Masarykova univerzita Lékařská fakulta
METABOLISMUS CUKRŮ - DIABETES - MODERNÍ VYŠETŘOVACÍ DOKTRÍNY
Bakalářská práce v oboru zdravotní laborant
Vedoucí bakalářské práce:
Autor:
MUDr. Rudolf Mosler
Pavla Pavlů
Brno, duben 2013
Jméno a příjmení autora: Pavla Pavlů
Název bakalářské práce: Metabolismus cukrů - diabetes - moderní vyšetřovací doktríny
Pracoviště: OKB, Nemocnice Boskovice s.r.o.
Vedoucí bakalářské práce: MUDr. Rudolf Mosler
Rok obhajoby bakalářské práce: 2013
Souhrn: Práce podává stručný přehled o typech diabetu, nejčastějších komplikacích a léčbě diabetu. Součástí je přehled vyšetření, která se vztahují k diagnostice nebo monitoringu komplikací diabetu mellitu. Předmětem experimentální části je srovnání jak výsledky laboratorních testů a délka diabetu korelují s výskytem chronických komplikací u diabetiků. Potvrdilo se, že správná kompenzace diabetu je klíčová pro prevenci výskytu komplikací. Stěžejní jsou jak hodnoty lačné glykemie, tak hodnoty glykovaného hemoglobinu, který odráží dlouhodobou kompenzaci. Nárůst výskytu komplikací diabetu sledujeme v průběhu 5 až 10 let od diagnózy diabetu.
Abstract: The present thesis provides a brief overview of the types of diabetes, its treatment and the most common complications. It contains a list of examinations which are related to the diagnosis and/or monitoring of the complications of diabetes mellitus. The experimental part examines the correlation between laboratory tests and diabetes duration, and the incidence of chronic complications among diabetics. The results confirm that a proper compensation of diabetes is essential for the prevention of complications. Both the fasting blood sugar (FBS) values and the values of glycated haemoglobin, which reflect a long-term compensation, have been found to be pivotal. An increase in the incidence of diabetes complications has been recorded within five to ten years after diabetes diagnosis.
Klíčová slova:
-
diabetes typu 1 (DM 1)
-
diabetes typu 2 (DM 2)
-
glykémie
-
komplikace diabetu
Souhlasím, aby práce byla půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných norem.
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracovala samostatně pod vedením MUDr. Rudolfa Moslera a uvedla v seznamu literatury všechny použité literární a odborné zdroje.
V Brně dne …………………
…………………………
Děkuji MUDr. Rudolfu Moslerovi za odborné vedení a za poskytnutí podmínek pro vypracování bakalářské práce. Dále děkuji MUDr. Markétě Fialové za její cenné připomínky, rady a věnovaný čas. Také děkuji MUDr. Vítězslavu Mejzlíkovi za ochotu a poskytnuté informace. Můj dík patří i rodině za podporu a trpělivost v průběhu celého studia.
Obsah Úvod................................................................................................................................8 1
Obecná část .........................................................................................................................9 1.1
Metabolismus cukrů .....................................................................................................9
1.2
Diabetes v historii až po současnost...........................................................................18
1.3
Epidemiologie diabetu ...............................................................................................19
1.4
Typy diabetu a jejich stručná charakteristika.............................................................21
1.4.1
Prediabetes ..........................................................................................................21
1.4.2
Diabetes mellitus 2. typu ....................................................................................21
1.4.3
Diabetes 1.typu ...................................................................................................26
1.4.4
Diabetes typu LADA neboli Latentní autoimunitní diabetes dospělých ............28
1.4.5
Monogenní diabetes MODY – maturity onset diabetes of the young ................28
1.4.6
Gestační diabetes ................................................................................................29
1.4.7
Sekundární diabetes ............................................................................................29
1.5
2
Komplikace diabetes mellitus ....................................................................................30
1.5.1
Akutní komplikace..............................................................................................30
1.5.2
Chronické komplikace ........................................................................................35
Speciální část práce...........................................................................................................42 2.1
Cíl práce .....................................................................................................................42
2.2
Laboratorní metody vztahující se k diabetu ...............................................................42
2.2.1
Glykemická křivka neboli Orální glukósový toleranční test (OGTT) ................43
2.2.2
Stanovení glykémie z kapilární krve ..................................................................45
2.2.3
Stanovení glykémie z žilní krve..........................................................................46
2.2.4
Stanovení glykovaného hemoglobinu.................................................................49
2.2.5
Vyšetření moče - průkaz glukosy, ketolátek a bílkoviny v moči........................53
2.3
Experimentální část....................................................................................................56 Závěr .............................................................................................................................60 Seznam literatury a použitých zdrojů ...........................................................................61
Použité symboly a zkratky:
Acetyl-CoA
acetylkoenzym A
ADP
adenosindifosfát
AMP
adenosinmonofosfát
ATP
adenosintrifosfát
DM 1
diabetes mellitus 1.typu
DM 2
diabetes mellitus 2. typu
FRU-6-P
fruktosa-6-fosfát
GLU-6-P
glukosa-6-fosfát
HbA1c
glykovaný hemoglobin
LADA
latentní autoimunitní diabetes dospělých
MODY
monogenní diabetes
NAD+
nikotinamidadenindinukleotid
NADH+ + H+
redukovaná forma nikotinamidadenindinukleotidu
OGTT
orální glukosový toleranční test
Úvod V posledních letech rychle roste množství diagnostikovaných diabetiků. Z diabetu se stává pandemie zasahující vyspělou společnost. Jde o závažný problém, který je pro zdravotnictví finančně velmi nákladný. Předmětem práce je stručné shrnutí problematiky diabetu mellitu. Úvodní strany textu se zabývají metabolismem sacharidů. Následuje ohlédnutí do historie a souhrn současných poznatků vztahujících se k této chorobě. Charakteristika typů diabetu, jeho komplikací a léčby. Cílem mé práce bylo srovnání do jaké míry laboratorní výsledky a délka trvání diabetu souvisí s výskytem chronických komplikací, s nimiž se diabetici velmi často potýkají.
8
1 Obecná část 1.1 Metabolismus cukrů Sacharidy jsou základní živinou pro každou buňku těla. Nejvíce závislé na příjmu glukosy jsou buňky mozku, sítnice, erytrocyty, varle, kůra ledvin či embryonální tkáně. Velkou spotřebu glukosy mají buňky zhoubných nádorů. Sacharidy představují nejen přímý zdroj energie, ale i energetickou zásobu. První trávení sacharidů začíná v ústní dutině vlivem enzymu alfa-amylásy , která hydrolyzuje škrob a glykogen. Konečnými produkty jsou maltosa, isomaltosa a trisacharid maltotriosa. Meziproduktem jsou dextriny, mající pět a více glukosových jednotek. Amylásu inaktivuje žaludeční šťáva. Další trávení sacharidů probíhá až ve střevech. Pankreatická šťáva vtékající do duodena obsahuje též alfa-amylázu štěpící sacharidy na výše popsané sloučeniny. Výhodou je pH duodena, 7,1 což je pro činnost alfa-amylásy ideální. Trávení je dokončeno v kartáčovém lemu střevní sliznice. Kartáčový lem obsahuje alfa 1,4-glukosidasu štěpící oligosacharidy, ve kterých je glukosa vázána alfa-glykosidovou vazbou na jinou hexosu. Vysokomolekulárním dextrinům jsou z neredukujícího konce odštěpovány glukosové jednotky. Dalším enzymem kartáčového lemu enterocytů je beta-galaktosidasa, častěji nazývaná
jako
laktása,
která
se
nachází
v komplexu
s glykosylceramidázou.
Glykosylceramidáza odštěpuje z glykolipidů sacharidy vázané na ceramid. Laktasa je nejvíce aktivní u kojenců, s postupem věku se aktivita zmenšuje, mnohdy je natolik nízká, že se projeví až deficit laktasy. Zbytky potravy s nestrávenou laktosou se ve střevě hromadí, strhávají sebou vodu, vedou k průjmům, nadměrné tvorbě střevních plynů a celkové nevolnosti. Nepostradatelná je v kartáčovém lemu i beta-fruktofuranosidasa neboli sacharasa v komplexu s isomaltasou (oligo-alfa 1,6-glukosidasou) štěpící alfa 1,6-vazby. Stejně jako u laktázy aktivita sacharázy koreluje s množstvím přijaté sacharásy, je-li přísun sacharosy vyšší, tak se zvýší i aktivita sacharasy. Na celkovou aktivitu glykosydas mají zpětný vliv monosacharidy, které při nadbytečném přísunu škrobu aktivitu hydrolytických enzymů potlačí, čímž se absorpční pochody vyrovnají hydrolytickému štěpení. Díky již zmiňovaným enzymům byly živiny rozštěpeny na směs monosacharidů, z nichž převládá glukosa. V konečné fázi trávení difunduje glukosa do buňky pasivně pomocí přenašeče. Další možnost absorpce glukosy ze střeva je aktivní transport, kdy se glukosa váže na ionty natria 9
a pomocí sodno-draselné pumpy je navázaná glukosa na iontech sodíku vyměněna za draselný ion. K prostupu glukosy do krevních kapilár je zapotřebí specifický přenašeč. Galaktosa je do enterocytu přenášena podobně jako glukosa. Ostatní cukry, fruktosa a mannosa prostupují po směru koncentračního spádu. K prostupu pentos stačí difuze, i když se absorbují velmi pomalu. Absorbovaná glukosa je z části využita ke glykolýze již ve střevě, tvoří se laktát putující do jater. Další část glukosy spolu s absorbovanými monosacharidy putuje portální žilou do jater. Za normálních okolností se hladina cukru v krvi udržuje ve velmi úzkém rozmezí. Glukosa je přijímána potravou, v případě jejího nedostatku jsou glykogenolýzou odbourávány zásoby glukosy uložené v glykogenu. Při hypoglykémii jsou především játry využity glukogenní aminokyseliny a glycerol, popřípadě i vlivem svalové práce vzniklý laktát a tyto sloučeniny jsou glukoneogenezí z velké části přeměněny zpět na glukosu. Naopak při nadměrných hladinách glukosy v krvi se glykogen syntetizuje, glukosa se odbourává glykolýzou a v pentosovém cyklu, nebo se zabudovává do struktury jiných látek, příkladem mohou být glykoproteiny. Až dvě třetiny ústy přijaté glukosy je zachyceno v játrech, o zbytek se podělí ostatní orgány. A teď stručně k výše uvedeným pochodům, kterými se glukosa odbourává, popřípadě znovu tvoří.
