnętrznych i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr hab. n. med. Grażyna Deja

Klinika Diabetologii Dziecięcej

Wydział Lekarski w Katowicach

Śląski Uniwersytet Medyczny

Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka im. Jana Pawła II

dr hab. n. med. Wojciech Fendler

Zakład Biostatystyki i Medycyny Translacyjnej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Piotr Fichna

Klinika Diabetologii i Otyłości Wieku Rozwojowego

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

dr hab. n. med. Tomasz Francuz

Katedra i Zakład Biochemii

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

dr n. med. Andrzej Gawrecki

Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

prof. dr hab. n. med. Barbara Głowińska-Olszewska

Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii z Pododdziałem Kardiologii

Uniwersytet Medyczny w Białymstoku

dr n. med. Karolina Gołąb

Katedra Chirurgii

Uniwersytet Chicago, USA

dr n. med. Lidia Groele

Kliniczny Oddział Diabetologii Dziecięcej i Pediatrii

Klinika Pediatrii

Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Anna Hogendorf

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr n. med. Anita Horodnicka-Józwa

Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii, Chorób Metabolicznych i Kardiologii Wieku Rozwojowego

Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

prof. dr hab. n. med. Przemysława Jarosz-Chobot

Klinika Diabetologii Dziecięcej

Wydział Lekarski w Katowicach

Śląski Uniwersytet Medyczny

Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka im. Jana Pawła II

dr n. med. Halla Kamińska

Klinika Diabetologii Dziecięcej

Wydział Lekarski w Katowicach

Śląski Uniwersytet Medyczny

Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka im. Jana Pawła II

dr hab. n. med. Grażyna Kamińska-Winciorek

Klinika Transplantacji Szpiku i Onkohematologii Centrum Onkologii

Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie, Oddział w Gliwicach

prof. dr hab. n. med. Tomasz Klupa

Katedra i Klinika Chorób Metabolicznych

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum

dr n. med. Joanna Kunert

Zakład Stomatologii Zachowawczej i Endodoncji

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

lek. Lucyna Lisowicz

II Klinika Pediatrii, Endokrynologii i Diabetologii Dziecięcej

Wydział Medyczny

Uniwersytet Rzeszowski

dr n. med. Andrzej Marcinkiewicz

Klinika Chorób Zawodowych i Zdrowia Środowiskowego

Instytut Medycyny Pracy im. prof. Jerzego Nofera

dr hab. n. med. Natalia Marek-Trzonkowska

Pracownia Immunoregulacji i Terapii Komórkowych

Katedra i Zakład Medycyny Rodzinnej

Gdański Uniwersytet Medyczny

prof. dr hab. n. med. Artur Mazur

II Klinika Pediatrii, Endokrynologii i Diabetologii Dziecięcej

Wydział Medyczny

Uniwersytet Rzeszowski

dr hab. n. med. Beata Mianowska

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Wojciech Młynarski

I Katedra Pediatrii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Małgorzata Myśliwiec

Katedra i Klinika Pediatrii, Diabetologii i Endokrynologii

Gdański Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Joanna Nazim

Klinika Endokrynologii Dzieci i Młodzieży

Katedra Pediatrii

Polsko-Amerykański Instytut Pediatrii

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum

prof. dr hab. n. med. Anna Noczyńska

Katedra i Klinika Endokrynologii i Diabetologii Wieku Rozwojowego

Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu

dr hab. n. med. Elżbieta Petriczko

Klinika Pediatrii, Endokrynologii, Diabetologii, Chorób Metabolicznych i Kardiologii Wieku Rozwojowego

Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

dr n. med. Iwona Pietrzak

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Joanna Polańska

Zakład Analizy Eksploracyjnej Danych

Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki

Politechnika Śląska

dr inż. Beata Sińska

Zakład Żywienia Człowieka

Wydział Nauki o Zdrowiu

Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Eliza Skała-Zamorowska

Klinika Diabetologii Dziecięcej

Wydział Lekarski w Katowicach

Śląski Uniwersytet Medyczny

Górnośląskie Centrum Zdrowia Dziecka im. Jana Pawła II

dr n. med. Bogda Skowrońska

Klinika Diabetologii i Otyłości Wieku Rozwojowego

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

prof. dr hab. n. med. Bogdan Solnica

Katedra Biochemii Klinicznej

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum

dr hab. n. med. Agnieszka Szadkowska

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr hab. n. med., prof. UJK Mieczysław Szalecki

Klinika Endokrynologii i Diabetologii Instytutu „Pomnik – Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

Wydział Lekarski i Nauk o Zdrowiu

Uniwersytet Jana Kochanowskiego w Kielcach

dr n. med. Małgorzata Szmigiero-Kawko

Katedra i Klinika Pediatrii, Diabetologii i Endokrynologii

Gdański Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Agnieszka Szypowska

Kliniczny Oddział Diabetologii Dziecięcej i Pediatrii

Klinika Pediatrii

Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Anna Taczanowska

Kliniczny Oddział Diabetologii Dziecięcej i Pediatrii

Klinika Pediatrii

Warszawski Uniwersytet Medyczny

prof. dr hab. n. med. Piotr Trzonkowski

Zakład Immunologii Klinicznej i Transplantologii

Katedra Immunologii

Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Małgorzata Urbańska-Kosińska

Oddział Dziecięcy z Pododdziałem Neurologii Dziecięcej

Wielospecjalistyczny Szpital Wojewódzki w Gorzowie Wielkopolskim

prof. dr hab. n. med. Ewa Wender-Ożegowska

Katedra Ginekologii, Położnictwa i Onkologii Ginekologicznej

Klinika Rozrodczości

Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

dr hab. n. med. Piotr Witkowski

Instytut Transplantologii

Klinika Chirurgii

Uniwersytet Chicago, USA

prof. dr hab. n. med. Tomasz Wolańczyk

Oddział Psychiatrii Wieku Rozwojowego

Samodzielny Publiczny Dziecięcy Szpital Kliniczny w Warszawie

dr n. med. Krystyna Wyka

Pracownia Immunopatologii i Genetyki

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr n. med. Marta Wysocka-Mincewicz

Klinika Endokrynologii i Diabetologii

Instytut „Pomnik – Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

mgr Monika Zamarlik

Federacja Diabetyków

mgr Beata Zduńczyk

Samodzielny Publiczny Dziecięcy Szpital Kliniczny

Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr hab. n. med. Agnieszka Zmysłowska

Klinika Pediatrii, Onkologii, Hematologii i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr hab. n. med., prof. GUMed Katarzyna Zorena

Zakład Immunobiologii i Mikrobiologii Środowiska

Gdański Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Agnieszka Zubkiewicz-Kucharska

Katedra i Klinika Endokrynologii i Diabetologii Wieku Rozwojowego

Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu

dr n. med. Monika Żurawska-Kliś

Klinika Chorób Wewnętrznych i Diabetologii

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Szanowne Koleżanki, szanowni Koledzy,

Historia diabetologii dzieci i młodzieży w Polsce to duma pediatrii. Wspaniali lekarze, nauczyciele poświęcili swoje zawodowe i w wielu przypadkach prywatne życie dzieciom, na każdym etapie ich życia z cukrzycą. Tworzyli polską diabetologię pediatryczną, rozumiejąc konieczność intensyfikacji terapii insuliną, wprowadzając samokontrolę, edukację i rozwijając pole naukowe tej dziedziny. Dzięki ich pracy, a potem ich uczniów, polska diabetologia wieku rozwojowego osiągnęła i utrzymuje wysoki poziom naukowy i kliniczny, zarówno w kraju, jak i na świecie. W ośrodkach krakowskim, łódzkim, warszawskim, wrocławskim czy śląskim pracowali pionierzy, nestorzy diabetologii pediatrycznej, m.in. Alina Margolis (Łódź), Hanna Dziatkowiak (Łódź, Kraków), Alicja Simonides-Ławecka (Warszawa), Jerzy Bodalski (Łódź), Renata Wąsikowa (Wrocław), Ewa Otto-Buczkowska (Zabrze, Gliwice). Wspólnie, z charyzmatyczną pasją, tworzyli „polską szkołę”, którą dzisiaj się szczycimy, niezłomnie walcząc o życie i o jak najlepsze wyrównanie metaboliczne naszych pacjentów. W dawniejszych czasach, ciemnych i niedających nadziei na szczęśliwe długie życie z cukrzycą, opieka nad chorym dzieckiem była wyjątkowo trudna i skazana na porażkę. Mimo to wymienieni specjaliści walczyli o każdy uśmiech, o szczęśliwe chwile oraz o lepsze jutro dziecka i młodzieży z cukrzycą.

I przyniosło to ogromnie sukcesy – dzisiaj rozpoznanie cukrzycy u dziecka to już nie wyrok, chociaż wciąż ogromna trauma dla całej rodziny. Jednakże zabezpieczenie nowoczesnymi technologami oraz ich stały i szybki rozwój, edukacja, samokontrola, przy przestrzeganiu reguł życia z cukrzycą pozwalają na długie i zwykłe, szczęśliwe, chociaż niełatwe życie i na spełnienie marzeń.

Zaangażowanie nestorów zaowocowało scentralizowanym systemem opieki nad dzieckiem i młodzieżą z cukrzycą, co istotnie podniosło jakość holistycznej opieki i nadal pozostaje najlepszym modelowym rozwiązaniem. Ponadto ciągłość choroby, jej przewlekły charakter, powikłania, konieczność zapewnienia elastycznej transmisji ze specjalistycznej opieki pediatrycznej do internistycznej zbliżyły diabetologię pediatryczną do diabetologii internistycznej. Współpraca diabetologów, pediatrów i internistów jest dzisiaj godna podkreślenia, zarówno na polu naukowym, jak i klinicznym (zalecenia opieki diabetologicznej Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego wydawane od 2005 r.) czy administracyjnym (pediatrzy – członkowie Zarządu Głównego PTD), poza tym diabetologia jako specjalizacja jest także dostępna dla pediatrów od początku jej powstania.

Wyrazem powszechności i społecznego charakteru diabetologii wieku rozwojowego i jej szybkiego rozwoju jest fakt, że cukrzyca została uznana za jedną z najczęstszych chorób przewlekłych dzieci i młodzieży.

W 2015 r. ustalono kolejną, nową lekarską opcję specjalizacyjną, jaką jest endokrynologia i diabetologia dziecięca. Konsekwencją tej decyzji stała się konieczność stworzenia podręcznikowego opracowania z zakresu diabetologii wieku rozwojowego. Zagadnienia te wyodrębniono w niniejszej formie podręcznika, ujmując je zarówno z perspektywy nauki, jak i kliniki. Należy podkreślić, że praca z dzieckiem chorym na cukrzycę jest ciekawa, ale i niełatwa. Wymaga wytrwałości, zrozumienia choroby przewlekłej oraz wielopoziomowej współpracy z pacjentem. Zawsze jest to wspólna praca – zespołu diabetologicznego, chorego dziecka i jego opiekunów przez wiele lat. To wspólne doświadczenia, emocje, zwycięstwa i porażki oraz stały wspólny proces edukacyjny nowych technologii, a także nieustające wyzwania i dążenie do uzyskania jak najlepszych efektów terapeutycznych i ich kontynuacji, a w sumie – do szczęśliwego długiego życia z cukrzycą. Aby ów wspólny, wieloletni sukces terapeutyczny był możliwy, trzeba zrozumieć, że prowadzący lekarz to dyrygent cukrzycowej orkiestry, a nie jedynie strażnik stężenia glukozy w organizmie chorego.

Jednocześnie my, pediatrzy i diabetolodzy, pozostajemy w ciągłym niepokoju badawczym, w poszukiwaniu kluczowego rozwiązania terapeutycznego, prowadzącego do „wyleczenia z cukrzycy”. A chodzi tu o leczenie przyczynowe, nie zaś jak dotychczas – objawowe, naszych chorych, w tym także o łatwiejszą i prostszą diagnostykę zaburzeń metabolicznych oraz wykorzystanie nowych technologii terapeutycznych czy monitorujących stan chorego.

