Резюме
глюкоза метод гликемия сахарный диабет
У людей глюкоза, подобно воде, распределена между эритроцитами и плазмой. Молярность глюкозы (количество глюкозы на единицу массы воды) одинакова во всем образце. Различные концентрации воды в калибраторе, плазме и жидкости эритроцитов могут объяснить некоторые различия, зависящие от типа образца, методов разведения образца, а также биосенсоров прямого считывания, определяющих молярности. Различные устройства для измерения глюкозы определяют и регистрируют фундаментально различные аналитические количества. Различия превышают максимально допустимую ошибку определения глюкозы при диагностике и мониторинге сахарного диабета, что затрудняет лечение. Целью Рабочей группы по селективным электродам Научного подразделения Международной Федерации по Клинической Химии и Лабораторной Медицине (IFCC-SD WGSE) является достижение глобального консенсуса по форме регистрации результатов. Документ рекомендует приведение в соответствие с концентрацией глюкозы в плазме (с единицей измерения ммоль/литр) не зависимо от типа образца или технологии. Постоянный коэффициент 1.11 должен использоваться для преобразования концентрации в цельной крови в эквивалентную концентрацию в плазме.
Ключевые слова: Активность; Биосенсоры; Глюкозоксидаза; Гематокрит; Плазма в сравнении с цельной кровью; Стандартизация; Концентрация воды.
1. Введение
Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) и Американская Диабетическая Ассоциация (АДА) определяют диагноз сахарного диабета как состояние, при котором измеренная натощак, по крайней мере дважды, концентрация глюкозы в плазме 7.0 ммоль/литр. В качестве альтернативы достаточным показателем диагноза сахарный диабет при наличии симптомов является случайная концентрация глюкозы в плазме 11.1 ммоль/литр или результат 11.1 ммоль/литр в тесте на толерантность к глюкозе через 2 часа после перорального приема глюкозы. При классификациях нормы и диабета новая категория "нарушенной толерантности, измеряемой натощак глюкозы в плазме", имеет более узкий интервал значений 6.1 - 6.9 ммоль/литр в сравнении с предыдущим, измеряемым натощак интервалом 5.6 - 7.7 ммоль/литр. Более узкие диагностические пределы повышают требования к точности и достоверности измеряемых результатов для корректной индивидуальной классификации. Глюкоза быстро проникает через мембрану эритроцитов путем пассивного транспорта. Поэтому глюкоза подобно воде распределяется между эритроцитами и плазмой. В настоящее время различные типы приборов определяют и дают информацию о фундаментально различных количествах глюкозы. Биосенсоры глюкозы называют приборами "прямого считывания", если они измеряют содержание глюкозы напрямую, т.е. без предварительного разведения образца. Определяемая с помощью нового поколения сенсоров прямого считывания молярность глюкозы одинакова в цельной крови и плазме, но различается по концентрации. Методы, требующие разведения образца, при калибровке по водным стандартам дадут результаты, эквивалентные концентрации, поскольку водные концентрации образца и калибратора после разведения практически идентичны. Изначальное намерение IFCC-SD WGSE состояло в разработке рекомендаций для анализаторов, использующих биосенсоры прямого считывания содержания газов, электролитов, метаболитов в крови. Однако отдельные рекомендации не будут иметь смысла и не приведут к достижению цели - взаимозаменяемым результатам, для чего требуется согласование формы регистрации результатов всех анализаторов. Недорогие приборы с биосенсорами прямого считывания доступны для самостоятельного мониторинга глюкозы или определения ее в стационаре. Ожидается, что в обозримом будущем в клинических химических лабораториях содержание глюкозы будут определять с помощью сенсоров прямого считывания наряду с другими стандартными приборами. Кроме того, обычно медицинский персонал не знает, содержат ли лабораторные отчеты данные о глюкозе в цельной крови или в плазме, что приводит к риску их неправильной интерпретации. Обе величины зачастую несут элемент ошибки и используются в литературе поочередно, несмотря на различие в концентрации глюкозы, в среднем, на 11%. При существующем использовании нескольких методов, дающих различные результаты, существует серьезная опасность их неправильной интерпретации врачами. Данный документ не затрагивает ни технику получения образца крови, ни преаналитические переменные, что является темой другого важного обсуждения. АДА представляет диагностические критерии по концентрации глюкозы в плазме, а ВОЗ дает дополнительную информацию по цельной крови. Мы рекомендуем использовать постоянный коэффициент 1.11 для пересчета концентрации глюкозы в цельной крови в эквивалентную концентрацию в плазме, регистрируя при этом только концентрацию глюкозы в плазме для устранения ошибок. Пересчитанный результат равен концентрации глюкозы в плазме при стандартных гематокрите и концентрациях воды. Эта рекомендация распространяется на стационарное оборудование и методы, измеряющие глюкозу в цельной крови. Перерасчет не устраняет текущие преаналитические воздействия, а также влияние гематокрита, специфичные для определенных методов и суммированные в работе. Однако перерасчет обеспечит постоянно взаимозаменяемые результаты, что облегчит классификацию и оказание соответствующей помощи больным и приведет к уменьшению неправильных терапевтических решений.