GLYKOLÝZA
Glykolýza je sled pochodů, jimiž se glukosa katabolizuje. Probíhá ve všech buňkách za účasti glykolytických enzymů a anorganického fosfátu. Cílem je zisk energie. Glykolýza probíhá jak aerobně tak anaerobně. Při aerobní glykolýze kdy, se odbourává jedna molekula glukosy, je maximální zisk 38 molekul ATP. Glykolýzu popisuje níže uvedené schéma.
10
Obr.1 Schéma převzato z Biochemie pro bakaláře (Dostál, Paulová, Slanina, Táborská 2005)
Do buněk je glukosa transportována pomocí přenašečů GLUT 1 – GLUT 5, tento proces je přímo závislý na insulinu. Jako příklad lze uvést transport glukosy do svalů a tukové tkáně, což jsou orgány k insulinu citlivé. Naproti tomu transport glukosy do jater, erytrocytů a mozku probíhá taktéž pomocí přenašečů, ale není závislý na insulinu. Anaerobní glykolýza je děj probíhající bez účasti kyslíku a její energetický zisk je výrazně nižší. Maximálním ziskem jsou dvě molekuly ATP z jedné molekuly glukosy. Tento proces probíhá přirozeně v erytrocytech a při namáhavé svalové práci, kdy svaly pracují na „kyslíkový dluh“. Takto intenzivní svalová práce probíhá jen velmi krátký čas, neboť se ve svalech hromadí redukovaný NADH. Díky nedostatku NAD glykolýza nemůže pokračovat a je nutné NAD získat přeměnou pyruvátu. Tato reakce je katalyzována enzymem laktátdehydrogenásou za vzniku laktátu. Nadbytečný laktát ze svalových buňěk se přesunuje do krve a organismus je ohrožen laktátovou acidózou. Ve chvíli kdy má sval opět dostatek kyslíku, probíhá z části zpětná přeměna laktátu na pyruvát a přítomný NADH podléhá reoxidaci v dýchacím řetězci. Přeměnu laktátu na pyruvát znázorňuje sumární rovnice. CH3-CH(OH)-COOH + NAD+ → CH3-CO-COOH + NADH + H+
Rychlost
glykolýzy
nejvíce
ovlivňují
reakce
s hexokinasou,
fosfofruktokinasou
a pyruvátkinasou. Nejpomalejší reakce je s fosfofruktokinasou, její aktivita je ve svalu regulována ATP, jež působí tlumivě, ADP a AMP glykolýzu naopak stimulují. 11
Přítomnost AMP a v menší míře i ADP značí nedostatek energie v buňce, tedy nedostatek ATP. Nadbytek ATP svědčí o nadbytku glukosy, což je signál pro výrazný útlum glykolýzy, která se téměř zastaví. Významným regulátorem glykolýzy je fruktosa-2,6-bisfosfát. Účinkuje hlavně v játrech, kde její vzestup glykolýzu zesílí a naopak pokles utlumí. Fru-6-P v játrech stimuluje dle potřeby buď glykolýzu nebo glukoneogenezi. Některé prameny se vyjadřují o Fru-6-P jako o strážci stálé hladiny glykémie. Důležitým regulačním faktorem glykolýzy je kyslík. Je-li nedostatek kyslíku, dojde k poklesu ATP. V buňce je přítomno více AMP molekul což glykolýzu urychlí. Naopak při dostatku kyslíku buňka glukosu šetří. Jak bylo uvedeno výše, tak významným regulačním faktorem glykolýzy jsou i hexokinásové reakce, které ovlivňují rychlost glykolýzy na jejím počátku, kdy je hexokinása inhibována produktem reakce, glukosa-6-fosfátem. Bylo by chybou opomenout jako významný regulátor glykolýzy reakci katalyzovanou pyruvátkinasou, kterou inhibuje ATP, což se podepíše na zpomalené tvorbě pyruvátu, tím pádem i energie. Aktivitu pyruvátkinásy inhibuje i nadbytek alaninu. Glykolýza a glukoneogeneze podléhají též řízení hormonálnímu. Stěžejními hormony v regulaci těchto pochodů jsou insulin a jeho antagonista glukagon. Narušení systému insulin – glukagon vede k diabetu.
Insulin je bílkovinná makromolekula, která se skládá ze dvou polypeptidických řetězců spojených disulfidovými můstky. Molekula insulinu má 51 aminokyselin. Insulin vzniká v B buňkách slinivky břišní. V první fázi je tvořen proinsulin, jehož polypeptidické řetězce jsou spojeny C-peptidem a disulfidovými můstky. V sekrečních granulích B buněk se proinsulin hromadí a následně se rozpadá na insulin tvořený A a B řetězcem a na C-peptid. C-peptid je stanovován v klinických laboratořích jako ukazatel endogenní syntézy insulinu. Insulin tvořený A a B řetězcem je již aktivní molekulou, která se po vnější stimulaci vylučuje do krve. Sekrece insulinu do krevního oběhu závisí na množství glukosy v krvi. Čím je glykémie vyšší, tím větší bude i sekrece insulinu. Denní sekrece se u zdravého člověka pohybuje mezi 20 - 40 IU. Regulace sekrece insulinu podléhá stimulačním i inhibičním faktorům. Stimulátorem je parasympatikus, acetylcholin, gastrin, sekretin, cholecystokinin, některé cukry jako manosa, ketolátky, volné mastné kyseliny, některé aminokyseliny. Působení sympatiku je stimulační i inhibiční. Inhibitorem je somatostatin a katecholaminy adrenalin a noradrenalin. 12
Asi polovina vyloučeného insulinu se vylučuje do krve průběžně bez ohledu na příjem potravy, tzv. basální sekrece insulinu. Dalších 50% insulinu se vylučuje v závislosti na jídle. Insulin se po uvolnění do krevního oběhu naváže na insulinové receptory, čímž se spouští kaskádovitá reakce. Glukosa se dostane dovnitř buňky, část se jí spotřebuje na pokrytí energetického metabolismu a zbývající část je přeměněna na glykogen. V tukové tkáni je účinkem insulinu zvýšena tvorba tuků.
Glukagon je polypeptidová molekula tvořená z 21 aminokyselin. Glukagon je produkován A-buňkami Langerhansových ostrůvků slinivky břišní. Zde se glukagon hromadí v sekrečních granulích. Sekreci glukagonu stimuluje hypoglykémie. Při hypoglykémii je prostřednictvím glukagonu zajištěna v játrech glykogenolýza popřípadě glukoneogeneze, čímž se zvýší hladina glukosy v krvi. Převládá-li koncentrace glukagonu nad insulinem, vede tento stav ke ketoacidóze.
Problémy v průběhu glykolýzy může způsobit vrozený deficit pyruvátkinasy nebo hexokinasy. Následkem vrozeného deficitu pyruvátkinasy je hemolytická anémie. Při vrozeném deficitu hexokinasy se tvoří nedostatečné množství 2,3-bisfosfoglycerátu, který vede ke zvýšené afinitě hemoglobinu ke kyslíku a znesnadňuje tak jeho uvolnění ve tkáních. Klinicky se projevuje jako hemolytická anémie. Na glykolýzu navazuje oxidační dekarboxylace pyruvátu neboli přeměna pyruvátu na acetyl-CoA. Tento děj probíhá v matrix mitochondrií a je katalyzován složitým enzymovým pyruvátdehydrogenásovým komplexem. Jde o poměrně složitý exergonní děj, kdy dochází ke značnému poklesu vnitřní energie. Oxidační dekarboxylací pyruvátu dochází k převodu cukrů do citrátového cyklu, a proto je velmi důležitá regulace tohoto procesu. Pro správný průběh reakce je nezbytný dostatek výchozích substrátů. Naopak jako regulátory reakce slouží produkty, tedy acetyl-CoA a NADH. Velmi zásadní vliv má aktivace pyruvátdehydrogenasy, a to hlavně prostřednictvím AMP a ADP, které lze brát jako ukazatele nízkého energetického potenciálu v buňce. Naopak nadbytečné množství ATP v buňce pyruvátdehydrogenásovou reakci potlačuje. Při hladovění je reakce rovněž inhibována, neboť pyruvát je využit při glukoneogenezi. Je-li využití pyruvátu inhibováno, hrozí rozvoj laktátové
acidózy.
Naopak
některé
hormony
jako
insulin
a
katecholaminy
pyruvátdehydrogenásovou reakci aktivují, čímž se zvýší produkce acetyl-CoA, tuků a mastných kyselin. Dostatek acetyl-CoA, tím pádem i mastných kyselin vypovídá o nadbytku produktů, což vede k inhibici reakce. Za aerobních podmínek, má-li buňka dostatek kyslíku je 13
energetický zisk úplného spálení 1 molu glukosy na CO2 a H2O 36 – 38 molů ATP. Produkci ATP tělo přísně reguluje, aby nedošlo k jeho výraznému přebytku a nedocházelo k přehřívání organismu. Při nedostatku kyslíku může sval pracovat dočasně na tzv. kyslíkový dluh, kdy dochází k přeměně pyruvátu na laktát. Za dostatečného přívodu kyslíku je tento dluh splacen, vodíky z NADH přebírá kyslík až do odstranění nadbytečného laktátu ze svalu.
GLUKONEOGENEZE
Glukoneogeneze je tvorba glukosy z nesacharidových látek různého původu. Novotvorba glukosy je nezbytná při hladovění, stresu, metabolické acidóze či intenzivní tělesné námaze, protože zásoby glykogenu pokryjí energetické potřeby organismu nanejvýš na 24 hodin. Na trvalém přísunu glukosy je nejvíce závislý mozek, erytrocyty, laktující mléčná žláza a během gravidity plod. Glukoneogeneze probíhá hlavně v játrech, mnohem méně pak v ledvinách a epiteliích střeva. Hlavním zdrojem pro novotvorbu glukosy jsou látky vzniklé v průběhu glykolýzy, tedy laktát, popřípadě pyruvát. K syntéze glukosy jsou využívány glukogenní aminokyseliny a lipidy. Z lipidů je k tomuto účelu využit glycerol. Regulátorem glukoneogeneze je množství dodaných substrátů, tedy laktátu, alaninu a glycerolu. Nezanedbatelným regulačním mechanismem jsou i hormony. Glukokortikoidy a katecholaminy usnadňují působení glukagonu při hypoglykémii. Antagonistou glukoneogeneze je insulin.
PENTOSOVÝ CYKLUS
Pentosový cyklus poskytuje organismu pentosy nezbytné pro syntézu nukleových kyselin a NADPH. Velmi zjednodušeně pentosovou cestu popisuje schéma.