Gdańsk–Katowice 2017

Prof. dr hab. n. med. Małgorzata Myśliwiec

Prof. dr hab. n. med. Przemysława Jarosz-Chobot

Redaktorzy I wydania

Diabetologii wieku rozwojowego

SPIS TREŚCI

Rozdział 1. Zaburzenia metaboliczne w cukrzycy – Tomasz Francuz

Wprowadzenie

Adipocyty

Rabdomiocyty

Cykl Randla

Mitochondria

Ciała ketonowe

Inne zaburzenia obserwowane w cukrzycy typu 1

Piśmiennictwo

Rozdział 2. Badania laboratoryjne w diagnostyce cukrzycy i zaburzeń tolerancji glukozy

Oznaczanie glikemii – Bogdan Solnica

Oznaczanie glikemii w celach diagnostycznych

Oznaczanie glikemii w monitorowaniu leczenia cukrzycy

Oznaczanie glukozy w moczu

Oznaczanie ciał ketonowych

Retrospektywna ocena glikemii

Badania genetyczne w cukrzycy – Wojciech Młynarski, Maciej Borowiec

Cukrzyca typu 1

Inne określone typy cukrzycy

Badania immunologiczne – Krystyna Wyka

Diagnostyczne testy czynnościowe

Testy oceniające insulinosekrecję – Krystyna Wyka

Metody badania insulinowrażliwości – Agnieszka Szadkowska, Iwona Pietrzak

Piśmiennictwo

Rozdział 3. Definicja i klasyfikacja cukrzycy oraz innych zaburzeń tolerancji glukozy – Agnieszka Zmysłowska, Anna Hogendorf

Definicja i kryteria diagnostyczne rozpoznania cukrzycy oraz innych zaburzeń tolerancji glukozy

Klasyfikacja cukrzycy

Piśmiennictwo

Rozdział 4. Epidemiologia cukrzycy u dzieci

Podstawowe definicje epidemiologiczne – Agata Chobot, Joanna Polańska, Przemysława Jarosz-Chobot

Epidemiologia cukrzycy typu 1 – Grażyna Deja, Agata Chobot, Joanna Polańska, Przemysława Jarosz-Chobot

Dane ogólnoświatowe

Dane polskie

Czynniki determinujące zapadalność

Prognoza

Umieralność chorych na cukrzycę typu 1

Epidemiologia cukrzycy typu 2 – Grażyna Deja, Przemysława Jarosz-Chobot

Dane ogólnoświatowe

Czynniki determinujące zapadalność na cukrzycę typu 2

Epidemiologia innych postaci cukrzycy: monogenowej i związanej z mukowiscydozą – Eliza Skała-Zamorowska, Przemysława Jarosz-Chobot, Wojciech Fendler

Epidemiologia najczęstszych postaci cukrzycy monogenowej: MODY i noworodkowej

Epidemiologia cukrzycy związanej z mukowiscydozą (cystic fibrosis related diabetes, CFRD)

Piśmiennictwo

Rozdział 5. Etiopatogeneza cukrzycy i zaburzeń tolerancji glukozy

Etiopatogeneza cukrzycy typu 1 – Wojciech Młynarski, Agnieszka Zmysłowska

Czynniki genetyczne

Czynniki środowiskowe

Mechanizmy uszkodzenia komórek β

Etiopatogeneza cukrzycy typu 2 u dzieci i młodzieży – Piotr Fichna, Bogda Skowrońska

Kliniczne etapy w patogenezie cukrzycy typu 2

Genetyczne uwarunkowania cukrzycy typu 2

Insulinooporność – osiowe zaburzenie w patogenezie cukrzycy typu 2

Dysfunkcja komórek β wysp trzustkowych w genezie cukrzycy typu 2

Piśmiennictwo

Rozdział 6. Obraz kliniczny i diagnostyka cukrzycy u dzieci i młodzieży

Cukrzyca typu 1 – obraz kliniczny w momencie rozpoznania i przebieg kliniczny choroby – Agnieszka Szadkowska, Barbara Głowińska-Olszewska

Wprowadzenie

Nietypowy obraz cukrzycy typu 1 u dzieci

Obraz kliniczny cukrzycy typu 2 u dzieci i młodzieży – Agnieszka Szadkowska, Iwona Pietrzak

Wprowadzenie

Choroby współwystępujące

Cukrzyce monogenowe i zespoły cukrzyc monogenowych – Wojciech Młynarski, Agnieszka Zmysłowska, Wojciech Fendler

Wprowadzenie

Cukrzyca noworodkowa i cukrzyca o początku w okresie niemowlęcym

Autosomalnie dominująca łagodna rodzinna hiperglikemia lub cukrzyca

Zespoły cukrzycy monogenowej

Monogenowe zespoły związane z insulinoopornością

Podsumowanie

Cukrzyca związana z mukowiscydozą – Lucyna Lisowicz, Artur Mazur

Cukrzyca polekowa – Barbara Głowińska-Olszewska

Wprowadzenie

Glikokortykosteroidy

Leki immunosupresyjne

Leki przeciwpsychotyczne u dzieci

Leczenie cukrzycy polekowej na przykładzie cukrzycy posteroidowej

Wczesne rozpoznanie dzieci z podwyższonym ryzykiem hiperglikemii polekowej

Cukrzyca w przebiegu innych chorób – Agnieszka Szypowska

Wprowadzenie

Guzy wydzielające hormon wzrostu

Zespół Cushinga

Zespół policystycznych jajników (PCOS)

Nadczynność przytarczyc

Glukagonoma

Pierwotny hiperaldosteronizm

Guz chromochłonny

Guz wydzielający somatostatynę

Guz wydzielający wazoaktywny peptyd jelitowy (vasoactive intestinal peptide, VIP)

Zespoły niedoczynności wielogruczołowej (autoimmune polyendocrinopathy syndrome, APS)

Nadczynność tarczycy

Piśmiennictwo

Rozdział 7. Cele terapii cukrzycy – Anita Horodnicka-Józwa, Elżbieta Petriczko

Cele terapii

Parametry wyrównania metabolicznego cukrzycy

Wartości docelowe glikemii i hemoglobiny glikowanej

Wartości docelowe gospodarki lipidowej

Wartości docelowe ciśnienia tętniczego

Wartości docelowe wskaźnika masy ciała (BMI)

Ocena prawidłowego rozwoju fizycznego i dojrzewania

Ocena jakości życia dzieci z cukrzycą

Piśmiennictwo

Rozdział 8. Farmakoterapia cukrzycy

Rodzaje insulin – Halla Kamińska, Przemysława Jarosz-Chobot

Insulina krótko działająca

Szybko działające analogi insuliny

Insuliny o pośrednim czasie działania

Długo działające analogi insuliny

Insuliny biopodobne, czyli biosymilarne

Ultralente

Mieszanki insulinowe

Schematy i zasady insulinoterapii – Halla Kamińska, Przemysława Jarosz-Chobot

Wprowadzenie

Schematy insulinoterapii

Czynnościowa intensywna insulinoterapia: Metoda wielokrotnych wstrzyknięć – Halla Kamińska, Przemysława Jarosz-Chobot

Obliczanie dawki insuliny

Schemat czynnościowej intensywnej insulinoterapii metodą wielokrotnych wstrzyknięć (baza–bolus)

Czynnościowa intensywna insulinoterapia: osobiste pompy insulinowe – Agnieszka Szypowska, Przemysława Jarosz-Chobot, Małgorzata Myśliwiec

Zasady leczenia za pomocą pompy insulinowej

Wskaźnik insulina/wymiennik

Kalkulator bolusa

Dawka korekcyjna insuliny

Inne leki stosowane w terapii cukrzycy typu 1 – Beata Mianowska

Piśmiennictwo

Rozdział 9. Żywienie w cukrzycy – Beata Sińska, Agnieszka Szypowska, Przemysława Jarosz-Chobot

Wprowadzenie

Węglowodany

Warzywa i owoce jako źródło węglowodanów

Tłuszcze

Izomery trans kwasów tłuszczowych nienasyconych

Białko

Zawartość białka w wybranych grupach produktów spożywczych

Sól kuchenna

Alkohol

Witaminy i mikroelementy

Piśmiennictwo

Rozdział 10. Sport w cukrzycy typu 1 – Grażyna Deja, Andrzej Gawrecki

Wprowadzenie

Czynniki wpływające na glikemię podczas wysiłku fizycznego

Zalecenia praktyczne dla chorego na cukrzycę podczas aktywności fizycznej

Przeciwwskazania do stosowania wysiłku fizycznego u osób z cukrzycą

Piśmiennictwo

Rozdział 11. Samokontrola w cukrzycy

Oznaczanie glikemii oraz związków ketonowych we krwi i w moczu – Agnieszka Zubkiewicz-Kucharska, Anna Noczyńska

Systemy ciągłego monitorowania glikemii – Andrzej Gawrecki, Agnieszka Szadkowska, Przemysława Jarosz-Chobot, Małgorzata Myśliwiec

Wprowadzenie

Zasady działania systemów ciągłego monitorowania glikemii

Rodzaje systemów ciągłego monitorowania glikemii

Ocena leczenia cukrzycy za pomocą CGM

Programowanie alarmów CGM

Edukacja pacjentów w zakresie CGM

Aspekty psychologiczne stosowania CGM

Korzyści ze stosowania CGM

Pomiar glikemii metodą skanowania – Agnieszka Szadkowska, Andrzej Gawrecki, Przemysława Jarosz-Chobot, Małgorzata Myśliwiec

Zasada działania systemu FGM

Interpretacja wyników

Edukacja pacjentów w zakresie FGM

Korzyści kliniczne

Porównanie metod pomiaru glikemii – Agnieszka Szadkowska, Małgorzata Myśliwiec, Andrzej Gawrecki, Przemysława Jarosz-Chobot

Piśmiennictwo

Rozdział 12. Zasady terapii w poszczególnych typach cukrzycy

Cukrzyca typu 1 – Agnieszka Szypowska, Lidia Groele, Przemysława Jarosz-Chobot

Leczenie cukrzycy typu 2 u dzieci i młodzieży – Bogda Skowrońska, Agnieszka Szadkowska, Piotr Fichna

Wprowadzenie

Terapia początkowa cukrzycy typu 2 u dzieci i młodzieży

Metformina

Leczenie insuliną

Inne leki stosowane w leczeniu cukrzycy typu 2

Leczenie bariatryczne

Modyfikacja stylu życia

Monitorowanie leczenia

Czy cukrzyca typu 2 jest odwracalna?

Leczenie cukrzycy związanej z mukowiscydozą – Lucyna Lisowicz, Artur Mazur

Insulinoterapia

Leczenie żywieniowe

Cele i monitorowanie leczenia

Zasady terapii w innych typach cukrzycy – teraźniejszość i perspektywy w leczeniu cukrzyc monogenowych u dzieci – Agnieszka Zmysłowska, Wojciech Młynarski

Piśmiennictwo

Rozdział 13. Edukacja zdrowotna w cukrzycy – Agnieszka Szypowska, Anna Taczanowska

Rola edukacji

Metody edukacji

Problemy edukacji w różnych grupach chorych

Dokumentowanie problemów edukacji

Ocena skuteczności edukacji

Międzynarodowe i krajowe wytyczne edukacji zdrowotnej w cukrzycy

Piśmiennictwo

Rozdział 14. Ostre zaburzenia metaboliczne w cukrzycy

Cukrzycowa kwasica ketonowa – Agnieszka Szadkowska, Iwona Pietrzak, Małgorzata Myśliwiec

Definicja

Epidemiologia

Patogeneza

Czynniki ryzyka CKK

Obraz kliniczny

Leczenie

Powikłania cukrzycowej kwasicy ketonowej

Stan hiperglikemiczno-hiperosmolarny – Joanna Nazim, Małgorzata Myśliwiec

Definicja

Epidemiologia

Patogeneza

Obraz kliniczny

Leczenie

Powikłania HHS

Hipoglikemia poinsulinowa – Beata Mianowska, Małgorzata Myśliwiec

Wprowadzenie

Fizjologia homeostazy glikemii i zaburzenia regulacji glikemii w cukrzycy typu 1

Definicja i podział hipoglikemii

Przyczyny i objawy hipoglikemii

Leczenie i zapobieganie hipoglikemii

Piśmiennictwo

Rozdział 15. Zaburzenia lipidowe w cukrzycy – Agnieszka Brandt, Małgorzata Myśliwiec

Wprowadzenie

Badania przesiewowe w kierunku dyslipidemii u pacjentów z cukrzycą

Hipercholesterolemia

Hipertriglicerydemia

Otyłość i cukrzyca typu 2

Cukrzyca typu 1

Leczenie zaburzeń lipidowych

Monitorowanie skuteczności leczenia

Podsumowanie

Piśmiennictwo

Rozdział 16. Przewlekłe powikłania cukrzycy

Cukrzycowa choroba oczu – Katarzyna Zorena, Małgorzata Myśliwiec

Historia naturalna zmian na dnie oka w przebiegu cukrzycy

Klasyfikacja i diagnostyka oraz badanie przesiewowe w kierunku cukrzycowej choroby oczu

Czynniki ryzyka rozwoju i progresji retinopatii cukrzycowej

Leczenie retinopatii cukrzycowej

Makulopatia

Zaćma i jaskra u pacjentów z cukrzycą

Nefropatia cukrzycowa – Agnieszka Szadkowska, Joanna Nazim, Przemysława Jarosz-Chobot

Wprowadzenie

Definicja nefropatii cukrzycowej

Epidemiologia

Patogeneza

Diagnostyka

Monitorowanie

Zapobieganie i leczenie

Choroby układu sercowo-naczyniowego w cukrzycy – diagnostyka i ocena ryzyka – Barbara Głowińska-Olszewska, Iwona Pietrzak

Epidemiologia

Patogeneza wczesnych zmian miażdżycowych

Czynniki ryzyka miażdżycy w cukrzycy. Możliwości prewencji i leczenie

Badania diagnostyczne

Neuropatia cukrzycowa – Barbara Głowińska-Olszewska

Definicja

Epidemiologia

Patogeneza

Podział

Neuropatia autonomiczna

Diagnostyka neuropatii

Leczenie

Podsumowanie

Zaburzenia ciśnienia tętniczego w cukrzycy – Iwona Pietrzak, Agnieszka Szadkowska, Małgorzata Myśliwiec