2. Активность и молярность
Биосенсоры реагируют на активность анализируемых веществ. За единицу активности глюкозы принимают ее молярность при коэффициенте молярной активности равном единице. Активность (без единицы измерения) связана с химическим потенциалом (Rtln в единицах килоДж/моль). Молярность определяется как количество глюкозы на единицу массы воды m с единицей измерения ммоль/кг Н2О. Связь между m и концентрацией с (единица измерения ммоль/литр) дается выражением m c/ Н2О. Н2О это - концентрация массы воды, выраженная в кг/литр. Калибровка биосенсоров прямого считывания по калибратору водной глюкозы без учета концентрации воды дает результаты "относительной молярности", которые численно выше значений обычной концентрации, но несколько ниже значения истинной молярности. Умножение результатов на величину отношения концентрации воды в образце к концентрации воды в калибраторе переводит величину "относительной молярности" в значение концентрации. Концентрация массы воды (кг/литр) в среднем в "нормальной" цитоплазме эритроцитов равна 0.71, в цельной крови - 0.84, плазме - 0.93 и водном калибраторе - 0.99. Здесь под термином "нормальный" понимают величину гематокрита, равную 0.43, стандартное содержание белка и стандартную концентрацию липидов в плазме.
Активность физиологически релевантна определению скорости ферментативной реакции, направлению химических процессов, транспорту и связыванию с рецепторами. Глюкоза быстро проникает через мембрану эритроцитов путем пассивного транспорта (ускоряемого эритроцитарным транспортером глюкозы, который катализирует одностороннее движение D-глюкозы вниз по градиенту концентрации). Поэтому молярность глюкозы при измерении ее в цельной крови биосенсором прямого считывания равна молярности глюкозы в плазме.
Новое понятие количества и референтного диапазона глюкозы, выраженных в единицах молярности, повлечет дополнительный к существующему риск неправильной интерпретации врачами регистрируемых результатов, вызовет дополнительную путаницу, связанную с типом образца и методологией анализа и окажется неприемлемым для врачебной практики. Биосенсоры прямого считывания глюкозы, определяющие молярность глюкозы, используются в комбинированных анализаторах метаболитов/ электролитов и газов крови, выпускаемых всеми производителями подобных систем. Часть стационарных приборов также использует биосенсоры прямого считывания глюкозы. Некоторые приборы для измерения метаболитов, электролитов и газов крови, оборудованные биосенсорами прямого считывания глюкозы, калиброваны с помощью водного калибратора для представления результатов, выраженных как "относительная молярность" глюкозы в образце. Прогнозируемое соотношение полученных с помощью таких приборов результатов к традиционно измеряемой концентрации равно 1.18 (= 0.99/0.84) для цельной крови, и 1.06 (= 0.99/0.93) для плазмы, согласуется с литературными данными [8,9]. Продолжающееся использование этих приборов без преобразования получаемых результатов может внести путаницу в результаты традиционного измерения и регистрации концентрации глюкозы или в установленные референтные диапазоны и врачебные диагностические критерии.
3. Активная концентрация глюкозы в стандартной плазме
Мы рекомендуем для всех систем и приборов, в которых используются биосенсоры прямого считывания содержания глюкозы пересчитывать и регистрировать результаты как активную концентрацию глюкозы в стандартной плазме и выражать ее в единицах ммоль/литр. Эта рекомендация согласуется с рекомендацией АДА. Другой причиной выбора плазмы, а не цельной крови, в качестве системы сравнения является независимость от гематокрита. Преимущество биосенсоров прямого считывания содержания глюкозы, реагирующих на молярность, не будет утеряно. Благодаря связи с постоянным коэффициентом, результаты измерений с помощью биосенсоров прямого считывания содержания глюкозы после пересчета пропорциональны молярности и активности глюкозы (в отличие от менее физиологически подходящей концентрации глюкозы). Отношение между активной и пересчитанной концентрацией глюкозы равняется отношению усредненной и фактической концентрации воды в плазме (которое для стандартной плазмы составляет 1.0 при стандартном отклонении равном 0.01). В таких подгруппах, как новорожденные или беременные женщины, может иметь место более высокая, чем в среднем, концентрация воды в плазме. Более низкая, чем в среднем, фактическая концентрация воды в плазме вследствие, например, гиперлипидемии, приведет к ошибочно низкой традиционно используемой, а не активной концентрации глюкозы. При условии, что активность глюкозы остается неизменной, на активную концентрацию глюкозы не влияют изменения в концентрации воды, но традиционно используемая концентрация будет изменяться пропорционально концентрации воды. По той же причине качественная оценка по традиционной референтной методологии контрольного материала разных концентраций имеет силу для биосенсоров прямого считывания глюкозы только в том случае, если в соответствующем контрольном материале содержится нормальная концентрация воды. В противном случае концентрацию воды необходимо учитывать.