6x glukosa → 6x pentosa → jiné sacharidy → 5x fruktosa ↓
12x NADPH 6x CO2
(možný vstup do glykolýzy)
Obr.2 Převzato z Biochemie pro studující medicíny 1 (Ledvina, Stoklasová, Cerman 2004)
14
Pentosový cyklus probíhá v cytosolu všech buněk, ale celý cyklus může proběhnout jen v cytosolu buněk tukové tkáně, jater, kůry nadledvin, laktující mléčné žlázy, erytrocytů a oční čočky. NADPH slouží jako dárce vodíku při hydrogenaci mastných kyselin a cholesterolu. Nejvíc je redukovaný kofaktor syntetizován v tukové tkáni a mléčné žláze. Je nezbytný při syntéze katecholaminů a při hydroxylaci steroidních hormonů. Stálá koncentrace NADPH je nutná i pro udržení integrity membrány erytrocytů. Nadbytek NADP+ pentosový cyklus urychluje, naopak přebytek NADPH zpomaluje. Syntézu enzymů potřebných pro počáteční fázi cyklu indukuje insulin. Prolaktin a glukokortikoidy urychlují pochody v mléčné žláze při nástupu laktace. Velkou překážkou v pentosovém cyklu je vrozený deficit glukosa-6-fosfátdehydrogenasy. Příčinou je genová mutace. Nejčastější je tato mutace u Afričanů, Američanů, Asiatů a obyvatel Středomoří. Důsledkem mutace dojde k blokaci pentosového cyklu a erytrocytům chybí redukovaný glutathion, který je nutný k udržení redukované formy dvojmocného železa v hemoglobinu. Dvojmocné železo se oxiduje na trojmocné a vzniká methemoglobinémie. Průvodním jevem onemocnění je hemolytická anémie. Nemocní často trpí i náchylností k infekcím, protože se netvoří kyslíkové radikály, které jsou důležité při nespecifické obraně organismu proti bakteriím.
GLYKOGENOLÝZA
Glykogenolýza je pochod odbourávání glykogenu, který je zdrojem energie při hladovění. Nejvíce glykogenu je nahromaděno v játrech. Jeho zásoba se vyčerpá asi po 12 – 20 hodinách hladovění, což vede k hypoglykémii. Dalším zdrojem glykogenu je kosterní svalstvo. Glykogen je zde využit pro svalovou práci a nedochází zcela k jeho vyčerpání ani při dlouhodobém hladovění. Samotné štěpení glykogenu začíná odštěpením jedné glukosové jednotky na neredukujícím konci glykogenového řetězce. Štěpení vazeb pokračuje a řetězec se zkracuje. Střed molekuly se štěpí pomaleji než okrajové části řetězce. Naprostá většina glykogenové molekuly po rozštěpení poskytuje glukosu-1-fosfát a nepatrné množství volné glukosy. Asi desetina glykogenové molekuly štěpení odolá a slouží tak jako výchozí bod pro novou syntézu glykogenu. Aby mohla být glukosa-1-fosfát využita, musí být složitými enzymatickými reakcemi převedena na glukosa-6-fosfát. Glukosa-6-fosfát se může účastnit glykolýzy, pentosové cesty nebo vlivem glukosa-6-fosfatásy může být defosforylován na volnou 15
glukosu. Sval a mozek si zadržují glukosu ve fosforylované formě jako pohotovostní zdroj energie. Poruchy štěpení glykogenu, glykogenózy, jsou vrozené a vedou k nadměrnému hromadění glykogenu v játrech, ojediněle i ve svalech. Glykogenózy se dělí na více typů. Někdy je problém v enzymu štěpícím glykogen, jindy jsou přítomny poruchy syntézy glykogenu.
GLYKOGENEZE
Glykogeneze neboli tvorba glykogenu. Při syntéze glykogenu dochází k prodlužování primeru, zbytku, který zůstal po glykogenolýze. Aby mohla být glukosa-1-fosfát připojena ke glykogenu, musí se nejprve aktivovat působením uridintrifosfátu. Reakci glukosy-1-fosfátu s uridintrifosfátem katalysuje glukosadifosforylasa. Jde o exergonní reakci, která umožní vazbu mezi primerem a novou glukosovou jednotkou. Prostřednictvím dalších enzymů se staví přímý řetězec z alfa 1,4 vazbami. K výstavbě rozvětveného řetězce s vazbami alfa 1,6 je třeba větvící enzym. Jak syntéza, tak odbourávání glykogenu jsou regulovány faktory allosterickými a hormonálními. Při syntéze glykogenu jsou pro sval stěžejními hormony insulin, který syntézu zesiluje a adrenalin, který ji naopak tlumí. Při štěpení glykogenu je podstatný především účinek glukagonu, tyroxinu a adrenalinu. V játrech je podstatný hlavně vliv glukagonu a glukosy. Cílem hormonální regulace je nastolení rovnováhy mezi štěpením a syntézou
glykogenu.
Jako
allosterický
inhibitor
působí
volná
glukosa,
ATP
a glukosa-6-fosfát. Aktivátorem je AMP.
Mluvíme-li o metabolismu sacharidů je třeba se stručně zmínit i o ostatních látkách sacharidové povahy. Jsou to pro organismus důležité cukry jako je fruktosa, galaktosa, mannosa, popřípadě důležité stavební látky, kterými jsou uronové kyseliny.
FRUKTOSA Nejvíce fruktosy lidé přijímají z medu a ovoce, většinou jako disacharid sacharosu. Fruktosa se portální žilou vstřebává rychleji než glukosa a je taky rychleji vychytávána játry a metabolizována. Játra jsou jediný orgán schopný fruktosu metabolizovat. Fruktosa se v organismu i syntetizuje a zapojuje se do glykolýzy.
16
GALAKTOSA Glukosa a galaktosa tvoří disacharid laktosu. Játra galaktosu rychle metabolizují. Je-li galaktosa metabolizována na deriváty glukosy, tak vstupuje do glykolýzy. V játrech je galaktosa účinkem enzymů přeměněna na vysoce energetickou sloučeninu. Toho se využívá při galaktosovém tolerančním testu, který lze využít jako ukazatele jaterní funkce. U některých jedinců se objevuje již v kojeneckém věku nebo později během života nízká aktivita enzymu laktasy. Tito jedinci trpí intolerancí mléka. Popsány jsou i vrozené poruchy metabolismu galaktosy, které se projevují hned po narození. Příčinou je defekt enzymu, jehož působením se galaktosa v játrech metabolizuje. Dochází k hromadění galaktosy a je prokazatelná v moči. Průběh nemoci má mnohdy dramatický obraz v dětství, kdy může dojít až k úmrtí. V dospělosti je průběh mírnější. Choroba se projevuje intolerancí mléka, zvracením, zvětšenými játry, žloutenkou, popřípadě zákalem oční čočky. V některých případech se objevuje i mentální retardace. Kausální léčbou je strava bez obsahu galaktosy.
MANNOSA Manosu přijímáme potravou jako monosacharid nebo jsou jejím zdrojem některé glykoproteiny. Za účasti enzymů vstupuje stejně jako fruktosa a galaktosa do glykolýzy.
URONOVÉ KYSELINY Do této skupiny kyselin lze zařadit kyselinu glukuronovou, L-iduronovou, galakturonovou a mannuronovou. Tyto kyseliny jsou součástí glykosaminoglykanů a proteoglykanů. Po aktivaci je úlohou uronových kyselin konjugace steroidů, bilirubinu, cizorodých látek a fenolů. Slouží také jako výchozí bod pro syntézu pentos.
Na závěr by bylo vhodné se zmínit o sloučeninách pro organismus nezbytných, jejichž součástí jsou sacharidové molekuly. Řeč je o glykoproteinech, které jsou součástí membrán, hormonů, receptorů a dalších buněk. Ve formě mucinů se podílí na ochraně sliznic, jak mechanické, tak proti cizorodým organismům. Glykoproteiny se tvoří v Golgiho aparátu a endoplasmatickém retikulu. Jde o tzv. posttranskripční modifikaci bílkovin. Připojení oligosacharidu ke glykoproteinovému řetězci je důležité vzhledem k době existence dané molekuly glykoproteidu. Různá struktura glygosacharidového řetězce má velký význam při metastazování nádorových buněk. Glykoproteiny jsou na základě své struktury vychytávány z krve a degradovány v játrech. 17
1.2 Diabetes v historii až po současnost Zřejmě nejstarší dochovaná zmínka o diabetu byla objevena v roce 1862 německým egyptologem Ebersem, jenž při svém bádání objevil papyrus ze 16. století před Kristem, nazvaného později Ebersův papyrus. Bylo zde popsáno onemocnění s projevy polyurie. Již ve 2. století n.l. byl použit název „diabetes“ Aretaeusem z Kappadokie. V 5. století n. l. byla u nemocných popsána sladká moč přitahující mravence, indickým lékařem Susrutem. Pak následovala dlouhá odmlka. Až v 17. století o nemocných pacientech se sladkou močí psal anglický lékař Thomas Willis. O sto let později zjistil lékař z Liverpoolu Matthew Dobson, že sladkost moči a séra způsobuje cukr. V 19. století objevil francouzský fyziolog Claude Bernard vztah mezi diabetem a centrálním nervovým systémem a způsob jakým se akumuluje cukr ve formě glykogenu v játrech. Roku 1893 byla morfologicky odlišná seskupení buněk v pankreatu, které o několik let dříve objevil berlínský lékař Paul Langerhans nazvána Langerhansovými ostrůvky. Předpoklad o endokrinní funkci těchto buněk vyslovil jako první Edouard Laguesse. Roku 1889 byla Oskarem Minkowskim a Josefem von Meringem zjištěna souvislost mezi pankreatektomií u psa a vznikem diabetu. „V roce 1921 objevili kanadští vědci Frederick Banting a Charles Best insulin, který byl jako lék poprvé podán 1. ledna 1922 čtrnáctiletému chlapci umírajícímu na diabetes 1. typu“ (Svačina 2010). Příležitosti se chopila americká firma Eli Lilly, která od roku 1923 zahájila průmyslovou výrobu insulinu. V roce 1955 byla určena primární struktura insulinové molekuly Frederickem Sangerem. Dalším významným posunem v diagnostice a léčbě diabetu bylo stanovení imunoreaktivního insulinu v plazmě roku 1956 Bersonem a Yalowovou. Roku 1970 byla poprvé stanovena odštěpená část molekuly proinsulinu tzv. C- peptid. 1986 byla zahájena výroba lidského insulinu biosyntetickou metodou. Vyráběn byl inhalační inzulín používaný pro svou komerční neúspěšnost jen krátce. Ve vývoji však byly další formy inhalačního insulinu, orální insulin v roztoku i tabletách popřípadě transdermální insulin. Od 90. let se používají krátkodobě působící insulinová analoga. Jde o syntetické látky, které mají některé přednosti před klasickým insulinem. Dlouhodobě působící insulinová analoga začala být používána po roce 2000, cílem bylo přiblížit se potřebě napodobení bazální sekrece insulinu. Během posledních let byla u části pacientů nahrazena insulinová léčba injekčním inkretinovým analogem exenatidem. Ve vývoji jsou i další látky této skupiny, které mají zlepšit komfort pacientům svou aplikací, jedenkrát týdně i méně. 18
V posledních 40 letech pacienti užívají perorální antidiabetika, jako jsou deriváty sulfonylurey a biguanidů, insulinové senzitizéry až po poslední užívanou skupinu gliptinů. Mnohé klinické studie se zaměřují na vývoj dalších skupin perorálních antidiabetik.