Wprowadzenie

Epidemiologia

Patogeneza

Konsekwencje nadciśnienia tętniczego

Pomiar nadciśnienia tętniczego i badania dodatkowe

Leczenie

Inne przewlekłe powikłania

Zaburzenia rozwoju somatycznego – Mieczysław Szalecki, Marta Wysocka-Mincewicz

Zaburzenia dojrzewania – Marta Wysocka-Mincewicz, Mieczysław Szalecki

Zmiany skórne w cukrzycy – Grażyna Kamińska-Winciorek

Zmiany stawowe i kostne – Mieczysław Szalecki

Zmiany w jamie ustnej – Joanna Kunert

Piśmiennictwo

Rozdział 17. Choroby współwystępujące z cukrzycą typu 1

Choroby tarczycy – Artur Bossowski, Hanna Borysewicz-Sańczyk

Wprowadzenie

Choroba Hashimoto

Choroba Gravesa–Basedowa

Zalecenia

Celiakia – Grażyna Deja, Małgorzata Myśliwiec

Definicja i patogeneza

Obraz kliniczny

Badania diagnostyczne

Leczenie i monitorowanie przebiegu choroby

Celiakia a cukrzyca typu 1

Choroba Addisona – Artur Bossowski, Hanna Borysewicz-Sańczyk

Piśmiennictwo

Rozdział 18. Psychiatryczne i psychologiczne zaburzenia w cukrzycy

Opieka psychologiczna NAD choryMI na cukrzycę – Beata Zduńczyk

Wprowadzenie

Zalecenia dotyczące opieki psychologicznej nad dziećmi z cukrzycą

Zaburzenia psychiczne – Agnieszka Butwicka, Tomasz Wolańczyk

Epidemiologia

Etiologia

Rozpoznanie

Powikłania

Piśmiennictwo

Rozdział 19. Postępowanie w ostrych stanach infekcyjnych i podczas zabiegu operacyjnego u pacjenta z cukrzycą

Ostre stany infekcyjne – Anna Noczyńska

Zabieg operacyjny. Postępowanie podczas zabiegów operacyjnych u dzieci z cukrzycą – Iwona Pietrzak, Beata Mianowska

Wprowadzenie

Planowy zabieg operacyjny u chorych na cukrzycę typu 1

Pilny zabieg operacyjny u chorych na cukrzycę typu 1

Zabieg operacyjny u chorych na cukrzycę typu 2 i inne określone typy cukrzycy (np. cukrzyce monogenowe, cukrzyca związana z mukowiscydozą)

Piśmiennictwo

Rozdział 20. Szczepienia u dzieci z cukrzycą typu 1 – Anna Noczyńska, Agnieszka Zubkiewicz-Kucharska

Piśmiennictwo

Rozdział 21. Cukrzyca a ciąża

Ciąża powikłana cukrzycą – Katarzyna Cypryk, Monika Żurawska-Kliś

Wprowadzenie

Patofizjologia cukrzycy ciążowej

Czynniki ryzyka cukrzycy ciążowej

Wpływ hiperglikemii matczynej na rozwój płodu

Opieka przedkoncepcyjna w cukrzycy przedciążowej

Leczenie cukrzycy w okresie ciąży

Leczenie cukrzycy po porodzie

Podsumowanie

Antykoncepcja – Ewa Wender-Ożegowska

Piśmiennictwo

Rozdział 22. Dziecko matki z cukrzycą typu 1 – Anna Noczyńska, Agnieszka Zubkiewicz-Kucharska

Piśmiennictwo

Rozdział 23. Nowe terapie w cukrzycy typu 1

Prewencja cukrzycy typu 1 – Natalia Marek-Trzonkowska, Małgorzata Myśliwiec

Immunoterapia – Natalia Marek-Trzonkowska, Piotr Trzonkowski

Wprowadzenie

Konwencjonalna immunosupresja

Terapia autoantygenami

Terapie biologiczne

Terapie komórkowe i przeszczepy szpiku

Przeszczepy trzustki i wysp trzustkowych – Karolina Gołąb, Piotr Trzonkowski, Piotr Witkowski

Sztuczna trzustka – Tomasz Klupa, Agnieszka Szadkowska

Algorytmy sterujące dawkowaniem insuliny w technologicznej sztucznej trzustce

Etapy rozwoju sztucznej trzustki

Dotychczasowe doświadczenia kliniczne z zastosowania technologicznej sztucznej trzustki

Bezpieczeństwo sztucznej trzustki

Podsumowanie

Piśmiennictwo

Rozdział 24. Hiperglikemia w stanach nagłych – Joanna Nazim

Piśmiennictwo

Rozdział 25. Opieka diabetologiczna nad dzieckiem, młodzieżą i młodym dorosłym w Polsce

Ogólne zasady organizacji leczenia. Opieka nad dzieckiem z cukrzycą w specjalistycznej poradni i na oddziale diabetologicznym – Agnieszka Brandt, Małgorzata Szmigiero-Kawko, Małgorzata Myśliwiec

Wprowadzenie

Oddział diabetologiczny

Poradnia diabetologiczna

Opieka nad dzieckiem z cukrzycą w placówce oświatowo-wychowawczej – Małgorzata Urbańska-Kosińska, Iwona Pietrzak

Informacje ogólne i podstawy prawne

Zadania placówki opiekuńczo-wychowawczej wobec dziecka chorującego na cukrzycę typu 1

Przejście z diabetologicznej opieki pediatrycznej do opieki dla dorosłych – Małgorzata Myśliwiec, Małgorzata Szmigiero-Kawko

Wybór zawodu – Andrzej Marcinkiewicz, Agnieszka Szypowska, Przemysława Jarosz-Chobot

Prawo jazdy – Andrzej Marcinkiewicz, Przemysława Jarosz-Chobot

Organizacje pacjentów i nieformalne grupy samopomocowe wspierające chorych na cukrzycę – Monika Zamarlik

Wprowadzenie

Działalność cukrzycowych organizacji pozarządowych

Portale internetowe i media społecznościowe jako nieformalne grupy wsparcia

Wybrane organizacje cukrzycowe

Wsparcie instytucji państwa oraz ulgi dla chorych na cukrzycę – Monika Zamarlik

Orzekanie o niepełnosprawności lub stopniu niepełnosprawności

Turnusy rehabilitacyjne

Ulgi w korzystaniu z komunikacji

Pomoc dla studentów z cukrzycą

Pomoc społeczna

Ulgi i odpisy podatkowe

Piśmiennictwo

Przypisy

Rozdział
1

ZABURZENIA METABOLICZNE W CUKRZYCY
Tomasz Francuz

WPROWADZENIE

Zaburzenia metaboliczne towarzyszące cukrzycy prowadzą w dłuższej perspektywie do powikłań sercowo-naczyniowych, nerkowych, okulistycznych i neurologicznych. Z kolei zaburzenia ostre, takie jak kwasica ketonowa czy hipoglikemia, stanowią główną przyczynę śmiertelności u osób do 30. roku życia chorujących na cukrzycę typu 1. Dla lepszej kontroli tych powikłań niezbędna jest znajomość ich patogenezy, gdyż warunkuje to skuteczne metody zapobiegania i leczenia. Długoterminowe ryzyko powikłań skorelowane jest ze stężeniem hemoglobiny glikowanej (HbA1c) odzwierciedlającej kontrolę glikemii. Natomiast ryzyko wystąpienia powikłań ostrych, m.in. kwasicy ketonowej, spotykanej głównie u osób chorujących na cukrzycę typu 1, związane jest z gwałtownymi zmianami metabolicznymi na skutek braku lub nieadekwatnego wydzielania insuliny.

Insulina wpływa praktycznie na każdy istotny szlak metaboliczny u człowieka, a jej ostateczny wynik działania zależy od równowagi między stężeniem insuliny i hormonów o działaniu antagonistycznym (głównie glukagonu, adrenaliny, glikokortykoidów i hormonu wzrostu). Zaburzenie tej równowagi może wynikać nie tylko z nieadekwatnego wydzielania insuliny przez komórki β wysp trzustkowych, jak to się dzieje w cukrzycy typu 1, lecz także z istniejącej insulinooporności – zaburzonej odpowiedzi komórek na działanie tego hormonu lub nadmiernego wydzielania hormonów o działaniu antagonistycznym, spotykanej w cukrzycy typu 2.

Większość zaburzeń metabolicznych obserwowanych u pacjenta z cukrzycą wynika z zaburzonego działania insuliny (tab. 1.1). Aby je lepiej zrozumieć, przyjrzyjmy się, jak działa insulina w najważniejszych narządach i tkankach.

Tabela 1.1. Efekty metaboliczne insuliny

• Stymulacja napływu glukozy do komórek

• Nasilenie glikolizy

• Nasilenie glukoneogenezy i osłabienie glikogenolizy

• Hamowanie lipolizy w tkance tłuszczowej

• Obniżenie stężenia FFA w surowicy

• Stymulacja syntezy kwasów tłuszczowych i trójacylogliceroli

• Nasilenie wychwytu FFA i trójacylogliceroli przez tkankę tłuszczową i mięśniową

• Obniżenie tempa β-oksydacji kwasów tłuszczowych w mięśniach i wątrobie

• Nasilenie wychwytu niektórych aminokwasów przez tkanki

• Nasilenie syntezy białek w wątrobie, mięśniach i adipocytach

• Hamowanie degradacji białek, głównie w mięśniach

• Hamowanie ketogenezy

FFA (free fatty acids) – wolne kwasy tłuszczowe.

ADIPOCYTY

Jednym z głównych punktów docelowych działania insuliny są adipocyty. Insulina kontroluje syntezę de novo oraz uwalnianie magazynowanych w adipocytach, w postaci triacylogliceroli, kwasów tłuszczowych. Odbywa się to poprzez regulację aktywności lipaz odpowiedzialnych za hydrolizę triacylogliceroli do kwasów tłuszczowych i glicerolu, oraz regulację napływu glukozy do komórek poprzez aktywację glukotransportera zależnego od insuliny (glucose transporter type 4, GLUT-4). Insulina stymuluje wychwyt wolnych kwasów tłuszczowych (free fatty acids, FFA) i glukozy z osocza, które następnie w adipocytach są wykorzystywane do resyntezy triacylogliceroli, jednocześnie hamując ich hydrolizę. W ten sposób przyczynia się do obniżenia stężenia FFA i w pewnym stopniu glikemii w osoczu. Niedobór tego hormonu lub przewaga hormonów o działaniu antagonistycznym stymuluje z kolei proces odwrotny – hormony o działaniu antagonistycznym do insuliny stymulują w adipocycie syntezę cAMP (cyclic adenosine monophosphate – cykliczny adenozyno-3′,5′-monofosforan), co z kolei aktywuje lipazy (m.in. lipazę hormonowrażliwą – hormone-sensitive lipase, HSL) i prowadzi do uwalniania z adipocytów dużych ilości FFA oraz glicerolu. Glicerol wykorzystywany jest w wątrobie do resyntezy glukozy, z kolei FFA, transportowane w osoczu w połączeniu z albuminą, mogą być wychwytywane przez różne tkanki. Największe znaczenie ma jednak wychwyt FFA przez:

• wątrobę, w której są one wykorzystywane przede wszystkim do ketogenezy, a u osób z cukrzycą typu 2 – do resyntezy triacylogliceroli, wbudowywanych w cząsteczki lipoprotein bardzo małej gęstości (very low density lipoprotein, VLDL);

• rabdomiocyty, w których FFA konkurują z glukozą.

Duże stężenie FFA we krwi ma działanie cytotoksyczne, widoczne szczególnie w komórkach śródbłonka naczyniowego, stanowiących granicę między krwią a głębszymi warstwami ściany naczyniowej i otaczającymi naczynie tkankami. Duży wychwyt FFA prowadzi także do ich odkładania wewnątrzkomórkowego w postaci kropli lipidowych, co widać wyraźnie w hepatocytach.

RABDOMIOCYTY

Tkanką odgrywającą istotną rolę w odpowiedzi na insulinę są komórki mięśni poprzecznie prążkowanych. Cechują się one szybkim metabolizmem, a co za tym idzie – potencjalną zdolnością do metabolizowania dużej ilości glukozy, a w warunkach tlenowych także dużej ilości wolnych kwasów tłuszczowych. W ten sposób przyczyniają się do znacznego obniżenia glikemii i stężenia FFA w osoczu krwi. Zarazem jednak niewielka aktywność fizyczna, a w konsekwencji mniejsza wrażliwość rabdomiocytów na działanie insuliny szybko prowadzą do nieadekwatnej reakcji na działanie tego hormonu, w efekcie zaś do wzrostu stężenia glukozy i FFA we krwi. Warto nadmienić, że katabolizm glukozy i FFA jest ze sobą ściśle powiązany. Fizjologicznie mięśnie odpowiadają za wychwyt ok. 50% glukozy trafiającej do organizmu po posiłku. Jest to możliwe dzięki obecności glukotransportera GLUT-4, który pod wpływem insuliny trafia na powierzchnię błony komórkowej, umożliwiając napływ glukozy do wnętrza komórki. Glukoza następnie może posłużyć do syntezy glikogenu, który stanowi zapas energetyczny dla mięśnia, lub być zmetabolizowana. Warto pamiętać, że z jednej strony możliwości magazynowania glukozy w mięśniach w postaci glikogenu są ograniczone, a z drugiej strony mięśnie, ze względu na brak enzymu glukozo-6-fosfatazy, nie mogą uwalniać glukozy do krwi i dlatego nie mogą dostarczać jej na potrzeby innych tkanek w okresach głodowania, gdy zachodzi konieczność utrzymania glikemii we krwi. W takiej sytuacji glikemia utrzymywana jest wyłącznie w drodze syntezy glukozy w wątrobie i nerkach. Obserwowana u osób z cukrzycą niekontrolowana synteza glukozy w tych narządach przyczynia się w znacznym stopniu do obserwowanej hiperglikemii.

CYKL RANDLA

Cykl Randla, nazywany także cyklem glukoza–kwasy tłuszczowe, opisuje przepływ i wykorzystanie substratów energetycznych (glukoza, kwasy tłuszczowe) między narządami (głównie tkanką tłuszczową i mięśniami). U człowieka w stanie poresorpcyjnym obserwujemy wysoki stosunek stężenia insuliny do glukagonu, co wywołuje zmiany metaboliczne prowadzące do magazynowania lipidów i węglowodanów oraz metabolizmu tych ostatnich do innych związków, m.in. kwasów tłuszczowych. Z kolei w stanie głodzenia stosunek insulina/glukagon maleje, sprzyjając lipolizie w adipocytach oraz uwalnianiu oraz syntezie glukozy de novo w hepatocytach, co ma na celu utrzymanie prawidłowej glikemii we krwi. Jest to warunek prawidłowego funkcjonowania tkanek zależnych od glukozy, takich jak układ nerwowy i erytrocyty (te ostatnie są całkowicie od niej zależne). Przełączenie metabolizmu z opartego głównie na glukozie na metabolizm mający na celu jej oszczędzanie tylko częściowo odbywa się w drodze regulacji hormonalnej. Insulina, hamując lipolizę w tkance tłuszczowej, jednocześnie prowadzi do zmniejszenia stężenia FFA we krwi, z kolei hormony o działaniu antagonistycznym do insuliny powodują wzrost stężenia tych substratów. Dalsza regulacja odbywa się dzięki wzajemnym powiązaniom metabolicznym między glukozą a FFA. Warto nadmienić, że FFA mogą mieć nieco odmienne działania, w zależności od długości łańcucha alifatycznego. Kwasy tłuszczowe o krótkim łańcuchu metabolizują się szybciej i do transportu do mitochondrium nie wymagają przenośnika, jakim jest karnityna. Z kolei kwasy tłuszczowe o długim (long-chain fatty acids, LCFA) i bardzo długim łańcuchu (very long-chain fatty acids, VLCFA) do swojego metabolizmu w mitochondriach wymagają karnityny, a ich obecność prowadzi do silnego zahamowania metabolizmu węglowodanów. Proces ten, korzystny w warunkach fizjologicznych, może prowadzić do znacznej hiperglikemii i wzrostu stężenia FFA we krwi w warunkach patologicznych. Fizjologicznie, poposiłkowy wzrost stężenia glukozy oraz towarzyszący mu wzrost insulinemii hamują lipolizę w adipocytach, a w efekcie uwalnianie z nich do krwi FFA. Z kolei niższe stężenie FFA stymuluje metabolizm glukozy w mięśniach, prowadząc do obniżenia jej stężenia we krwi, co jest warunkiem utrzymania prawidłowej glikemii. Zależności te przedstawiono na rycinie 1.1.

Rycina 1.1. Glukoza hamuje w adipocytach lipolizę, z kolei nadmiar FFA dostaje się do mięśni, w których hamuje utylizację glukozy, stając się głównym źródłem energii.

FFA (free fatty acids) – wolne kwasy tłuszczowe (WKT).

Dla zrozumienia procesów zachodzących w warunkach patologicznych musimy zagłębić się w regulację procesów glikolizy i β-oksydacji, które przebiegają w komórkach (ryc. 1.2).

Rycina 1.2. Regulacja metabolizmu glukozy i FFA w komórce.

ACC (acetyl-CoA carboxylase) – karboksylaza acetylo-CoA; ACL (ATP citrate lyase) – liaza cytrynianowa; CPT-1 (carnitine palmitoyltransferase I) – acetylotransferaza karnitynowa I; FAS (fatty acid synthase) – syntaza kwasów tłuszczowych; HK (hexokinase) – heksokinaza; PFK-1 (phosphofructokinase) – fosfofruktokinaza I; PDH (pyruvate dehydrogenase) – dehydrogenaza pirogronianowa.

Insulina stymuluje napływ glukozy do wnętrza komórki poprzez wzrost ekspresji GLUT-4 oraz wolnych kwasów tłuszczowych poprzez translokazę kwasów tłuszczowych (fatty acid translocase, FAT, CD36). Napływające kwasy tłuszczowe są metabolizowane preferencyjnie, co ma za zadanie oszczędzać glukozę, która może być wykorzystywana przez tkanki glukozozależne. FFA ulegają w mitochondriach β-oksydacji, która dostarcza bardzo dużych ilości acetylo-CoA oraz NADH, tj. zredukowanego NAD (nicotinamide adenine dinucleotide – dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy). Oba metabolity są silnymi inhibitorami glikolizy, co hamuje wykorzystanie tego substratu w procesach energetycznych i przyczynia się do zmniejszonego wychwytu glukozy z krwi.

Powstający w procesie β-oksydacji kwasów tłuszczowych acetylo-CoA ulega w mitochondrium kondensacji ze szczawiooctanem, tworząc cytrynian, który może ulec przemieszczeniu do cytoplazmy. Związek ten także jest silnym inhibitorem glikolizy, a dodatkowo w cytoplazmie liaza cytrynianowa przekształca go do acetylo-CoA, który ulega karboksylacji do malonylo-CoA – silnego inhibitora acylotransferazy karnitynowej (niezbędnej do przeniesienia reszt kwasów tłuszczowych do mitochondrium), będącego jednocześnie substratem i aktywatorem kompleksu syntetazy kwasów tłuszczowych. Efektem fizjologicznym tych regulacji jest możliwość wykorzystania nadmiaru glukozy do produkcji acetylo-CoA i następnie kwasów tłuszczowych. Jednakże w warunkach nadmiaru glukozy i FFA nagromadzenie malonylo-CoA prowadzi do zahamowania transportu FFA do mitochondrium, co hamuje ich katabolizm w procesie β-oksydacji. Jednoczesne zahamowanie katabolizmu glukozy i FFA powoduje znaczny wzrost ich stężenia we krwi, co obserwujemy u osób z niewyrównaną cukrzycą.

Zahamowanie glikolizy kieruje metabolizm glukozy na inne tory, m.in. w kierunku biosyntezy glikogenu (glikogenogenezy), jednocześnie komórka czerpie energię głównie z metabolizmu FFA. Skutkiem tego jest zmniejszenie wychwytu glukozy i obniżenie efektywności działania insuliny (insulinooporność).

W regulacji metabolizmu glukozy i kwasów tłuszczowych w mięśniach istotną rolę odgrywa kinaza aktywowana AMP (5′ adenosine monophosphate activated protein kinase, AMPK). Jej aktywacja zmniejsza stężenie malonylo-CoA, co prowadzi do odblokowania metabolizmu kwasów tłuszczowych. AMPK jest aktywowana wysiłkiem fizycznym, przez wiele adipokin i cytokin, a także przez leki stosowane w leczeniu cukrzycy typu 2 – biguanidy, tiazolidynodiony oraz metforminę (ryc. 1.3).

Rycina 1.3. Wiele czynników wpływa na aktywność kinazy aktywowanej AMP. Jej aktywacja prowadzi do obniżenia stężenia malonylo-CoA, co pobudza oksydacyjny metabolizm FFA i glukozy.

ACC (acetyl-CoA carboxylase) – karboksylaza acetylo-CoA; AMP (5′ adenosine monophosphate) – cykliczny adenozyno-3′,5′-monofosforan; MCD (malonyl-CoA decarboxylase) – dekarboksylaza malonylo-CoA; TZD (thiazolidinedione) – tiazolidynedion; WKT – wolne kwasy tłuszczowe.

MITOCHONDRIA

Mitochondria preferencyjnie wykorzystują do produkcji energii kwasy tłuszczowe. Powstające w wyniku katabolizmu FFA duże ilości FADH_2 (reduced form of flavin adenine dinucleotide – forma zredukowana dinukleotydu flawinoadeninowego) trafiają bezpośrednio na kompleks drugi łańcucha oddechowego, co zmienia potencjał błony mitochondrialnej i zwiększa prawdopodobieństwo odwrócenia cyklu reakcji zachodzących w łańcuchu oddechowym, których ostatecznym produktem są woda i energia potrzebna do syntezy ATP. W przypadku odwrócenia tych reakcji dochodzi do niepełnej redukcji tlenu i generowania dużych ilości wolnych rodników tlenowych (reactive oxygen species, ROS), co sprzyja obserwowanemu w cukrzycy uszkodzeniu mitochondriów. Stosowana, głównie u osób z cukrzycą typu 2, metformina, może zapobiegać tym zjawiskom, poprzez hamowanie odwróconego przepływu elektronów i syntezy ROS. Dysfunkcja mitochondriów oraz niewystarczająca w stosunku do wzmożonej syntezy ROS aktywność enzymów antyoksydacyjnych wzmagają peroksydację lipidów i przyczyniają się do powstawania powikłań cukrzycy. Warto też pamiętać, że długołańcuchowe kwasy tłuszczowe mają bezpośredni efekt rozprzęgający łańcuch oddechowy. Rezultatem tego jest mniejsza efektywność produkcji energii, co pokrywane jest zwiększeniem aktywności łańcucha oddechowego. Wymaga to jednak większej ilości tlenu i wzmaga generację ROS. Efektem ubocznym przestawienia mitochondriów na metabolizm FFA jest hamowanie glikolizy w cytoplazmie – glukoza wchodzi na alternatywne szlaki metaboliczne prowadzące do powstania produktów odpowiedzialnych za jej toksyczność, m.in. w szlaku biosyntezy heksozoamin powstaje duża ilość β-N-acetyloglukozaminy, która prowadzi do nadmiernej O-glikozylacji białek.

W wyniku opisanych procesów dochodzi do zahamowania metabolizmu glukozy. Zmniejszone zapotrzebowanie na energię (brak aktywności fizycznej) w połączeniu z dużą wartością energetyczną FFA powoduje, że mięśnie nie są w stanie wykorzystać napływających z krwią kwasów tłuszczowych, co przy zwiększonej lipolizie prowadzi do wzrostu ich stężenia we krwi. Pojawia się cytotoksyczne działanie FFA i hiperglikemii, przede wszystkim na komórki śródbłonka naczyniowego (tab. 1.2).

Tabela 1.2. Toksyczny wpływ FFA na komórki endotelialne

• Redukcja syntezy NO

• Indukcja syntezy ROS (aktywacja oksydazy NAD(P)H)

• Utrata właściwości wazodylatacyjnych endotelium

• Aktywacja szlaków związanych z procesami zapalnymi (szlaku NF-κB)

• Utrata właściwości przeciwkrzepliwych śródbłonka

NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) – dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy; NF-κB (nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) transkrypcyjny czynnik jądrowy kappa B; ROS (reactive oxygen species) – wolne rodniki tlenowe.

CIAŁA KETONOWE

Kolejnym fizjologicznym mechanizmem, który ma na celu oszczędzanie glukozy w okresach głodzenia, jest ketogeneza. Proces ten w stanach patologicznych, szczególnie u osób chorujących na cukrzycę typu 1, może być przyczyną poważnych problemów – cukrzycowej kwasicy ketonowej. Ciała ketonowe (β-hydroksymaślan, acetooctan i aceton) są syntetyzowane w mitochondriach wątroby, a w pozostałych tkankach mogą być wykorzystywane jako alternatywny w stosunku do glukozy surowiec energetyczny. Najwięcej ciał ketonowych ze względu na ich dużą masę wykorzystują mięśnie, lecz są one chętnie metabolizowane także w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), mięśniu sercowym i nerkach. W OUN w stanie przedłużonego głodzenia nawet 75% energii pochodzi ze spalania ciał ketonowych, dzięki czemu organizm może oszczędzać glukozę. Ciała ketonowe syntetyzowane są w ciągu przemian pokazanym na rycinie 1.4.

Rycina 1.4. Synteza i katabolizm ciał ketonowych. Reakcje zaznaczone przerywanymi strzałkami zachodzą w tkankach pozawątrobowych.

ACAA2 (acetyl-coenzyme A acyltransferase 2) – acylotransferaza acetylo-CoA 2; ACAT1 (acetoacetyl-CoA thiolase 1) – tiolaza acetoacetylo-CoA 1; HMG-CoA (3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A) – 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-koenzym A; HMGCS2 (3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 2 mitochondrial) – mitochondrialna syntaza HMG-CoA; HS-CoA – koenzym A; NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) – dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy; NADH – zredukowany NAD; SCOT (succinyl-CoA:3-ketoacid CoA transferase) – transferaza bursztynylo-CoA.

Synteza ciał ketonowych zachodzi efektywnie, gdy spełnione są dwa warunki:

• nasilona lipoliza w tkance tłuszczowej na skutek braku hamującego działania insuliny lub przewagi hormonów o działaniu antagonistycznym (w sytuacjach stresowych lub patologicznych – zakażenia, wyniszczenie organizmu, nadczynność gruczołów wydzielających hormony o działaniu antagonistycznym do insuliny);

• podwyższone stężenie FFA w osoczu krwi i ich zwiększony napływ do wątroby.

W wątrobie FFA mogą ulec reestryfikacji do triacylogliceroli, β-oksydacji, a w przypadku znacznego niedoboru insuliny wchodzą w szlak ketogenezy. W przypadku bezwzględnego lub względnego niedoboru insuliny, w wątrobie intensywnie zachodzi glukoneogeneza – proces mający na celu syntezę glukozy de novo na potrzeby innych tkanek. Wyczerpuje to zapasy szczawiooctanu, który jest niezbędny w pierwszej reakcji cyklu Krebsa, polegającej na jego kondensacji z acetylo-CoA (pochodzącym z β-oksydacji FFA) z wytworzeniem cytrynianu. Skutkiem tego powstający w dużych ilościach acetylo-CoA nie może być przetwarzany w cyklu Krebsa i wchodzi w alternatywne szlaki przemian – w wątrobie, przy niedoborze insuliny będzie to głównie synteza ciał ketonowych.