Diabetes v dnešní době lze úspěšně léčit. Vzhledem k enormnímu nárůstu pacientů by měl být kladen větší důraz na prevenci diabetu 2. typu, kterému lze předejít nebo ho citelně oddálit. Udržováním optimální tělesné hmotnosti, ideálně BMI do 25, přiměřenou fyzickou aktivitou a zdravým stravováním lze diabetu 2, typu z velké části předejít. Diabetes během života pravděpodobně dostane více než třetina populace. Nárůst pacientů s diabetem je velkou ekonomickou zátěží pro zdravotnictví. V současné době se z diabetu stává pandemie zasahující vyspělou společnost. Je to závažný zdravotně sociální problém, do kterého musí zdravotnictví investovat nemalé finanční prostředky, a proto je stále větším trendem zdokonalovat screening této choroby a investovat do preventivních opatření.
1.3 Epidemiologie diabetu Diabetes je závažný zdravotně sociální problém. Za posledních 25 let se počet nemocných více než zdvojnásobil. Jde o chronické onemocnění, které se vyskytuje v různých klinických formách s rozdílnou etiologií, patogenezí a průběhem. Existují různé klinické formy, jimž je společná komplexní porucha metabolismu s hyperglykemií. Dle profesora Milana Kvapila, místopředsedy České diabetologické společnosti a přednosty interní kliniky pražské FN Motol trpí v současné době diabetem v České republice 825 tisíc lidí, z toho má 55 tisíc nemocných diabetes 1. typu. Roční léčba nemocných diabetiků vyjde na 25 miliard korun, což představuje 10 % všech prostředků ve zdravotnictví. Profesor Kvapil uvádí, že v roce 2011 zemřelo na komplikace diabetu 23 tisíc pacientů, bezprostředně na diabetes 2400 nemocných. V současné době dle odhadů odborníků trpí diabetem více lidí, ale 250 až 400 tisíc lidí však o chorobě zatím neví, neboť se zatím klinicky neprojevuje. Profesor Kvapil zdůrazňuje nutnost prevence diabetu, aby si každý člověk nechal vyšetřit alespoň jednou ročně hladinu glukózy v krvi v rámci preventivních prohlídek u praktického lékaře. Praktikové by toto vyšetření v žádném případě neměli opomínat, naopak, diabetes u svých pacientů aktivně vyhledávat. (Celý rozhovor s prof. Kvapilem v deníku Právo 13.11.2012.) 19
Rozlišení mezi základními dvěma formami diabetu 1 a 2 umožnilo stanovení imunoreaktivního insulinu v séru v 50. letech, později stanovení C-peptidu. Toto stanovení rozdělilo pacienty s diabetem na skupinu s DM 1 (diabetes mellitus 1. typu), kterým z velké míry nebo zcela chyběl vlastní insulin, což je způsobeno destrukcí Langerhansových ostrůvků pankreatu. Druhou skupinou byli pacienti s typem DM 2 (diabetes mellitus 2. typu), kteří měli insulinu jen relativní nedostatek, i když porucha sekrece insulinu byla taky přítomna, ale hlavním problémem těchto pacientů byla insulinová rezistence. DM 2 se nejčastěji vyskytuje v zemích, kde je častý i výskyt obezity. Nejčastěji je tato choroba zaznamenána u Indiánů kmene Pima ve Spojených státech amerických a obyvatel na některých ostrovech v Tichomoří. Všeobecně vysoké procento nemocných je v Evropě, Spojených státech amerických, v arabských zemích a na středomořských ostrovech. Je zde zasaženo až 10 % populace. Oba typy diabetu jsou polygenně dědičné, ale samotná genetická predispozice bez přispění faktorů zevního prostředí nestačí. Až 90-95 % případů DM 2 je ve většině případů spojen s obezitou. Sourozencům a potomkům nemocného s DM 2 hrozí riziko vzniku choroby až z 50 %, mají-li DM 2 oba rodiče, je riziko téměř 100%. Chorobě lze předejít prevencí obezity, popřípadě její včasnou léčbou. Riziko výskytu stoupá s věkem. DM 1 je nejčastější ve Skandinávii a nejméně častý v Číně. V České republice trpí DM 1 6,5 % diabetiků, což odpovídá 0,5 % populace. Důvod jeho vzniku je nejasný, jde zřejmě o kombinaci interakcí genů s vlivy dietními a infekčními. Pokud má diabetes matka je riziko pro její potomky 2 až 3 %. Projevil-li se diabetes u matky před osmým rokem života, je riziko pro její potomky až 13 %. Je-li diabetik otec, je riziko onemocnění potomka 4 až 6 %, bez ohledu na věk, ve kterém choroba u otce vznikla. Jsou-li DM 1 postiženi oba rodiče, roste riziko onemocnění potomka na 15 až 30 %. DM 1 se může projevit v jakémkoli věku, obvykle kolem 10 – 15 a 25 let. Vznik DM 1 nelze předpovědět, úkolem jak pacienta, tak lékaře je nepodceňovat a co nejdříve zachytit včasné symptomy diabetu.
20
1.4 Typy diabetu a jejich stručná charakteristika 1.4.1 Prediabetes
Prediabetes je předstupeň diabetu, jde o zvýšení glykémie nad normální rozmezí, ale ještě se nejedná o diabetes. Tento stav zvyšuje riziko kardiovaskulárních a onkologických onemocnění. Typickým nálezem je zvýšená glykémie, porušená glukosová tolerance či kombinace obou. Pacient je ve většině případů asymptomatický. Prediabetes je odhalen díky screeningovému vyšetření nebo v souvislosti s přítomností rizikových faktorů jako je hypertenze, obezita, dyslipidémie. Léčbou jsou komplexní opatření zahrnující léčbu metabolického syndromu. Cílem je snížit riziko kardiovaskulárních chorob a propuknutí diabetu.
1.4.2 Diabetes mellitus 2. typu
DM 2 je nejčastější metabolická porucha, jejíž příčinou je nerovnováha mezi sekrecí a účinkem insulinu, což má v organismu za následek nedostatečné využití glukosy. Je porušená jak sekrece, tak působení insulinu v cílových tkáních. Rezistence cílových tkání, hlavně jater, kosterního a srdečního svalu, tukové tkáňě na insulin vyvolává čím dál vyšší nároky na sekreci insulinu, až dojde k situaci, kdy B-buňky slinivky břišní nejsou schopny pokrýt stále větší potřebu insulinu. Je narušena rovnováha glukosy v organismu a dochází k manifestaci DM 2. Příčinou insulinové rezistence je defekt funkce insulinového receptoru spolu s poruchou postreceptorových pochodů. Insulinovou rezistenci lze rozdělit na primární a sekundární. Příčinou primární insulinové rezistence jsou genové mutace.
21
Obr. 3 Převzato z Diabetes mellitus – komplikace a přidružená onemocnění (Rybka 2007)
Sekundární insulinovou rezistenci způsobují vlivy hormonální, metabolické jako je zvýšení volných mastných kyselin, acidóza, zvýšená osmolalita a další. V neposlední řadě také tvorba protilátek proti insulinu nebo vliv protizánětlivých cytokinů. Postupně se porucha insulinové sekrece prohlubuje a dochází ke stále větší manifestaci diabetu. Důsledkem prohlubující se metabolické poruchy je nutnost aplikovat i nemocným s DM 2 subkutánně insulin, protože léčba perorálními antidiabetiky a dietou už nepostačuje. DM 2 je celosvětově nejrozšířenější. U rizikových osob, kam patří hlavně obézní lidé a lidé s DM 2 v rodině, by se po tomto onemocnění mělo aktivně pátrat při preventivních prohlídkách, neboť je chybou, projeví-li se diabetes až klinickými příznaky.Problémem je velmi chudá symptomatologie a k diagnóze diabetu mnohdy zavedou lékaře až diabetické komplikace. Velký vliv by měl být kladen na prevenci diabetu omezením exogenních faktorů, jakými jsou: - Nadměrný kalorický příjem a absence pohybu, které jsou výrazným rizikem pro vznik obezity a metabolického syndromu. - Nevhodné složení stravy – nejdůležitější roli hraje množství a složení tuků. Příjem polynenasycených tuků, které najdeme hlavně v mořských rybách, některých rostlinných 22
olejích a vlašských oříšcích, riziko diabetu snižuje. Naopak příjem energie z tuků obsahujících transnenasycené mastné kyseliny, především ztužených tuků riziko diabetu výrazně zvyšuje. Příjem cukrů nehraje ve vzniku diabetu žádnou roli. - Nedostatečná fyzická aktivita – ideální je 30 minutová pohybová aktivita denně nebo hodinová pohybová aktivita nejméně třikrát, čtyřikrát do týdne. Vhodná téměř pro všechny jedince je ostrá chůze trvající 30 minut minimálně obden. Není-li chůze možná, třeba při artróze, je vhodné vyhledat jiný druh pohybové aktivity, která je pro nemocného schůdnější. Doporučuje se veslařský trenažér nebo jízda na rotopedu. - Kouření a jiné civilizační návyky - Narůstající procento obezity – obezita je onemocnění kdy se hromadí tuková tkáň u mužů nad 25 %, u žen nad 30%. Jde o multifaktoriální onemocnění, genetická predispozice k obezitě je dost výrazná, až 50 %. Klíčovým faktorem je však nevyvážený příjem a výdej energie spolu s nedostatkem fyzické aktivity. Procento obézních lidí celosvětově stoupá. V Evropě se jedná až o 20 % mužů a 25 % žen. Nadváhou a obezitou trpí více než 50 % Evropanů. Nadváhu lze považovat za předstupeň obezity. Již od BMI nad 25 se riziko DM 2 strmě zvyšuje. V USA je podle Světové zdravotnické organizace až 30 % obézní populace. Komplikace obezity výrazně zkracují délku života, osoby s morbidní obezitou většinou nepřežívají 60 let. U hodně obézních pacientů by se měly zvažovat i možnosti, které nám nabízí bariatrická chirurgie. “ Diabetes 2. typu přechází do remise po bandáži žaludku až v 50 % a po bypassových výkonech až v 90 % případů. Pravděpodobně právě obejití duodena a horního jejuna u bypassových výkonů je nejefektivnější k navození úplné remise diabetu. Pokud nedojde ke kompletní remisi diabetu, dojde zcela jistě alespoň k významné redukci potřeby insulinu a antidiabetik. „Redukce hmotnosti bariatrickým výkonem je vůbec nejefektivnější opatření v prevenci a léčbě diabetu“ (Svačina 2010). Bohužel jsou bariatrické výkony u nás i v Evropě ze strany lékařů poměrně málo indikovány. Za indikaci pro bariatrický chirurgický výkon se pokládá podle nových evropských guidelines: - obezita s BMI nad 40 či 35, při závažných komplikacích - selhání konzervativních léčebných postupů - spolupracující pacient vhodný k výkonu z hlediska psychologického – netrpící bulímií, schopný dlouhodobé dispenzarizace - osobní anamnéza BMI vyššího než 35, při závažných komplikacích tedy i při BMI nižším. (Svačina 2010).