W czasie normalnego odżywiania ketogeneza zachodzi tylko w minimalnym stopniu, natomiast ulega znacznemu nasileniu proporcjonalnie do obniżenia stężenia insuliny. Stężenie ciał ketonowych po posiłku nie przekracza 0,2 mmol/l, lecz w okresie głodowania wzrasta do ok. 5 mmol/l, a w cukrzycowej kwasicy ketonowej znacznie przekracza 12 mmol/l. Warto pamiętać, że wysokie stężenie ciał ketonowych we krwi wynika raczej z ich nadprodukcji w wątrobie, a nie ze zmniejszonej utylizacji obwodowej. W przeciwieństwie do chorych na cukrzycę, u osób, które nawet przez długi czas głodują, wzrost stężenia ciał ketonowych we krwi jest umiarkowany (5–7 mmol/l), co wynika z kompensacji wzmożonej syntezy w wątrobie, poprzez ich większy wychwyt przez tkanki pozawątrobowe. U osób z cukrzycą (głównie typu 1) następuje dysregulacja syntezy i utylizacji ciał ketonowych, co prowadzi do dramatycznego wzrostu ich stężenia we krwi i może być przyczyną kwasicy ketonowej.

Po przekroczeniu progu nerkowego ciała ketonowe pojawiają się w moczu, co nazywamy ketonurią. Ze względu na ich silnie osmotyczne działanie, a dodatkowo obecność glukozy w moczu, obserwujemy nasiloną diurezę. Towarzysząca ketonurii wzmożona diureza może stanowić zagrożenie dla życia pacjenta. β-hydroksymaślan i acetooctan wydalane są jako aniony organiczne, co wymusza także konieczność wydalania dużych ilości jonów sodowych, prowadząc do znacznej utraty sodu, ogranicza także zdolność nerek do regeneracji zasad. Dlatego u pacjentów z ketonurią obserwujemy obniżenie syntezy wodorowęglanów (). Zwiększona utrata sodu i zmniejszona regeneracja wodorowęglanów są maskowane przez współistniejące odwodnienie, lecz w trakcie wyrównywania wolemii stają się szybko istotnym problemem klinicznym.

Syntetyzowane w wątrobie ciała ketonowe przenikają do krwi, skąd są wychwytywane przez pozostałe tkanki, w tym OUN (ciała ketonowe łatwo przenikają barierę krew–mózg i są paliwem dla tego narządu). Wzmożona β-oksydacja kwasów tłuszczowych dostarcza dużych ilości NADH, co zwiększa w hepatocytach stosunek NADH/NAD+. Nadmiar NADH wykorzystywany jest do redukcji acetooctanu do β-hydroksymaślanu, który staje się dominującym związkiem w ketogenezie. Opisana reakcja, katalizowana przez dehydrogenazę β-hydroksymaślanową, jest odwracalna, w tkankach pozawątrobowych zazwyczaj stosunek NADH/NAD+ jest niski i z tego powodu przeważa reakcja odwrotna prowadząca do syntezy acetooctanu z napływającego do komórek β-hydroksymaślanu. W efekcie β-hydroksymaślan stanowi ok. 70% wszystkich ciał ketonowych we krwi, pozostałą część stanowi acetooctan i w ok. 2% aceton, będący produktem spontanicznej dekarboksylacji acetooctanu. Jednakże aceton ma duże znaczenie diagnostyczne – jako związek lotny jest on wydalany głównie przez płuca, a jego charakterystyczny zapach (zapach lakieru do paznokci, którego jest częstym składnikiem) umożliwia szybkie podejrzenie kwasicy ketonowej. Warto pamiętać, że wiele testów, w tym większość testów na obecność ciał ketonowych w moczu, wykrywa jedynie obecność acetooctanu i acetonu – ciał ketonowych, które występują w mniejszości, wobec czego ich wyniki mocno nie doszacowują rzeczywistego stężenia ciał ketonowych, które zależne jest głównie od stężenia β-hydroksymaślanu. O ile takie testy mogą być używane do diagnostyki cukrzycowej kwasicy ketonowej, to nie powinny służyć do monitorowania leczenia tego stanu. W tym celu należy używać testów mierzących stężenie β-hydroksymaślanu we krwi. Warto wspomnieć, że ciała ketonowe mogą pojawić się we krwi w wielu sytuacjach klinicznych, w tym w alkoholowej kwasicy ketonowej. Kwasicę alkoholową od cukrzycowej odróżnia laboratoryjnie zazwyczaj umiarkowanie podwyższone, prawidłowe lub obniżone stężenie glukozy, podczas gdy w kwasicy cukrzycowej jest ono bardzo wysokie i często przekracza 250 mg%.

β-hydroksymaślan i acetooctan to relatywnie silne kwasy organiczne, które – jeśli występują w odpowiednim stężeniu – mogą przekroczyć zdolność buforową buforów krwi, czego efektem będzie kwasica metaboliczna. Zwiększonemu stężeniu tych związków będzie towarzyszyć znaczne powiększenie luki anionowej wskazujące na obecność zwiększonego stężenia tzw. anionów nieoznaczalnych (w przypadku kwasicy ketonowej odpowiedzialne za to jest nagromadzenie β-hydroksymaślanu i acetooctanu). Nagromadzenie tych związków, wraz z towarzyszącą hiperglikemią, prowadzi do znacznego wzrostu osmolarności osocza. Dodatkowo, na skutek obniżenia pH krwi, obserwujemy zaburzenia równowagi jonowej – hiponatremię oraz przesunięcie potasu z wnętrza komórek do osocza, co może maskować niedobory tego pierwiastka. Ma to znaczenie w czasie wyrównywania istniejącej kwasicy, gdyż potas stopniowo ulega przemieszczeniu z powrotem do wnętrza komórek, w efekcie jego stężenie w surowicy może maleć do niebezpiecznych wartości. Dlatego stosując płynoterapię, musimy pamiętać o uzupełnianiu potasu, a gdy stężenie tego pierwiastka w osoczu jest mniejsze niż 3,3 mEq/l, nie możemy podawać insuliny.

INNE ZABURZENIA OBSERWOWANE W CUKRZYCY TYPU 1

Zaburzenia lipidowe u pacjentów z cukrzycą typu 1 są mniej częste, a istniejąca dyslipidemia jest zazwyczaj związana ze złą kontrolą glikemii, współistniejącą nefropatią lub innymi czynnikami – np. otyłością bądź współistniejącymi defektami genetycznymi metabolizmu lipidów. Należy jednak pamiętać, że u osób chorujących na cukrzycę typu 1, nawet przy prawidłowym stężeniu lipidów osocza, możemy wykazać istnienie zmian jakościowych w lipoproteinach, co wraz z nasiloną glikacją białek (czego odzwierciedleniem jest wzrost stężenia HbA1c) może tłumaczyć zwiększone ryzyko chorób układu sercowo-naczyniowego w tej grupie osób. Typowe zaburzenia lipidowe pojawiają się u pacjentów z niestabilną cukrzycą, u których brak lub niewłaściwe stosowanie insuliny wywołuje wymienione wcześniej zaburzenia metaboliczne. Występująca u takich osób hipertriglicerydemia może być tłumaczona zmniejszoną aktywnością lipazy lipoproteinowej, występującej na powierzchni śródbłonka naczyniowego. Jej funkcją jest hydroliza triacylogliceroli występujących przede wszystkim w chylomikronach oraz lipoproteinach o bardzo małej gęstości (VLDL), co uwalnia zawarte w nich FFA, dzięki czemu mogą one być wykorzystywane przez tkanki. Brak insuliny i wysokie stężenie FFA powstających w wyniku lipolizy w adipocytach hamują lipazę śródbłonkową, co wydłuża retencję chylomikronów i VLDL, prowadząc do wzrostu stężenia triglicerydów w osoczu. Brak insuliny zwiększa także katabolizm białek, co w połączeniu z brakiem stymulującego działania insuliny na wychwyt aminokwasów przez tkanki prowadzi do wzrostu ich stężenia we krwi. Są one wychwytywane głównie przez wątrobę i nerki, w których szkielety węglowe aminokwasów glukogennych przekształcane są w glukozę, co dodatkowo zwiększa glikemię we krwi.

Piśmiennictwo

1. Boden G.: Obesity and free fatty acids (FFA). Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2008; 37(3): 635–646.

2. Boden G., Laakso M.: Lipids and glucose in type 2 diabetes. Diabetes Care 2004; 27(9): 2253–2259.

3. Duncan R.E., Ahmadian M., Jaworski K. i wsp.: Regulation of lipolysis in adipocytes, Ann. Rev. Nutr. 2007; 27: 79–101.

4. Kamel S., Kamel M.D., Halperin M.L.: Acid-base problems in diabetic ketoacidosis. N. Engl. J. Med. 2015; 372: 546–554.

5. Laffel L.: Ketone bodies: A review of physiology, pathophysiology and application of monitoring to diabetes. Diabetes Metab. Res. Rev. 1999; 15(6): 412–426.

6. Lind M., Svensson A.M., Kosiborod M. i wsp.: Glycemic control and excess mortality in type 1 diabetes. N. Engl. J. Med. 2014; 371: 1972–1982.

7. Louis H., Heinrich T.: The Randle cycle revisited: A new head for an old hat. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 2009; 297(3): E578–E591.

8. The Diabetes Control and Complications Trial/Epidemiology of Diabetes Interventions and Complications (DCCT/EDIC) Study Research Group: Intensive diabetes treatment and cardiovascular disease in patients with type 1 diabetes. N. Engl. J. Med. 2005; 353: 2643–2653.

Rozdział
2

BADANIA LABORATORYJNE W DIAGNOSTYCE CUKRZYCY I ZABURZEŃ TOLERANCJI GLUKOZY

OZNACZANIE GLIKEMII
Bogdan Solnica

Oznaczanie stężenia glukozy we krwi (glikemii) jest podstawowym badaniem laboratoryjnym w diabetologii. Wykonuje się je w celu rozpoznania cukrzycy i stanu przedcukrzycowego oraz w monitorowaniu leczenia cukrzycy – ocenie wyrównania gospodarki węglowodanowej. Oznaczenia glikemii w tych dwóch celach różnią się pod względem badanego materiału, metodyki i standardów jakości analitycznej.

Oznaczanie glikemii w celach diagnostycznych

Oznaczenia glikemii w rozpoznawaniu i wykrywaniu cukrzycy/stanu przedcukrzycowego powinny być wykonywane w osoczu krwi żylnej, w laboratorium, przy użyciu metod poddawanych stałej kontroli jakości analitycznej. Niedozwolone jest stosowanie do tych celów oznaczeń w pełnej krwi wykonywanych przy użyciu glukometrów lub podobnych analizatorów.

Przy oznaczaniu glikemii ważna jest standaryzacja fazy przedanalitycznej, na którą składają się pora wykonywania badań, przygotowanie pacjenta, pobranie, zabezpieczenie materiału i jego transport do laboratorium. Glikemia cechuje się zmiennością okołodobową, jak również pozostaje pod wpływem takich czynników, jak poprzedzający pobranie próbki wysiłek fizyczny, wypoczynek, czas od ostatniego posiłku, ewentualnej reakcji ostrej fazy i in. Dla ograniczenia wpływu zmienności wewnątrzosobniczej oznaczenia glikemii w celach diagnostycznych (również doustny test tolerancji glukozy) powinno się wykonywać się na czczo (8–14 godzin od ostatniego posiłku), w godzinach porannych, u wypoczętego pacjenta.

Tabela 2.1. Metody analityczne stosowane w oznaczaniu stężenia glukozy w osoczu krwi w laboratorium

ADP (adenosine diphosphate) – adenozyno-5′-difosforan; ATP (adenosine triphosphate) – adenozyno-5′-trifosforan; FAD (flavin adenine dinucleotide) – dinukleotyd flawinoadeninowy; NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) – dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy; NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) – fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego; NADPH – forma zredukowana NADP+.

Przy oznaczaniu glikemii w laboratorium, w przeciwieństwie do oznaczeń w miejscu opieki nad pacjentem (point-of-care testing, POCT) i w samokontroli, istotnym problemem jest metabolizm glukozy in vitro, w pobranej próbce krwi. W związku z tym krwinki powinny być oddzielane od osocza (odwirowane) natychmiast po pobraniu krwi, zatem w miejscu pobrania, o ile materiał nie może zostać bezzwłocznie dostarczony do laboratorium. Po schłodzeniu próbki w łaźni lodowej może ona zostać odwirowana po 30 minutach. Przy przechowywaniu próbki pełnej krwi w temperaturze pokojowej glikoliza w krwinkach powoduje zmniejszanie stężenia glukozy o 5–7%/h, a przy przechowywaniu w temperaturze 4°C – o mniej więcej 20%/24 h. Można temu zapobiegać, używając probówek zawierających substancje hamujące glikolizę, takie jak fluorek sodu (2,5 mg/ml krwi), jodooctan litu (0,5 mg/ml) lub maleimid (0,1 mg/ml), razem z antykoagulantami, takimi jak szczawian lub EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid – kwas wersenowy). Substancje te hamują glikolizę jednak dopiero po 2–4 godzinach od pobrania krwi, co ogranicza skuteczność tego sposobu zapobiegania spadkowi glikemii in vitro. Za skuteczniejsze uznaje się zakwaszenie próbki do pH między 5,3 a 5,9 w probówkach zawierających bufor cytrynianowy.

Stężenie glukozy w osoczu oznacza się metodami opartymi na reakcjach utleniania/redukcji z udziałem glukozy, katalizowanych przez swoiste substratowo enzymy (tab. 2.1). Oznaczenia tymi metodami wykonywane są przy użyciu automatycznych analizatorów, wykorzystujących spektrofotometryczne i amperometryczne techniki pomiarowe.

Laboratoryjne metody oznaczania glukozy są dobrze wystandaryzowane. Metodą definitywną jest chromatografia gazowa ze spektrometrią mas z rozcieńczeniem izotopu (isotopic dilution mass spectrometry, ID-MS). Metody rutynowo stosowane w laboratoriach diagnostycznych powinny być z nią metrologicznie spójne.

Dopuszczalna zmienność analityczna oznaczeń stężenia glukozy we krwi jest powiązana z jego zmiennością biologiczną. Rekomendowane przez amerykańską National Academy of Clinical Biochemistry i American Diabetes Association kryteria jakości analitycznej obejmują:

• nieprecyzyjność (współczynnik zmienności) ≤ 2,9%;

• błąd dokładności (systematyczny) ≤ 2,2%;

• błąd całkowity ≤ 6,9%.

W rozpoznawaniu cukrzycy/stanu przedcukrzycowego wykorzystuje się wyniki oznaczeń stężenia glukozy w próbkach krwi pobranych w określonych warunkach. Kryteria diagnostyczne cukrzycy, nieprawidłowej glikemii na czczo (impaired fasting glucose, IFG) i nieprawidłowej tolerancji glukozy (impaired glucose tolerance, IGT) obejmują (zob. rozdz. 3):

• glikemię przygodną (próbka krwi pobrana w dowolnej porze dnia, niezależnie od czasu, jaki upłynął od ostatniego posiłku);

• glikemię na czczo (próbka krwi pobrana 8–14 godzin od ostatniego posiłku);

• glikemię w 120. minucie doustnego testu tolerancji glukozy (DTTG; oral glucose tolerance test, OGTT).

Doustny test tolerancji glukozy jest próbą czynnościową oceniającą jednocześnie wydzielanie insuliny oraz zależną od niej dystrybucję glukozy w tkankach (insulinowrażliwość). DTTG nie daje możliwości odrębnej oceny tych dwóch mechanizmów wpływających na glikemię.

Test należy wykonywać, gdy wyniki oznaczeń glikemii na czczo nie pozwalają na rozpoznanie cukrzycy i przy uzasadnionym podejrzeniu nieprawidłowej tolerancji glukozy lub cukrzycy nawet przy prawidłowej glikemii na czczo. Nie powinno się natomiast zlecać DTTG u pacjentów, u których wyniki oznaczeń glikemii wykonanych na czczo spełniają kryteria rozpoznania cukrzycy (zob. rozdz. 3).

Na wynik DTTG oprócz wydzielania insuliny i wrażliwości tkanek na nią mają wpływ takie czynniki, jak szybkość wchłaniania glukozy z przewodu pokarmowego, schorzenia żołądkowo-jelitowe, nawodnienie badanej osoby i objętość dystrybucji glukozy, wypoczynek pacjenta przed testem, zażywane leki i in. Dla zmniejszenia niepewności uzyskanego wyniku i poprawy powtarzalności testu trzeba właściwie przygotować pacjenta do badania – poinformować go (lub jego opiekunów), że należy utrzymać spożycie węglowodanów w diecie na poziomie co najmniej 150 g dziennie i zgłosić się do badania na czczo, w godzinach 7:00–9:00; pacjent powinien być wypoczęty, po przespanej nocy. Należy ocenić ewentualnie zażywane przez pacjenta leki pod kątem ich możliwego działania hiperglikemizującego.

Przeprowadzenie DTTG obejmuje:

• pobranie wyjściowej próbki krwi żylnej; zaleca się też wykonanie oznaczenia glikemii przed obciążeniem glukozą w celu wykrycia ewentualnej hiperglikemii i oceny celowości wykonania testu;

• spożycie przez pacjenta (dziecko) 1,75 g/kg m.c. do 75 g bezwodnej glukozy rozpuszczonej w 250–300 ml wody w ciągu 5 minut;

• pobranie drugiej próbki krwi żylnej 120 minut po zakończeniu podawania glukozy; przez cały okres testu (2 godziny) pacjent powinien przebywać w miejscu jego wykonywania, w spoczynku.

Zgodnie z ogólnymi zasadami oznaczenia glikemii w trakcie DTTG powinny być wykonywane w osoczu krwi żylnej, w laboratorium. Używanie glukometrów przy wykonywaniu DTTG jest niedopuszczalne.

Mimo poprawnej standaryzacji przygotowania pacjenta i przeprowadzenia DTTG jego ograniczeniem jest mała powtarzalność. Wykazano, że zgodność w zakwalifikowaniu badanej osoby do stanu prawidłowej lub nieprawidłowej tolerancji glukozy albo cukrzycy na podstawie wyników dwukrotnie wykonanego DTTG wynosi 45–75%.

Oznaczanie glikemii na czczo jest też zalecane jako badanie przesiewowe w kierunku cukrzycy typu 2 (zob. rozdz. 3), a razem z DTTG są badaniami stosowanymi w wykrywaniu hiperglikemii w ciąży (zob. rozdz. 21).

Oznaczanie glikemii w monitorowaniu leczenia cukrzycy

Monitorowanie leczenia cukrzycy w zakresie wyrównania gospodarki węglowodanowej wymaga bieżącej (w czasie rzeczywistym) kontroli glikemii i retrospektywnej jej oceny.

Oznaczenia glikemii w czasie rzeczywistym, czyli jej samokontrola (self-monitored blood glucose, SMBG), są wykonywane przy użyciu glukometrów – zminiaturyzowanych analizatorów glukozy mierzących jej stężenie w pełnej krwi włośniczkowej, metodami suchej chemii, przy użyciu pasków testowych (reagent strips) będących nośnikiem wszystkich substancji biorących udział w reakcjach oraz elektrod i innych elementów układu pomiarowego. Pod względem metodyki oznaczania glukozy oraz technik pomiarowych glukometry nie różnią się od analizatorów stosowanych w laboratoriach. Wykorzystuje się w nich metodę z dehydrogenazą glukozy i z oksydazą glukozową (tab. 2.2) oraz najczęściej amperometryczną technikę pomiarową. Przy stosowaniu tej techniki paski testowe mają budowę elektrody glukozowej – elektrony uwalniane przez utleniane cząsteczki glukozy są za pośrednictwem redukowanych i utlenianych koenzymów i mediatorów przekazywane na elektrodę pomiarową. Natężenie płynącego przez nią prądu (elektronów), mierzone przez glukometr, jest proporcjonalne do stężenia glukozy w badanej próbce.

Tabela 2.2. Metody analityczne stosowane w oznaczaniu stężenia glukozy we krwi za pomocą glukometrów

e– – elektron; FAD (flavin adenine dinucleotide) – dinukleotyd flawinoadeninowy; NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) – dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy; NADP (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) – fosforan dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego.

W bardzo rzadko obecnie stosowanej technice pomiaru reflektometrycznego (natężenia światła odbitego od barwnej powierzchni) zachodzące na pasku testowym reakcje prowadzą do powstania produktów przebarwiających pole reakcyjne w stopniu proporcjonalnym do stężenia glukozy w próbce.

Przedział oznaczalności większości glukometrów mieści się w granicach 1,1–44,4 mmol/l (20–800 mg/dl). Zaleca się używanie glukometrów podających jako wyniki oznaczeń stężenie glukozy w osoczu krwi włośniczkowej penetrującym do pola reakcyjnego/elektrod paska. Glukometry są wyposażone w podręczną pamięć mieszczącą do kilkuset wyników oznaczeń oraz przystosowane do współpracy z odpowiednio oprogramowanym komputerem.

Oznaczenia wykonywane przy użyciu glukometrów w pełnej krwi są narażone na czynniki zakłócające, które wpływają na ich dokładność. Wzrost hematokrytu powoduje zmniejszenie oznaczanych stężeń glukozy, rzędu 1–1,3%/1% wzrostu hematokrytu, na skutek mniejszej objętości osocza docierającego do strefy reakcyjnej pasków testowych. Spadek hematokrytu ma odwrotny efekt. Interferencje szeregu substancji endogennych (kwas moczowy, bilirubina, glutation, inne cukry i in.) oraz egzogennych, głównie leków i ich metabolitów, polegają na ich udziale w zachodzących na paskach testowych reakcjach utleniania/redukcji. Informacja na temat charakteru i stopnia tych interferencji powinna być dostarczana przez producentów glukometrów/pasków.

Dokładność oznaczeń wykonywanych za pomocą glukometrów ma kluczowe znaczenie dla skuteczności samokontroli glikemii. Zależy od niej wiarygodność oceny wyrównania metabolicznego oraz wykrywania stanów hipo- i hiperglikemii wymagających doraźnej interwencji. Użytecznym w codziennej praktyce wskaźnikiem dokładności oznaczeń jest błąd glukometru – różnica między wynikiem uzyskanym przy jego użyciu i wartością referencyjną, najczęściej wyrażaną jako procent wartości referencyjnej:

Błąd (%) = [(Ggluk – Gref)/Gref] × 100,

gdzie: Ggluk – wynik oznaczenia przy użyciu glukometru, Gref – wartość referencyjna (wynik badania metodą laboratoryjną lub przy użyciu analizatora POCT spójnego z metodą laboratoryjną).

Zgodnie z zaleceniami Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego (PTD) kontrolę poprawności posługiwania się glukometrem oraz dokładności oznaczeń należy przeprowadzać w przypadku podejrzenia nieprawidłowości oraz przynajmniej raz w roku, w miejscu ambulatoryjnej opieki nad chorym.

Zgodnie z szeroko w Europie stosowaną normą ISO 15197:2013 (2015) (In vitro diagnostic test systems – Requirements for blood-glucose monitoring systems for self-testing in managing diabetes mellitus) dopuszczalny dla stężeń glukozy ≥ 5,55 mmol/l (100 mg/dl) błąd 95% wyników nie może przekraczać ±15% wartości referencyjnej, a dla stężeń < 5,55 mmol/l (100 mg/dl) – ±0,83 mmol/l (15 mg/dl). Kryteria podane w tej normie są dogodną podstawą interpretacji wyników w bieżącej kontroli dokładności oznaczeń przy użyciu glukometrów.

Samokontrola glikemii stanowi integralną część leczenia cukrzycy, jest zalecana u wszystkich chorych, przede wszystkim leczonych wielokrotnymi wstrzyknięciami lub ciągłym podskórnym wlewem insuliny (zob. rozdz. 8).

Systemy ciągłego monitorowania glikemii (continuous glucose monitoring, CGM) wykonują pomiary z zaprogramowaną częstotliwością i podają wyniki w czasie rzeczywistym oraz je rejestrują. Stosowane w nich czujniki (sensory), działające od 72 do ok. 180 godzin, umieszczane w tkance podskórnej, mierzą stężenie glukozy w płynie tkankowym, które jest automatycznie przeliczane na glikemię po wcześniejszej kalibracji opartej na wynikach pomiaru stężenia glukozy we krwi. Inne rozwiązania to przezskórne pobieranie glukozy drogą elektroosmozy (odwrócona jonoforeza) przez urządzenie pomiarowe oraz przezskórne pomiary glikemii z wykorzystaniem spektroskopii w bliskiej podczerwieni lub łącznego pomiaru ultradźwiękowego, elektromagnetycznego i pojemności cieplnej.

Podstawowym wskazaniem do ich stosowania jest chwiejny przebieg choroby z częstymi epizodami hipoglikemii, w tym w godzinach nocnych oraz nieświadomością hipoglikemii (zob. rozdz. 14).

Oznaczanie glukozy w moczu

Glukozę w moczu oznacza się za pomocą pasków testowych, półilościowymi metodami suchej chemii, najczęściej z wykorzystaniem reakcji oksydazy glukozowej i peroksydazy, z utlenieniem chromogenu do barwnego produktu. Stopień przebarwienia pola reakcyjnego paska półilościowo określa stężenie glukozy w moczu. Zmiana barwy może być oceniana wzrokowo (samokontrola) lub przy użyciu reflektometrycznego czytnika pasków w laboratorium. Do czynników zakłócających należą witamina C obecna w moczu w dużym stężeniu, ciała ketonowe i duży ciężar właściwy moczu – powodują one zaniżone lub fałszywie ujemne wyniki oznaczeń.

Glukoza występuje w moczu (glukozuria) po przekroczeniu przez glikemię progu nerkowego wynoszącego zwykle ok. 10,0 mmol/l (180 mg/dl). Dlatego oznaczanie glukozy w moczu ma w monitorowaniu leczenia cukrzycy jedynie znaczenie pomocnicze – glukozuria jest sygnałem znacznej hiperglikemii. Ze względu na powszechne stosowanie samokontroli glikemii nie znajduje już zastosowania ilościowe oznaczanie wydalania („utraty”) glukozy z moczem w ciągu 8 lub 24 godzin.

Oznaczanie ciał ketonowych

Ciała ketonowe (kwas β-hydroksymasłowy, acetooctowy, aceton) powstają z produktów β-oksydacji wolnych kwasów tłuszczowych, uwalnianych w toku lipolizy kontrolowanej przez insulinę.

Klasyczna półilościowa metoda analityczna, dostępna w formacie suchej chemii (paski testowe), wykorzystuje reakcję acetonu i kwasu acetooctowego z nitroprusydkiem sodu i glicyną w środowisku alkalicznym, z powstaniem barwnego produktu. Oznaczenia tą metodą mogą być wykonywane w moczu oraz surowicy lub osoczu krwi po rozcieńczeniu solą fizjologiczną w stosunku 1:2. Należy pamiętać, że ta metoda nie wykrywa kwasu β-hydroksymasłowego, stanowiącego 75–90% puli ciał ketonowych w cukrzycowej kwasicy ketonowej. W warunkach fizjologicznych metoda nie wykrywa kwasu acetooctowego/acetonu, występujących we krwi i w moczu w stężeniach poniżej granicy oznaczalności. Czynnikami interferującymi są leki zawierające grupy sulfhydrylowe (kaptopryl, penicylamina, mesna i in.), które mogą być przyczyną wyników fałszywie dodatnich, oraz kwas askorbinowy, który może powodować wyniki fałszywie ujemne.