23
Zásadní pro úspěch léčby je spolupráce nemocného a to hlavně dodržování režimových opatření jako je dieta a dostatečná fyzická aktivita. Z farmakologických preparátů se využívají k terapii anitidiabetika . Vhodnou léčbou u diabetiků s nadváhou a obezitou je metformin, někteří diabetici jeho účinkem zaznamenají i váhové úbytky. Metformin lze užívat samostatně nebo v kombinaci s dalšími antidiabetiky jako jsou deriváty sulfonylurey, thiazolidindiony, insulinem nebo s látkami působícími na systém inkretinů. Léčba metforminem je vhodná i u osob s porušenou glukosovou tolerancí nebo se zvýšenou glykémií nalačno, jsou-li přítomny i další rizikové faktory DM 2 a aterosklerosy. Mnoho studií prokázalo pozitivní účinek metforminu na kardiovaskulární systém a další positivní účinky jako je snížení vzniku nádorů, imunostimulační účinky v podobě zvýšeného účinku podávaných očkování. Jako u každého léku musí lékař dbát na případné kontraindikace a poučit o nich pacienta. Případné kontraindikace jsou uvedeny v tabulce.
Kontraindikace metforminu - renální insuficience - šokový stav, sepse, akutní infarkt myokardu - hypersenzitivita na metformin - farmakologicky léčené městnané srdeční selhání - akutní a chronická acidóza - dočasné přerušení při rentgenkontrastním vyšetření - akutní interkurentní onemocnění - operace
Tab. 1 Převzato z Diabetologie (Svačina 2010)
Nestačí-li ke kompenzaci samotný metformin, využívá se kombinace s ostatními antidiabetiky a to nejčastěji s deriváty sulfonylurey. Další využívaná kombinace s metforminem je podání bazální dávky inzulinu. Popřípadě využití dalších skupin antidiabetik. „Insulinová léčba u diabetu 2. typu je indikována při vyčerpání všech možností farmakologické léčby obezity a perorálními antidiabetiky“ (Svačina 2010). V praxi jsou užívány tři strategie insulinové léčby. O vhodnosti léčebné strategie pro daného pacienta by měl rozhodnout zkušený diabetolog, neboť zde hraje roli i schopnost pacienta používat 24
selfmonitoring a upravovat dávky insulinu podle aktuální hodnoty glykémie. Pacient musí být náležitě edukován o riziku hypoglykémie a možnostech jak ji odstranit. Další možností je léčba inkretiny ve fixní kombinaci s metforminem popřípadě jinou skupinou antidiabetik, je-li metformin z nějakého důvodu kontraindikován. Ve vývoji jsou další preparáty, které by HbA1c účinně snižovaly a byly podávány jedenkrát týdně i méně. Jak již bylo řečeno výše, tak většina diabetiků 2. typu je obézní, a proto by tito pacienti měli být léčení hmotnostně neutrálními antidiabetiky nebo antidiabetiky, která hmotnost snižují. Zvažovat by se mělo i podávání antiobezitik, některé prameny dokonce uvádí, že by podávání antiobezitik mělo být běžnou součástí léčby DM 2.
Krok 1
Krok 2
Krok 3
Po stanovení diagnózy: ● úprava životního stylu
→
+ metformin
● úprava životního stylu
→
● úprava životního stylu
+ metformin
+ metformin
+ bazální insulin
+ intenzifikovaná insulinoterapie
→
● úprava životního stylu + metformin + derivát sulfonylurey
Obr. 4 Převzato a upraveno z Diabetologie (Svačina 2010)
Čím dál častěji se setkáváme s pojmem metabolický syndrom, trpí jím až třetina populace. Jeho kritéria v roce 2005 navrhla světová i evropská diabetologická společnost. Základní, i když mnohdy kritizovanou podmínkou je abdominální obezita. Hodnotí se podle obvodu pasu, který je rozdílný pro různá etnika a pohlaví. V Evropě a USA je kritériem pro metabolický syndrom obvod pasu u žen nad 80 cm a u můžu nad 94 cm. Dále musí být pro diagnózu metabolického syndromu naplněna nejméně dvě ze čtyř uvedených kritérií. 1. triglyceridy nad 1,7 mmol/l 2. hypertenze, krevní tlak nad 130/85 3. glykémie nad 5,6 nebo OGTT 2 hod. 7,8-11 mmol/l 25
4. HDL-cholesterol pod 1,1mmol/l pro ženy a pod 0,9 mmol/l pro muže (Svačina 2010). Prvním kritériem bývá u většiny populace zjištěna vyšší hladina triglyceridů. Pak následují plíživě složky další. Na vznik metabolického syndromu má vliv hlavně nedostatečná fyzická aktivita, vysoký energetický příjem , stres a v neposlední řadě i genetická predispozice. Existence metabolického syndromu jako onemocnění je mnohdy zpochybňována. Bez ohledu na to zda jde o nemoc či důsledek nevhodného životního stylu, bychom měli metabolickému syndromu předcházet. Když už se objeví, tak ho včas léčit, neboť jde o soubor příznaků vedoucích k ateroskleróze, diabetu a z nich vycházejících civilizačních chorob. U každého diabetika je třeba posoudit komplexní aterogenní riziko vyšetřením lipidogramu, krevního tlaku, BMI a obvodu pasu. Až třetina hospitalizovaných pacientů jsou diabetici, a proto by s principy léčby měli být obeznámeni lékaři všech oborů.
1.4.3 Diabetes 1. typu
DM 1 byl v roce 2010 evidován u 0,5 % populace a z celkového počtu diabetiků tvoří 6,5 %. Ve srovnání s množstvím nemocných DM 2 jde o výrazně méně pacientů. Terapie i léčebná strategie je v mnoha bodech odlišná. DM 1 je autoimunitní onemocnění, které bývá různě dlouho klinicky němé a jehož prvním projevem bývá hyperglykémie a ketoacidóza. Onemocnění se může projevit v každém věku, nejtypičtější jsou mladí nemocní bez obezity. V současné době však přibývá pacientů kolem 35 až 40 let, kterým byl dříve diagnostikován DM 2, avšak došlo k překlasifikování na DM 1 typu LADA, který nemá tak prudký nástup jako klasická varianta DM 1. V časných stádiích nemoci stačí mnohdy velmi malé dávky insulinu, ale úplné vysazení by bylo chybou. Spouštěčem choroby je často viróza. Na vzniku se uplatňují i vlivy zevního prostředí, genetická predispozice, cytokinová odpověď i slabá obranyschopnost beta-buněk proti poškození. Americká diabetologická asociace rozdělila DM 1 na typ 1A a typ 1B. U typu 1A jsou přítomny protilátky proti ostrůvkům pankreatu a vlivem těchto protilátek spolu se zánětem ostrůvků dochází k destrukci beta-buněk pankreatu. „Vždy progreduje k těžkému insulinovému deficitu“ (Rybka 2007). Tento typ diabetu je často spojen s dalšími autoimunitními chorobami jako je Addisonova choroba, celiakie, autoimunitní tyreoitida, perniciózní anémie a další. „Osoby náchylné k vytváření autoprotilátek proti vlastním endokrinním žlázám mají obvykle typickou konfiguraci HLA genů“ (Svačina 2010).
26
Typ 1B je diabetes s těžkým insulinovým deficitem bez autoimunitní reakce. V průběhu DM 1 dochází k pozvolnému zániku sekrece insulinu. Jako diagnostická kritéria DM 1 jsou uváděna: - polyurie - polydypsie - váhový úbytek při normální chuti k jídlu - slabost a vleklá únava. Typická je náchylnost k infekcím, hlavně mykotickým a bakteriálním. Příčin je více, ale časté jsou poruchy imunity, převažující katabolismus nad anabolismem a v neposlední řadě infekcím nahrává i zvýšená glykémie, projevující se i v moči a sekretech, což je přímo živnou půdou pro mikroorganismy. Základem léčby DM 1 je podávání insulinu nebo jeho analog, na rozdíl od terapie DM 2, proto je důležité diabetes správně klasifikovat. Nejčastější je intenzifikovaný insulinový režim, kdy podáváme třikrát denně krátkodobý insulin a jednou až dvakrát denně dlouhodobý insulin, popřípadě jeho analoga. Insulin si nemocní aplikují speciálním perem do podkoží. Jednou z možností je i léčba insulinovou pumpou a to hlavně u pacientů, u kterých se nedaří dosáhnout uspokojivé kompenzace diabetu klasickým intenzifikovaným režimem. Pumpa je vhodná i pro ženy plánující těhotenství. Její hlavní výhodou je pravidelná pulzní sekrece insulinu, podobná fyziologické sekreci tj. 20 – 30 jednotek/den. Pacient má trvale zavedenou kanylu, pumpa je velikosti asi mobilního telefonu, s předem naprogramovanými dávkami insulinu. Při technických problémech se dá kdykoli přejít na klasický intenzifikovaný insulinový režim. Insulinový režim je stanoven podle individuálních potřeb pacienta, podle příjmu potravy a fyzické aktivity. Velmi důležitý je self-monitoring, kdy si podle hladin aktuální glykémie pacient sám upravuje dávky insulinu. Nedílnou součástí léčby je dieta a fyzická aktivita. Dieta omezuje potraviny s vysokým glykemickým indexem, ale jinak se neliší od racionální stravy. Jídlo je vhodné rozdělit do více porcí, aby se předešlo hypoglykémii. Diabetik jí podobnou stravu jako ostatní, takže nemusí být od společnosti nijak izolován. Základem diety je vyvážený příjem sacharidů v průběhu dne. Diabetik je poučen jak si dávky jídla přepočítat na výměnné jednotky, což mu umožní přepočítat si jím zvolené jídlo a dát si ho v odpovídajícím množství. Není-li diabetik obézní, tak není důvod snižovat jeho energetický příjem, ale mělo by se myslet na to, že diabetes je výrazně aterogenní onemocnění a pokud možno se vyhýbat živočišným tukům a vyvarovat se nesprávné přípravy pokrmů jako je třeba smažení. Provozuje-li diabetik intenzivní fyzickou aktivitu, je třeba upravit dietu, aby nedošlo ke vzniku nechtěných 27
hypoglykémií. Ideální je mírná a pravidelná fyzická zátěž. Je nutné upravit příjem glukosy i insulinu, ve smyslu zvýšení příjmu cukrů a snížení dávky insulinu, často pod odborným vedením. Vždy by měl mít diabetik u sebe balíček pro případ hypoglykémie, ideální je ovoce, koláč, chléb a podobně. Hlavní předností sportu u diabetes je pozitivní kardiovaskulární efekt. Nebezpečí při sportu představuje i možnost hyperglykémie, která se může rozvinout při nedostatku insulinu, při metabolické nestabilitě kdy je přítomná hyperglykémie před cvičením nebo při extrémní fyzické zátěži a to i u dobře kompenzovaných diabetiků. Rychlé aerobní aktivity nejsou doporučené, ideální je dosahovat asi poloviční maximální zátěže. Cílem léčby je dobrá kvalita života diabetika a zábrana vzniku a rozvoje diabetických komplikací.