Ciała ketonowe mogą być wykrywane w moczu (ketonuria) u chorych na cukrzycę typu 1, zwykle towarzysząc glukozurii i wskazując na pogorszenie wyrównania metabolicznego z wystąpieniem ostrego powikłania choroby – ketozy lub kwasicy ketonowej (zob. rozdz. 14).

Ze względu na brak możliwości oznaczania kwasu β-hydroksymasłowego badanie ciał ketonowych jest przydatne w rozpoznawaniu cukrzycowej kwasicy ketonowej, natomiast nie jest użyteczne w monitorowaniu jej leczenia.

Retrospektywna ocena glikemii

Retrospektywna ocena glikemii jest oparta na wynikach oznaczeń odzwierciedlających stężenie glukozy we krwi w krótszym lub dłuższym okresie przed wykonaniem oznaczenia. Mogą to być oznaczenia substancji trwale modyfikowanych w reakcji z glukozą (białka glikowane) lub, jak w przypadku 1,5-anhydroglucitolu, na dłużej zmieniające swoje stężenie w warunkach hiperglikemii/glukozurii.

Białka glikowane

Glikacja jest to spontaniczna, nieenzymatyczna reakcja grup aldehydowych cząsteczek glukozy (lub innego monosacharydu) z wolnymi grupami aminowymi cząsteczek różnych białek. Na pierwszym etapie glikacji zachodzi odwracalna reakcja kondensacji między wolną grupą aldehydową glukozy i grupą aminową białka z wytworzeniem aldiminy (zasady Schiffa).

Na drugim etapie, w wyniku wewnątrzcząsteczkowego przegrupowania Amadoriego, powstaje stabilna forma ketoaminowa, utrzymująca się do naturalnej degradacji białka (ryc. 2.1).

Glikacji ulegają wszystkie białka, które mają dostępne do reakcji wolne grupy aminowe; spośród nich znaczenie diagnostyczne mają glikowana hemoglobina i glikowane białka osocza.

W toku złożonych procesów obejmujących początkowo reakcje glukozy z N-końcowymi grupami aminowymi lizyny i argininy różnych białek powstają końcowe produkty zaawansowanej glikacji (advanced glycation endproducts, AGE). Działając samodzielnie lub przez swoiste receptory (receptor for advanced glycation end products, RAGE), odgrywają one istotną rolę w rozwoju przewlekłych powikłań cukrzycy, zmieniając własności biologiczne białek, hamując syntezę niektórych mediatorów (prostaglandyny, NO, tkankowego aktywatora plazminogenu), aktywując makrofagi i pobudzając reakcję zapalną oraz nasilając stres oksydacyjny. Oznaczanie stężenia AGE w osoczu nie znajduje zastosowania w codziennej praktyce.

Rycina 2.1. Proces glikacji.

Hemoglobina glikowana. HbA1c (A1C) jest produktem przyłączenia glukozy do N-końcowej waliny jednego lub obydwóch łańcuchów β globiny w HbA, niezależnie od glikacji w innych miejscach cząsteczki. Jako największa frakcja (75–80%) hemoglobiny glikowanej (glikohemoglobiny, GHB, HbA_1) HbA1c jest rutynowo stosowanym retrospektywnym wskaźnikiem glikemii służącym do oceny wyrównania gospodarki węglowodanowej i ryzyka rozwoju przewlekłych powikłań cukrzycy.

Przy prawidłowym okresie przeżycia erytrocytów (ok. 120 dni) stężenie HbA1c odzwierciedla średnie stężenie glukozy we krwi w okresie 3–4 miesięcy poprzedzających oznaczenie. Około 60% obecnej w erytrocytach HbA1c powstaje jednak w ciągu miesiąca poprzedzającego badanie.

HbA1c jest oznaczana w pełnej krwi żylnej lub włośniczkowej pobranej na EDTA lub heparynę. Krew nie musi być pobierana na czczo, pacjent nie wymaga żadnego przygotowania. Próbki krwi mogą być zwykle przechowywane do tygodnia w temperaturze 4°C, dłuższe przechowywanie wymaga zamrożenia materiału w temperaturze co najmniej –70°C.

Korzystając z oznaczeń HbA1cw monitorowaniu leczenia cukrzycy, należy uwzględniać czynniki wpływające na proces glikacji hemoglobiny, utrudniające interpretację wyników oraz zakłócające sam proces analityczny, tj. powodujące zawyżenie lub zaniżenie wyników.

W stanach przebiegających ze skróceniem okresu przeżycia erytrocytów (niedokrwistości hemolityczne i in.) obserwuje się obniżenie stężenia HbA1c w relacji do średniej glikemii. Z kolei zmniejszenie szybkości przemian hemoglobiny (niedokrwistości niedoborowe) wydłuża czas przeżycia erytrocytów i proces glikacji hemoglobiny, powodując wzrost stężenia HbA1c. Wszystkie stany zmieniające okres przeżycia erytrocytów uniemożliwiają interpretację wyników i wykorzystanie HbA1c w monitorowaniu leczenia cukrzycy i w celach diagnostycznych.

Na wyniki oznaczeń HbA1c różnorodny, zależny od metody analitycznej, wpływ mogą mieć zwiększona zawartość hemoglobiny płodowej (HbF) lub warianty hemoglobiny, takie jak HbS czy HbC. Fałszywe zawyżenie może być następstwem chemicznej modyfikacji hemoglobiny (karbamylacja, acetylacja) w takich stanach, jak niewydolność nerek czy zażywanie dużych dawek salicylanów.

HbA1c oznacza się głównie metodami chromatograficznymi i immunochemicznymi, rzadziej elektroforetycznymi (elektroforeza kapilarna). Chromatografia jonowymienna dokonuje rozdziału frakcji Hb na podstawie ładunku cząsteczek. Zależny od niego różny czas retencji poszczególnych frakcji w kolumnie umożliwia ich separację i ilościowe oznaczenie HbA1c.

Z kolei chromatografia powinowactwa wykorzystuje reakcję HbA_1 z cząsteczkami pochodnej kwasu borowego związanymi z materiałem wypełniającym kolumnę, z wytworzeniem kowalencyjnych wiązań unieruchamiających cząsteczki wszystkich frakcji HbA_1 w kolumnie. Po elucji frakcji hemoglobiny nieglikowanej (HbA_0) i dysocjacji wiązań HbA_1 następuje elucja tej frakcji. Kalibracja metody pozwala na podawanie jako wyniku stężenia HbA1c.

Obie metody chromatograficzne dostępne są w postaci wysokociśnieniowej (high-performance liquid chromatography, HPLC), z całkowitą automatyzacją procedury analitycznej.

Metody immunochemiczne wykorzystują monoklonalne przeciwciała przeciwko epitopom obejmującym N-końcowe aminokwasy łańcucha β HbA1c. Są to często metody immunoturbidymetryczne i różne ich modyfikacje, dostępne na rutynowo używanych automatycznych analizatorach biochemicznych. W użyciu są również inne metody immunochemiczne, takie jak immunochemiluminescencyjne czy immunoenzymatyczne.

Oznaczenia HbA1c mogą być wykonywane również poza laboratorium, w miejscu opieki nad pacjentem (POCT). Stosowane do tego celu analizatory wykorzystują metody immunochemiczne oraz różne modyfikacje chromatografii powinowactwa.

Standaryzacja oznaczeń HbA1c jest obecnie zapewniana przez dwa systemy o zasięgu międzynarodowym. Działający od 1996 r. amerykański Narodowy Program Standaryzacji Glikohemoglobiny (National Glycohemoglobin Standardization Program, NGSP) stosuje jako metodę odniesienia jonowymienną HPLC. Certyfikat NGSP jest przyznawany na okres roku metodom (analizatorom/odczynnikom) spełniającym kryteria zgodności z metodą odniesienia. Aktualizowana lista certyfikowanych metod oznaczania HbA1c jest dostępna na stronie internetowej http://www.ngsp.org/. Liczne zalecenia praktyki klinicznej, w tym zalecenia PTD, rekomendują posługiwanie się w laboratoriach i w trybie POCT metodami oznaczania HbA1c certyfikowanymi przez NGSP.

Wdrożony na początku lat dwutysięcznych przez International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC) program standaryzacji wykorzystuje dwuetapową metodę referencyjną obejmującą odszczepienie przez swoistą endoproteinazę N-końcowych heksapeptydów łańcuchów β wszystkich cząsteczek Hb i następnie rozdział glikowanych i nieglikowanych heksapeptydów za pomocą HPLC z oznaczeniem ilościowym przy użyciu spektrometrii mas lub elektroforezy kapilarnej. Oferowane dziś na rynku wyrobów do diagnostyki in vitro (in vitro diagnostic, IVD) metody (odczynniki/analizatory) oznaczania HbA1c są metrologicznie spójne z referencyjną metodą IFCC. W programie standaryzacji IFCC zaleca się wyrażanie wyników oznaczeń w jednostkach SI – mmol HbA1c na mol całkowitej Hb (mmol/mol) (tab. 2.3).

Tabela 2.3. Stężenia HbA1c w jednostkach tradycyjnych [%] i jednostkach SI [mmol/mol]

HbA1c [%]

HbA1c [mmol/mol]

4,0

20

4,2

22

4,5

26

4,7

28

5,0

31

5,2

33

5,5

37

5,7

39

6,0

42

6,2

44

6,5

48

6,7

50

7,0

53

7,2

55

7,5

58

7,7

61

8,0

64

8,2

66

8,5

69

8,7

72

9,0

75

9,2

77

9,5

80

9,7

83

10,0

86

10,2

88

10,5

91

10,7

93

11,0

97

11,2

99

11,5

102

11,7

104

12,0

108

Stężenie HbA1c służy do określania kryteriów wyrównania gospodarki węglowodanowej, będących celami leczenia cukrzycy. W ocenie osiągania celów leczenia na podstawie wyników samokontroli glikemii i oznaczeń HbA1c wykorzystuje się szacowaną średnią glikemię (estimated average glucose, eAG) wyliczaną za pomocą wzorów:

eAGmg/dl = 28,7 × HbA1c – 46,7

eAGmmol/l = 1,59 × HbA1c – 2,59.

W monitorowaniu leczenia cukrzycy oznaczenia HbA1c powinny być wykonywane raz w roku u pacjentów ze stabilnym przebiegiem choroby, osiągających cele leczenia, i co najmniej raz na kwartał u pacjentów nieosiągających celów leczenia lub tych, u których dokonano zmiany sposobu leczenia (zob. rozdz. 8).

Glikowane białka osocza. Około 90% glikowanych białek osocza stanowi glikowana albumina. Jej stężenie w osoczu odzwierciedla średnią glikemię w okresie 2–3 tygodni przed oznaczeniem. Glikowane białka osocza mogą być alternatywą dla HbA1c, gdy jej oznaczanie/stosowanie nie jest możliwe, jak również mogą być przydatne w monitorowaniu leczenia u pacjentów z chwiejnym przebiegiem choroby oraz w razie konieczności utrzymania ścisłego wyrównania metabolicznego, np. u kobiet w ciąży.

Fruktozamina. Stężenie fruktozaminy (FA) określa całkowitą zawartość glikowanych białek osocza. FA jest ketoaminową formą produktu glikacji powstającego głównie w wyniku reakcji glukozy z grupami ε-aminowymi reszt lizynowych cząsteczek albuminy. Powszechnie stosowana metoda oznaczania jest oparta na redukcji błękitu tetrazoliowego (nitroblue tetrazolium, NBT) przez FA i pomiarze spektrofotometrycznym na automatycznych analizatorach biochemicznych. Oznaczenie to może być zakłócane przez substancje endogenne, takie jak kwas moczowy, lipidy i bilirubina, występujące w dużych stężeniach. Przedział referencyjny i wartości docelowe stężenia FA istotnie zależą od metody oznaczania.

W przeciwieństwie do stężenia HbA1c, stężenie FA, wyrażane w jednostkach bezwzględnych (zwykle μmol/l), zależy nie tylko od glikemii w okresie poprzedzającym oznaczenie, lecz także od stężenia białka całkowitego/albuminy w surowicy. W przypadku oznaczeń FA u osób z nieprawidłowym stężeniem białka całkowitego/albuminy w surowicy, np. u kobiet w ciąży, należy wyliczyć stężenie skorygowane:

FAskoryg = FAzmierzona × 72/[białko całkowite].

U pacjentów z zaburzeniami czynności tarczycy, zespołem nerczycowym lub upośledzoną czynnością wątroby okres półtrwania albuminy może się zmieniać, co utrudnia interpretację wyników oznaczeń FA.

Glikowana albumina. Glikowana albumina (GA) jest oznaczana metodami enzymatycznymi, chromatograficznymi, kolorymetrycznymi i immunochemicznymi, co utrudnia standaryzację oznaczeń i harmonizację wyników. Stężenie GA jest wyrażane jako procent całkowitej albuminy. Przedział referencyjny i wartości docelowe zależą od metody oznaczania. Ograniczenia stosowania GA są takie same jak w przypadku FA.