1.4.4 Diabetes typu LADA neboli Latentní autoimunitní diabetes dospělých
Diabetes typu LADA byl lékařům a odborné veřejnosti dlouho skrytý typ, který byl považován za DM 2 rychle spějící k terapii insulinem. Autoimunní onemocnění se často projevuje až po 40. roce věku a rozvíjí se pomalu. K úplnému zániku insulinové sekrece dochází až v průběhu několika let. Diagnostická kritéria diabetu typu LADA jsou: -
věk nad 35 let
-
iniciální uspokojivá kompenzace dietou či perorálními antidiabetiky
-
postupný rozvoj potřeby léčby insulinem během několika let
-
nízká a postupně se snižující hladina C-peptidu (Svačina 2010).
1.4.5 Monogenní diabetes MODY – maturity onset diabetes of the young
MODY je zvláštním typem dědičného diabetu. Má šest podtypů. Podtyp 2 se vyznačuje lehkou hyperglykémií a má nízké riziko následných komplikací diabetu. Jiné podtypy (např. MODY 1,3) jsou doprovázeny progresí onemocnění a výskytem komplikací.Začíná obvykle v mladém věku u osob s vysokou rodinnou zátěží. Genetická analýza postižených rodin pomůže vyhledat rizikové jedince, může sloužit z části jako prevence a napomáhat při léčbě.
28
1.4.6 Gestační diabetes
Gestační diabetes se nejčastěji projeví ve třetím trimestru gravidity, kdy stoupají nároky na sekreci insulinu β-buňkami a zároveň klesá citlivost tkání k insulinu. Tento typ diabetu se diagnostikuje provedením Orálního glukosového tolerančního testu (OGTT). Princip testu bude popsán v dalších kapitolách. Gestační diabetes lze přiřadit ke kategorii DM 2. Po porodu diabetes buď přetrvává a je překlasifikován na DM 2 nebo hyperglykémie vymizí, ale je velmi pravděpodobný rozvoj DM 2 v budoucnu.
1.4.7 Sekundární diabetes
Sekundární diabetes je pojem zahrnující různorodou skupinu onemocnění. Lze sem zařadit pankreatogenní diabetes, který vzniká u chronické pankreatitidy nebo po chirurgickém odstranění slinivky. Jde o velmi nestabilní stav, který ve většině případů potřebuje insulinoterapii, kterou je velmi obtížné nastavit, vzhledem k tomu, že chybí i glukagon. Dochází ke střídání hypoglykémií a hyperglykémií. Současně je přítomna i porucha zevní sekrece pankreatu a u nemocných se může vyvinou malnutrice. Do této kategorie lze zařadit i diabetes z malnutrice objevující se v rozvojových zemích. Charakteristické pro tento typ diabetu jsou kalcifikace pankreatu. Dále sem jde zařadit diabetes asociovaný s genetickými
a jinými definovanými
syndromy jako je Cushingův syndrom nebo u dalších onemocnění př. akromegalii, glukagonomu. V neposlední řadě do této skupiny patří i diabetes indukovaný léky a chemickými látkami, který se může rozvinout třeba při léčbě kortikoidy.
29
1.5 Komplikace diabetes mellitus Komplikace: - akutní - chronické
1.4.8 Akutní komplikace Akutní komplikace se s nástupem léčby insulinem výrazně snížily, avšak ani dnes nejsou výjimkou. Akutní komplikace se manifestují rychle a lze je rozdělit do čtyř kategorií: -
Hypoglykémie
-
Diabetická ketoacidóza
-
Hyperglykemický hyperosmolární syndrom
-
Laktátová acidóza
Hypoglykémie
Hypoglykémie je nejčastější akutní komplikací diabetu, a to hlavně u pacientů léčených insulinem, popřípadě i v kombinaci se sulfonylureovými antidiabetiky, i když se s moderními preparáty sulfonylurey toto riziko výrazně snížilo. Pacient by měl být o riziku hypoglykémie náležitě poučen a měl by znát symptomy, které hypoglykémii provázejí. Klinicky lze hypoglykémii rozdělit na mírnou, středně těžkou, těžkou a koma. Symptomy hypoglykémie nastupují obvykle postupně, a to většinou při glykémii mezi 3 – 3,6 mmol/l. První se objevují symptomy autonomní jako je pocení, úzkost. Následují symptomy neuroglykopenické projevující se zmateností a atypickým chováním. V těsné blízkosti navazují symptomy nespecifické jako je slabost, nauzea a podobně. Výčet symptomů hypoglykémie dokládá tabulka.
30
Symptomy autonomní
Symptomy
Symptomy nespecifické
neuroglykopenické pocení
zmatenost
slabost
palpitace
atypické chování
nauzea
úzkost
špatná koncentrace
sucho v ústech
třes
ospalost
bolest hlavy
hlad
poruchy koordinace
bledost
dvojité vidění, brnění kolem úst, obtížná řeč
Tab. 2 Převzato a upraveno z Diabetologie (Svačina 2010)
Nemocný může hypoglykémii zvládnout sám, zachytí-li včas její příznaky. Požitím 10–20 gramů sacharidů perorálně vypitím coca-coly, ovocných krabicových džusů, požitím pečiva atd. Při rozvoji výraznějších příznaků jako je slabost a třes se doporučuje požít 20–30 gramů „rychlých“ sacharidů např. cukru, medu, glukosových bonbonů atd. a tuto dávku sacharidů doplnit o komplexní sacharidy obsažené v sušenkách nebo pečivu. Trpí-li diabetik častými a rychle nastupujícími hypoglykémiemi, měli by o tomto stavu být poučeni i rodinní příslušníci popřípadě kolegové v práci, aby věděli jak v těchto situacích postupovat. V případě vážných hypoglykémií po insulinu by měl mít nemocný vždy při sobě glukagon, který je v případě nutnosti možno aplikovat intramuskulárně. Další možností je intravenózní aplikace 40-60% glukosy, ale aplikace glukagonu je jednodušší a nástup účinku rychlejší. Velkým problémem je tzv. fenomén neuvědomění si hypoglykémie, kterým trpí hlavně pacienti s dlouhotrvajícím diabetem. U těchto pacientů jsou porušena autonomní centra centrálního nervového systému, čímž dochází k tomu, že si pacient neuvědomí příznaky blížící se hypoglykémie, což následně vede k rozvoji těžké hypoglykémii až kómatu. Prevencí je pravidelný self-monitoring i během noci, udržování glykémie nad 3,5 mmol/l alespoň po dobu jednoho měsíce a v neposlední řadě i edukace pacienta ať už v počítání sacharidových jednotek nebo upravování si dávky insulinu, kterou ve spolupráci s pacientem provede diabetolog. „Již po 2-3 týdnech bez epizody hypoglykémie dochází ke snížení frekvence hypoglykémií“ (Rybka 2007). Častou příčinou hypoglykémie je nadměrná dávka 31
insulinu nebo perorálních antidiabetik, vynechání nebo příjem malé porce jídla díky redukční dietě, zvracení, nechutenství aj. či nadměrná fyzická zátěž většinou v kombinaci s nedostatkem přijaté potravy. Z hlediska prevence je důležité zamyslet se nad tím, co k hypoglykémii vedlo a jak tomu předejít.
Diabetická ketoacidóza
Diabetická ketoacidóza je stav, kdy se po psychické stránce projevuje u pacienta neklid, zmatenost, poruchy vědomí až bezvědomí. Typické známky diabetické ketoacidózy uvádí tabulka.
Typické známky diabetické ketoacidózy Hyperglykémie, glykosurie Dehydratace Suchá kůže, snížený tonus očních bulbů Acidóza Hyperventilace, Kussmaulovo dýchání Nauzea, zvracení, bolesti břicha Zápach acetonu z dechu Porucha vědomí až bezvědomí
Tab. 3 Převzato z Diabetologie (Svačina 2010)
Příčinou je nedostatek insulinu vedoucí k vystupňované ketogenezi, neboť chybí blokující vliv insulinu na lipolýzu. Laboratorně jsou v krvi i v moči přítomny ketolátky, často je cítit „acetonový zápach“ z úst. Přítomna je hyperglykémie i když ne tak vysoké hodnoty jako u hyperosmolárního syndromu. Metabolickou acidózu charakterizuje aniontová mezera, což je rozdíl mezi sérovou koncentrací sodíku a součtem koncentrací chloridů a hydrogenkarbonátů. Acidóza vzniká hlavně následkem zvýšené koncentrace β-hydroxybutyrátu v krvi. Typicky je přítomna hyponatremie, hyperkalemie, zvýšená sérová močovina a kreatinin, hyperosmolalita séra,
32
časté je i zvýšení sérových amyláz. Koncentrace sérového draslíku může být zvýšená v důsledku acidózy, ale celkový deficit bývá značný. Diabetická ketoacidóza se vyvíjí rychle v řádu hodin, a to hlavně u nemocných léčených insulinovou pumpou nebo při užívání vysokých dávek kortikoidů. Velmi častými příznaky, a to hlavně u mladých pacientů, jsou bolesti břicha a zvracení napodobující náhlou příhodu břišní. Dehydratace vysokého stupně může vyústit až do šokového stavu. Především děti jsou ohroženy mozkovým edémem. Nerovnováhy elektrolytů může na elektrokardiografu imitovat obraz
akutního
infarktu
myokardu.
Snížený
účinek
insulinu
a
zvýšení
účinků
kontraregulačních hormonů, vede ke zvýšení glukoneogeneze v játrech a ledvinách a sníží se využití glukosy v periferních tkáních. Následkem toho se rozvíjí hyperglykémie a osmolální změny v extracelulární tekutině. Dochází k lipolýze a následné β-oxidaci volných mastných kyselin uvolněných do séra. Nejčastější výskyt diabetické ketoacidózy je u dosud nediagnostikovaných diabetiků, při přerušení léčby insulinem např. při snížení pravidelné dávky insulinu kvůli nechutenství nebo zvracení. Dále se ketoacidóza často vyvíjí u diabetiků s jiným přidruženým onemocněním, třeba při infekci. Vyvolavatelem mohou být i léky jako jsou kortikoidy, chemoterapeutika, diuretika či neuroleptika, u nichž se ketoacidóza může rozvinout i u nediabetiků a po vysazení neuroleptik vymizí. Nutná je hospitalizace pacienta a infuzní léčba. Rychlá rehydratace, kontinuálně podávané malé dávky insulinu, znovu nastolení elektrolytické rovnováhy a to substitucí kalia, popřípadě fosfátu. Substituce bikarbonátem se doporučuje při pH pod 6,9. Náprava osmolality a hyperglykémie se provádí postupně a velmi opatrně, aby nedošlo k hypoglykémii. Nemocného je třeba monitorovat, v případě nutnosti zajistit jeho vitální funkce a v pravidelných intervalech laboratorně sledovat.
Hyperglykemický hyperosmolární syndrom
Tento syndrom je charakterizován hlavně těžkou dehydratací a hyperglykémií. Rozhraní mezi diabetickou ketoacidózou a hyperglykemickým hyperosmolárním stavem není přesně definováno. Příčina je stejná jako u diabetické ketoacidózy, snížení účinku insulinu, zvýšení kontraregulačních hormonů a výrazná glukoneogeneze v játrech, kdy jsou játra schopny vyprodukovat až 1 kg glukosy za den. Laboratorně je naměřena vysoká hyperglykémie, spodní hranicí pro hyperosmolární hyperglykemický syndrom je 33mmol/l a vysoká osmolalita plazmy nad 320mOsm/l. 33
Klinicky je rozvinuta těžká dehydratace, s tím způsobenou hypotenzí. Přítomny jsou poruchy vědomí. „Úroveň vědomí koreluje se závažností a trváním hyperosmolarity“ (Rybka 2007). Mohou se objevit neurologické projevy a křeče. Zároveň jsou přítomny znaky vyvolávajícího onemocnění, často infekčního. K hyperosmolárnímu hyperglykemickému stavu mnohdy napomůže nešetrná léčba thiazidovými diuretiky či kortikoidy. Postiženi jsou diabetici 2. typu, extrémní dehydratace se rozvíjí hlavně u starších pacientů, kteří mají menší pocit žízně a je u nich častá renální insuficience. Mortalita je vysoká, až 30%, je to způsobeno i tím, že vzhledem k věku nemocných je tento stav komplikován dalšími polymorbiditami. U pacienta, který prodělal hyperosmolární hyperglykemický syndrom i nadále stačí ke kompenzaci diabetu režimová opatření či perorální antidiabetika. Dlouhá je však rekonvalescence nemocných, pacienti jsou zesláblí, spaví, bez energie a je nutná rehabilitace.
Laktátová acidóza
Laktátová acidóza je stav metabolické acidózy, který je důsledkem kumulace laktátu v organismu. Laboratorní hodnota laktátu přesahuje 5 mmol/l. Příčinou tohoto stavu není jen diabetes, ale i další onemocnění jako je septický, kardiogenní nebo hypovolemický šok, malignity, HIV, hypoxie, anémie, otravy léky a toxiny či vrozené metabolické defekty v glukoneogenezi nebo v oxidaci pyruvátu. Obecně lze laktátovou acidózu rozdělit na typ A a typ B. Typ A je hypoxický typ laktátové acidózy, kdy se rozvíjí anaerobní metabolismus. Typ B je aerobní typ laktátové acidózy, rozvíjí se nezávisle na hypoxii. Je způsoben chorobami, otravami popřípadě vrozenými enzymatickými defekty, nadměrnou svalovou zátěží nebo silným epileptickým záchvatem. Klinicky se u pacientů při rozvíjející se laktátové acidóze manifestují bolesti břicha, dušnost a následují poruchy vědomí. U diabetiků se laktátová acidóza objevuje vzácně při léčbě metforminem a to hlavně při nedodržení kontraindikací k jeho podávání. „Účinnou léčbou laktátové acidózy, vyvolané metforminem, je hemodialýza“ (Svačina 2010). Prognóza laktátové acidózy je velmi špatná. Mortalita je až 70%. na vyvolávající příčiny. Nejúčinnější je v tomto případě prevence.
34
Léčbu musíme zaměřit
1.4.9 Chronické komplikace Chronické komplikace jsou u dlouhodobě probíhajícího diabetu i při jeho správné kompenzaci prakticky nevyhnutelné. Dodržováním režimových opatření, jejich prevencí a včasnou léčbou je lze citelně oddálit a minimalizovat. Chronické diabetické komplikace lze rozdělit na: -
Specifické komplikace diabetu (dříve mikrovaskulární) o Diabetické onemocnění ledvin o Diabetická retinopatie o Diabetická neuropatie
-
Makrovaskulární komplikace diabetu
-
Syndrom diabetické nohy
Specifické komplikace diabetu Specifické komplikace se rozvíjí při diabetu trvajícím deset i více let. Hyperglykémie je hlavním mechanismem poškozujícím cévní stěnu. „U diabetické mikroangiopatie je korekce hyperglykémie významným preventivním i léčebným opatřením“ (Svačina 2010).
Diabetické onemocnění ledvin
Dříve diabetická nefropatie se rozvíjí nejčastěji po 15 a více letech trvání diabetu a to u diabetiků 1. i 2. typu. Postiženo je přibližně 30% pacientů. Velmi důležitá je prevence a ta je multifaktoriální. Jak již bylo uvedeno výše, nejvíce poškozuje cévy hyperglykémie. Z toho plyne dlouhodobá snaha o dobrou kompenzaci diabetu, pravidelné sledování glykémie, léčba hypertenze, normalizace hladin lipidů a udržování ideální tělesné hmotnosti. Nezbytný je při rozvinuté proteinurii dostatečný pitný režim, nízkoproteinová dieta a omezení příjmu soli. Velmi časté jsou kardiovaskulární komplikace spolu s hypertenzí, retinopatie, neuropatie až rozvoj nefrotického syndromu mnohdy vedoucího k renálnímu selhání. Pro farmakoterapii diabetu je důležité, že při snížené glomerulární filtraci dochází ke snížení clearens sulfonylureových perorálních antidiabetik a insulinu, je třeba dávky léků snížit, při nižší glomerulární filtraci než je 0,5 ml/sec jsou sulfonylureová antidiabetika zcela kontraindikována. 35
Při diabetické nefropatii jde nejčastěji o postižení glomerulů doprovázeného hypertenzí, mikroalbuminurií, s následným rozvojem proteinurie a poklesem renálních funkcí. Velmi důležitá je léčba ještě v latentní preklinické fázi, kdy se nefropatie nemusí projevit subjektivními klinickými příznaky až do stadia renální insuficience. Pro screening je vhodná moč ranní jednorázová kde se porovnává poměr albumin/kreatinin i sbíraná kde se posuzuje kvantitativní proteinurie za časovou jednotku. Důležitá je pravidelnost vyšetření, aby se včas zachytily i drobné ztráty bílkovin a zahájila se léčba. Když už se proteinurie objeví tak je nezbytné vyloučit i jiná onemocnění ledvin. Prvním klinickým příznakem diabetické nefropatie je mikroalbuminurie tj. ztráty bílkovin 30 – 300 mg/24 hodin, ztráty nad 300 mg/24 hodin označujeme již za proteinurii. Již po krátké době trvání diabetu se může u části pacientů, hlavně s DM 1, objevit klinicky němá hypertrofie a hyperfunkce ledvin. Je-li diabetes správně kompenzován, tak je část změn reverzibilní. Mnohdy má velký diagnostický přínos sledování mikroalbuminurie, která při opakovaném nálezu může signalizovat možnost vzniku trvalého poškození ledvin. Bez cílené léčby dochází k rozvoji albuminurie, která postupem let přechází v neselektivní proteinurii. Může dojít až k manifestaci nefrotického syndromu. U pacientů s DM 2 jsou změny obdobné, ale vzhledem k vyššímu věku a polymorbiditě pacientů může být proteinurie způsobená i nediabetickým postižením ledvin.
Diabetická retinopatie
Diabetická retinopatie je nejčastější příčina poškození zraku u diabetiků. U nemocných trpících DM 1 déle než 20 let se nějaká z forem diabetické retinopatie objevuje téměř ve 100 %. U DM 2 je tento nález po 20 letech diabetu u 60 % nemocných. „Prevalence slepoty vzniklé u nemocných s diabetem v České republice na podkladě diabetické retinopatie se pohybuje kolem 0,3 – 0,4 %“ (Rybka 2007). Nejdůležitější, stejně jako u dalších komplikací diabetu, je jeho správná kompenzace. Kompenzovat hyperglykémii, předcházet a účinně řešit hypertenzi, upravit dyslipidémii. Velmi důležité jsou pravidelné kontroly u oftalmologa a to bezprostředně po diagnóze diabetes mellitus a následně v pravidelných intervalech. Nejčastěji jednou ročně, ale i častěji vyžaduje-li to pacientův stav. Farmakologická léčba zatím neexistuje. Diabetickou retinopatii lze rozdělit na neproliferativní a proliferativní fázi. V proliferativní fázi je již nemocný ohrožen ztrátou zraku. Jedinou účinnou léčbou je laserová fotokoagulace sítnice, která již nevrátí ztracenou zrakovou ostrost, ale zabrání další proliferaci onemocnění. 36
Mnohdy je třeba operační zákrok argonovým laserem provádět opakovaně. Postižení sítnice u diabetiků vzniká jako důsledek ztluštění bazální membrány kapilár, čímž dochází k jejich zvýšené propustnosti. Cévní stěnou prostupují lipidy a proteiny a mohou se tvořit tvrdé exudáty. Cévy jsou náchylné k tvorbě aneuryzmat, popřípadě k obstrukci. Vzniklá hypoxie indukuje angiogenezi. Nově vytvořené cévy jsou velmi křehké a vytvořené na nesprávném místě. Jsou náchylné k rupturám, kdy dochází ke krvácení do sklivce tzv. hemoftalmu. Je-li hemoftalmus malý, tak se bezezbytku vstřebá, ale velký hemoftalmus se vstřebává velmi špatně a ohrožuje pacienta ztrátou zraku. U hemoftalmu, který se neresorbuje je možné provést léčebný mikrochirurgický zákrok zvaný pars plana Vitrektomie. Vidění nepoškozuje prostá retinopatie, ale ischémie sítnice. Dochází k fibrinózním změnám, vazivo způsobuje tah na sítnici a hrozí trakční odchlípení sítnice. Ischémie cév může vést i k makulopatii což je komplikace, která nesouvisí se stupněm diabetické retinopatie. Edém a tvrdé exudáty se soustředí v místě nejostřejšího vidění tj. v makule. Řešením je opět laserový zákrok, který vidění výrazně nezlepší, ale zabrání dalšímu zhoršování zraku. Jak již bylo uvedeno v první části textu, je velmi důležitá správná kompenzace diabetu, neboť změny na sítnici jsou nevratné a moderními léčebnými postupy je lze jen zabrzdit, nikoli napravit.