1,5-anhydroglucitol

1,5-anhydroglucitol (1,5-AG) jest monosacharydem pochodzenia pokarmowego, nie ulega w organizmie żadnym przemianom. Po przesączeniu w kłębuszkach nerkowych 1,5-AG jest wchłaniany zwrotnie w kanalikach proksymalnych przy udziale tego samego błonowego transportera co glukoza, wobec czego glukozuria hamuje jego reabsorpcję. W stanie hiperglikemii/glukozurii 1,5-AG jest w większym stopniu wydalany z moczem i jego stężenie w osoczu się obniża. Stężenie 1,5-AG w osoczu jest odwrotnie proporcjonalne do średniej glikemii w okresie 2–14 dni przed badaniem, może też odzwierciedlać wahania glikemii.

Stężenie 1,5-AG jest oznaczane licznymi, różnorodnymi metodami. Szeroko stosowana metoda spektrofotometryczna wykorzystuje reakcję utleniania 1,5-AG przez oksydazę piranozową (glukozową), po wcześniejszym przekształceniu glukozy w glukozo-6-fosforan. Stężenie 1,5-AG w osoczu jest oznaczane również metodami chromatograficznymi i immunochemicznymi.

Jako retrospektywny wskaźnik glikemii 1,5-AG nie powinien być stosowany u pacjentów ze znacznie zmniejszonym przesączaniem kłębuszkowym, chorobami wątroby, z zespołem upośledzonego wchłaniania i u kobiet w ciąży.

BADANIA GENETYCZNE W CUKRZYCY
Wojciech Młynarski, Maciej Borowiec

Badania genetyczne w cukrzycy mają charakter poznawczy, jak również diagnostyczny. Badania poznawcze prowadzone są na poziome pojedynczego genu bądź całego genomu w celu znalezienia nowych loci zaangażowanych w patogenezę cukrzycy lub jej późnych powikłań.

Z diagnostycznego punktu widzenia analizy genetyczne są przydatne w cukrzycy typu 1 oraz do różnicowania cukrzyc typu 3, czyli tzw. innych określonych typów cukrzycy. W cukrzycy typu 2 badania genetyczne mają obecnie jedynie charakter naukowy.

Cukrzyca typu 1

W przypadku cukrzycy typu 1 uznaje się za konieczne wykonywanie genotypowania układu HLA klasy 2, głównie alleli genów HLA-DRB1 i HLA-DQB1. Przydatne klinicznie wydaje się ustalenie obecności alleli ochronnych (głównie haplotyp DRB1*15:01-DQA1*01:02-DQB1*06:02) i predysponujących (DRB1*04:01-DQA1* 03:01-DQB1*03:02 i DRB1*03:01-DQA1*05:01-DQB1*02:01) do rozwoju cukrzycy typu 1. Jest to wskazane w przypadku kierowania pacjentów ze świeżo rozpoznaną chorobą do leczenia interwencyjnego z zastosowaniem substancji immunomodulujących, takich jak teplizumab czy rytuksymab. Ponadto krewni pierwszego stopnia chorych na cukrzycę typu 1, u których obecne są trzy różne autoprzeciwciała skierowane przeciwko antygenom komórek β i którzy nie są nosicielami ochronnego haplotypu DRB1*15:01-DQA1*01:02-DQB1*06:02, obciążeni są blisko 100-procentowym ryzykiem zachorowania na autoimmunologiczną postać cukrzycy. W związku z powyższym również w przypadku krewnych pierwszego stopnia ważne z prognostycznego punktu widzenia jest wykonanie genotypowania HLA. Ze względu na trudności interpretacyjne badania te powinno się wykonywać w ośrodkach specjalizujących się w genotypowaniu HLA w celach transplantacyjnych lub w ośrodku z doświadczeniem w badaniach genetycznych w cukrzycy.

Inne określone typy cukrzycy

Według klasyfikacji Światowej Organizacji Zdrowia (World Health Organization, WHO) w tej grupie chorób mieszczą się cukrzyce, których patogeneza wiąże się z defektem pojedynczego genu. W przypadku defektów monogenowych związanych głównie z funkcją komórek β możemy obserwować objawy cukrzycy. Postać choroby związana z ciężkimi, rzadkimi mutacjami genów komórki β może przybierać kliniczny obraz cukrzycy typu MODY (maturity onset diabetes of the young) lub cukrzycy noworodkowej (permanent neonatal diabetes mellitus, PNDM). Cukrzyca typu MODY cechuje się:

• autosomalnym dominującym sposobem dziedziczenia;

• defektem wydzielania insuliny;

• wczesnym początkiem zachorowania najczęściej do 35. roku życia;

• brakiem otyłości.

W przypadku cukrzycy noworodkowej standardowo 6. miesiąc życia uznawany jest jako granica wieku rozpoznania tej cukrzycy uwarunkowanej monogenowo, niemniej z doniesień literaturowych wynika, że w niektórych przypadkach zalecenia podjęcia diagnostyki molekularnej cukrzycy dotyczyć mogą również pacjentów z chorobą rozpoznawaną w wieku późniejszym między 6. a 12. miesiącem życia. Istnieje również grupa monogenowych zespołów chorobowych, gdzie jednym z objawów jest cukrzyca, której mogą towarzyszyć zaburzenia innych narządów, np. zespół Wolframa czy Alströma.

Ze względu na nowoczesne indywidualizowane możliwości terapeutyczne w przypadku podejrzenia powyższych typów cukrzycy rekomendowane jest wykonanie badania genetycznego w celu ustalenia podłoża choroby. Analizy genetyczne powinny być wykonane w laboratorium o dużym doświadczeniu w genetyce cukrzycy i z zapleczem doświadczonych w diabetologii genetyków klinicznych ze względu na implikacje kliniczne związane z uzyskanym pozytywnym wynikiem badania.

Identyfikacja mutacji w genach odpowiedzialnych za cukrzycę monogenową z wykorzystaniem tradycyjnej techniki sekwencjonowania DNA metodą Sangera nastręcza nie lada problemów organizacyjno-ekonomicznych. Duża liczba genów zaangażowanych w rozwój form cukrzyc monogenowych, ich wielkość, trudności techniczne w amplifikacji obszarów lokalizacji chromosomowej, a także pojawiające się doniesienia na temat nowych genów o niepełnej charakterystyce klinicznej powodują, że klasyczna technika identyfikacji mutacji staje się nieadekwatna do rozwiązania problemu. Technika sekwencjonowania metodą Sangera powielająca i opisująca pojedyncze obszary genu typu eksony czy całe kopie genu zabiera dużo czasu i w efekcie koszt analizy genu jest znaczący. Wydaje się, że obecnie powinna być wykorzystywana jedynie w przypadku bardzo specyficznego obrazu klinicznego choroby, który wskazuje jednoznacznie na defekt konkretnego genu. W innych przypadkach należy skorzystać w diagnostyce z technologii NGS (Next Generation Sequencing). Badania tego typu pozwalają na jednoczesne badanie wielu genów, całych eksomów lub całego genomu pacjenta. Współcześnie znajdują szerokie zastosowanie w identyfikacji podłoża genetycznego wielu chorób, w tym cukrzyc monogenowych. Wytypowanie panelu wszystkich znanych genów odpowiedzialnych na cukrzycę monogenową (obecnie ponad 100 genów) i badanie ich za pomocą technik sekwencjonowania wielkoskalowego NGS skraca czas wykonania badania i identyfikacji mutacji oraz znacznie redukuje koszty diagnostyki pacjenta. Ze względu na bardzo duże zróżnicowanie modeli dziedziczenia i patogenezy cukrzyc monogenowych badania tego typu powinny wykonywać jedynie referencyjne laboratoria z dużym doświadczeniem w badaniach genetycznych w cukrzycy.

BADANIA IMMUNOLOGICZNE
Krystyna Wyka

Przeciwciała przeciwwyspowe są głównym markerem immunologicznym wykorzystywanym w diagnostyce cukrzycy o autoimmunologicznym podłożu (typu 1). Przeciwciała nie są bezpośrednio zaangażowane w proces autodestrukcji, powstają wtórnie w wyniku reakcji komórek immunokompetentnych z autoantygenami komórek wysp trzustkowych. Autoprzeciwciała pojawiają się na wiele lat przed wystąpieniem objawów klinicznych cukrzycy, dlatego można je wykrywać jeszcze w przedklinicznej fazie choroby. Markery te rzadko są wykrywane przed 6. miesiącem życia. W tym okresie u dziecka oznacza się głównie przeciwciała pochodzenia matczynego, które jako immunoglobuliny klasy G mają zdolność przechodzenia przez łożysko do płodu oraz przekazywane są wraz z mlekiem matki. Szczyt rozwoju reakcji humoralnej występuje między 9. a 24. miesiącem życia, wówczas wykrywa się przeciwciała IAA (insulin autoantibodies – przeciwko endogennej insulinie) i ICA (islet cell antibodies – przeciwko różnym antygenom cytoplazmatycznym komórek β wysp trzustkowych), później zaś anty-GAD (anti-glutamic acid decarboxylase – przeciwko dekarboksylazie kwasu glutaminowego), anty-IA2 (insulinoma-associated antigen – przeciwko fosfatazom tyrozyny) czy ZnT8 (zinc transporter 8 – przeciw transporterowi cynku 8). Dynamika rozwoju reakcji przeciwwyspowej u dzieci jest bardzo wysoka. U małych dzieci początkowo z jednym rodzajem przeciwciała kolejne markery pojawiają się u 70% w ciągu 2 następnych lat. Wykrycie między 1. a 2. rokiem życia wielu rodzajów przeciwciał przeciwwyspowych niesie ryzyko rozwoju postaci pełnoobjawowej choroby w ciągu 6 lat u 75% dzieci.

W trakcie trwania postaci klinicznej cukrzycy przeciwciała przeciwwyspowe utrzymują się przez wiele lat, stopniowo zanikając (znaczący spadek widoczny jest ok. 3. roku choroby). Obserwacje wykazały obecność przeciwciał (głównie ICA, anty-GAD i ZnT8) po 10–15, ale nawet po 50 latach trwania cukrzycy typu 1.

Markery humoralnej reakcji przeciwwyspowej wykrywa się u pacjentów nie tylko z klasyczną postacią cukrzycy typu 1, lecz także w cukrzycy typu 2, LADA (latent autoimmune diabetes of adults – utajona autoimmunologiczna cukrzyca dorosłych) czy z postacią monogenową oraz – choć sporadycznie – w innych jednostkach autoimmunologicznych, takich jak APS (antiphospholipid syndrome – zespół antyfosfolipidowy), IPEX (immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked – sprzężony z chromosomem X zespół dysregulacji immunologicznej, poliendokrynopatii i enteropatii) czy zespół sztywnego człowieka (stiff-man syndrom).

W chwili obecnej w rutynowej diagnostyce oznacza się pięć rodzajów przeciwciał:

• przeciwciała przeciwwyspowe (islet cell antibodies, ICA);

• przeciw dekarboksylazie kwasu glutaminowego (anti-glutamic acid decarboxylase antibodies, anty-GAD), przeciw białkowej fosfatazie tyrozynowej (islet anitigen2/insulinoma associated protein2 antibodies, anty-IA2);

• przeciwinsulinowe: przeciw endogennej insulinie (anti-insulin autoantibodies, IAA) i egozgennej, podawanej terapeutycznie (anti-insulin antibodies, IA);

• przeciw transporterowi Zn2+ (zinc transporter 8 antibodies, ZnT8) (tab. 2.4).

Tabela 2.4. Rodzaje przeciwciał przeciwwyspowych – metoda oznaczania oraz przydatność diagnostyczna

Rodzaj

IA/IAA

ICA

anty-GAD

anty-IA2

ZnT8

Rok i autor wykrycia/opisu

1956

Berson (IA)

1963 Pav i Jezkowa (IAA)

1974

Bottazzo

1982

Baekkeskov

1990

Christie

2007

Wenzlau

Metoda oznaczania

RIA

ECL

IFP

RIA

ELISA

ECL

RIA

ECL

ELISA

RIA

ELISA

Częstość wykrywania

60% dzieci

10–20% dorośli

65–85% dzieci, dorośli

70–85% dzieci, dorośli

50–80% dzieci

30–50% dorośli

60–80% dzieci, dorośli

Przydatność diagnostyczna

Dzieci do 3. r.ż.

+

w przypadkach znacznej hipoglikemii*

Niemowlęta,

dzieci,

młodzież,

dorośli

Dzieci,

młodzież,

dorośli

Niemowlęta,

dzieci,

młodzież,

dorośli < 35. r.ż.

Dzieci,

młodzież,

dorośli

anty-GAD (anti-glutamic acid decarboxylase) – przeciwciała przeciwko dekarboksylazie kwasu glutaminowego; anty-IA2 (insulinoma-associated antigen) – przeciwciała przeciwko fosfatazom tyrozyny; IA (anti-insulin antibodies) – przeciwciała przeciw insulinie egzogennej, podawanej terapeutycznie; IAA (anti-insulin autoantibodies) – przeciwciała przeciw endogennej insulinie; ECL (electrochemiluminescence) – metoda elektrochemiluminescencji; ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) – metoda immunoenzymatyczna; ICA (islet cell antibodies) – przeciwciała przeciwko różnym antygenom cytoplazmatycznym komórek β wysp trzustkowych); IFP – immunofluorescencja pośrednia; RIA (radioimmunoassay) – metoda radioimmunologiczna; ZnT8 (zinc transporter 8) – przeciwciała przeciw transporterowi cynku.

* Wykonanie oznaczenia IA u pacjentów z syndromem hipoglikemii o podłożu immunologicznym (insulin autoimmune syndrome, IAS).

Źródło: S.L. Wong, A. Priestman, D.T. Holmes: Recurrent hypoglycemia from insulin autoimmune syndrome. J. Gen. Intern. Med. 2014; 29(1): 250–254.