Diabetická neuropatie
Diabetická neuropatie je častou komplikací diabetu. Trpí jí až dvě třetiny diabetiků. Její vznik je úzce spjat se špatnou kompenzací diabetu a to hlavně s hyperglykémií. Při zlepšení kompenzace diabetu se obtíže velmi často zmírní, mnohdy vymizí úplně. U diabetické neuropatie jde o poškození periferních nervových vláken. Jako vždy se musí vyloučit jiné příčiny, které by mohly mít za následek poškození periferního nervového systému. Vedle dlouhodobé hyperglykémie se na vzniku neuropatie podílí i další metabolické poruchy,
genetické
predispozice,
vlivy
prostředí
a
v neposlední
řadě
ischémie,
která podporuje vaskulární teorii. Dle vaskulární hypotézy je příčinou diabetické neuropatie vaskulární dysfunkce cév vyživujících nervy. Diabetickou neuropatii lze rozdělit na somatickou a autonomní. Mezi projevy somatické neuropatie se řadí řezavé, palčivé bolesti okrajových částí bérců a to hlavně v klidu, svalová slabost, zhoršená citlivost nohou a snížená pohyblivost kloubů. Až tři čtvrtiny neuropatií se projevují symetrickou formou senzorické periferní polyneuropatie. Z počátku jsou postižena senzitivní vlákna, později se postižení rozšíří i na vlákna motorická. Pacienti popisují nepříjemné pocity a ztrátu citlivosti v nohou. Nejprve se ztrácí citlivost k vibracím, následně 37
se objevují poruchy teplotní. Tyto projevy jsou nejčastější v noci, ale objevují se i pří chůzi, kdy nemocní popisují nejistotu chůze, kterou přirovnávají k chůzi po vatě. Obdobné potíže se mohou objevit i na horních končetinách, i když ne tak často. Vyšetření zaznamená poruchu kožní citlivosti, vnímání teploty a reakci na bolestivé podněty. „Neuropatické poškození objektivizuje elektromyografické vyšetření, vyšetření evokovaných potenciálů. U polyneuropatie je typickým nálezem při elektromyografickém vyšetření zpomalení rychlosti vedení periferním nervem“ (Svačina 2010). Velmi důležité je, aby byl pacient při známkách neuropatie odeslán k neurologovi. Specializovaný lékař posoudí stupně neuropatie, kdy se hodnotí pomocí bodů příznaky na dolních končetinách. Výsledkem je bodový součet příznaků prováděný zvlášť na obou končetinách. Léčba je obtížná a pouze symptomatická, jediným kauzálním řešením je dosáhnout správné metabolické kompenzace diabetu. Příčinou ztráty citlivosti může být přehlédnuté poranění, z kterého může u diabetiků z důvodu zhoršeného hojení vzniknout až ulcerace. Následkem i malého poranění může být narušení motorických nervů, na které navazuje následné postižení svalů a vznikají deformity nohou. Vlivem deformit může kůže ztvrdnout, mohou vznikat mozoly a otlaky. Výjimečné nejsou ani deformity kloubů. Tyto deformity velmi urychlují vznik syndromu diabetické nohy. Vedle senzorické periferní neuropatie sužuje některé pacienty i akutní bolestivá hyperglykemická neuropatie, která se většinou objevuje v době špatné kompenzace diabetu a při jeho správné kompenzaci odezní. Neuropatie postihuje konkrétní nervy a projevuje se náhlou prudkou bolestí nohou. Bolesti jsou nejčetnější v noci a jsou dost intenzivní. Vlivem akutní neuropatie může dojít k rozvoji diabetické neuropatické kachexie, kdy jsou nemocní vyčerpaní a ztrácí na hmotnosti. Další možnou formou neuropatie je mononeuropatie postihující jednotlivé nervy. Nečastěji postižené bývají nervy v místě kompresí. U většiny postižených spontánně odezní. U diabetické autonomní neuropatie je stejně, jako tomu bylo u neuropatie somatické, na vině hlavně častá hyperglykémie. Udává se, že touto formou neuropatie může trpět až 40 % diabetiků. U závažnějších forem autonomní neuropatie vykazují nemocní větší riziko náhlé smrti, a to až o 25 %. Autonomní poruchy jsou často asymptomatické, zjištěny jen náhodně při laboratorním vyšetření. Lidé trpící autonomní neuropatií nejsou tolik citliví k vnímání bolesti. Změny při autonomní diabetické neuropatii mají vliv na zhoršení funkce periferních autonomních nervů, inervujících hladké svalstvo a endotel cév. Při diagnostice je třeba myslet i na jiné příčiny neuropatie, nejčastěji jde o alkoholismus, chronickou renální nedostatečnost, nedostatek vitamínu B12, amyloidózy, chronické infekce, 38
neurologické léze na mozku a míše a další. Projevy autonomní neuropatie nalézáme ve více systémech. Zřejmě nejzávažnější jsou projevy v kardiovaskulárním systému, kdy nemocní trpí zvýšenou klidovou tepovou frekvencí, orostatickou hypotenzí, intolerancí tepla, zhoršením vazodilatace a vznikem otoků. K diagnostice se užívají kardiovaskulární testy, na kterých se shodli odborníci z řad diabetologů i neurologů. Při gastrointestinálních projevech je nejzávažnější zpomalování vyprazdňování žaludku, které může vyústit až v žaludeční atonii. Vlivem zhoršení motility tlustého střeva se mohou objevovat průjmy nebo zácpa. V urogenitálním systému je typickým problémem neurogenní měchýř, kdy je porušeno vyprazdňování měchýře z důvodu poruchy senzitivní aferentace. Stagnující moč v měchýři vytváří podmínky pro vznik chronické močové infekce. Někteří pacienti ztrácí pocit plného močového měchýře, což může ústit k inkontinenci. Dalším závažným problémem jsou sexuální dysfunkce jak u mužů tak u žen. Muži se potýkají s poruchami erekce a retrográdní ejakulace. Ženy s nedostatečnou lubrikací. Projevit se mohou také sudomotorické poruchy, kdy nemocní mají horkou, suchou kůži v dolní polovině těla, naopak zvýšeně se potí na hlavě a celkově horní polovině těla, hlavně po některých jídlech. Tato dysregulace není klinicky závažná, ale zhoršuje kvalitu života. Závěrem lze říci, že medikamentózní terapie zmírňuje jen symptomy a ne vždy bývá úspěšná. Základem předcházení a zmírnění příznaků neuropatie je správná kompenzace diabetu.
Makrovaskulární komplikace diabetu Pod pojmem makrovaskulární komplikace diabetu se rozumí především rozvoj aterosklerózy. Makrovaskulární komplikace se projevují jako ischemická choroba srdeční, cerebrovaskulární příhody či ischemická choroba dolních končetin. Je to onemocnění multifaktoriální. Diabetes mellitus je jedním z nejvýznamnějších rizikových faktorů. Diabetici jsou ke vzniku aterosklerózy náchylnější než nediabetici. Rozvoji napomáhá hyperglykémie, hyperinsulinémie, oxidační stres, protizánětlivé faktory, hyperkoagulační a hyperagregační aktivita. Tyto stavy vyvolávají poškození funkce endotelu. Nikdy není přítomen jen jeden z rizikových faktorů, vždy se jich na rozvoji onemocnění podílí více. Jedním z hlavních rizikových faktorů je hyperglykémie. „Analýzou dat ze studie Diabetes Kontrol and 39
Complications Trial bylo možno prokázat, že každé snížení glykovaného hemoglobinu o 1 % sníží riziko infarktu myokardu o 14 %“ (Rybka 2007). Velmi významným faktorem kardiovaskulárního rizika je i postprandiální hyperglykémie, která výrazně napomáhá zvýšení triglyceridů, zvýšení hladiny LDL cholesterolu čímž se zvyšuje i aktivita koagulačního systému a oxidační stres. Řada studií se shoduje i na důležitosti léčby insulinové rezistence, účinná léčba snižuje mortalitu a riziko kardiovaskulárních onemocnění. Lékem volby je metformin. Studie PERSUDATE ukazuje i pozitivní vliv ACE inhibitorů, které mají mimo jiné i antiaterogenní účinek. Velmi důležitou úlohu hraje i náprava dyslipidémie a to především užíváním statinů. Chybou by bylo opomenout korekci hypertenze. Hypertenzí trpí až 60 % diabetiků. „Při jakékoli hodnotě krevního tlaku je u diabetiků ve srovnání s pacienty s primární hypertenzí bez diabetu kardiovaskulární riziko dvojnásobné“ (Rybka 2008). Zdravý životní styl, vyvážená strava, přiměřená fyzická aktivita a zanechání kouření by mělo být samozřejmostí.
Obr. 5
Převzato z Diabetes mellitus – komplikace a přidružená onemocnění (Rybka 2007)
Následkem aterosklerózy koronárních tepen je ischemická choroba srdeční. Formy ischemického postižení myokardu lze rozdělit na akutní koronární syndromy a chronické formy srdeční ischémie. Ischemická choroba srdeční se u diabetiků vyskytuje výrazně častěji, také mortalita je vyšší než u ostatní populace. Mezi chronické formy ischemické choroby srdce se řadí angina pectoris, němá ischémie, arytmické formy a selhání srdce při ischemii. 40
Příkladem akutního koronárního syndromu může být infarkt myokardu. Při postižení cév na končetinách se projevuje ischemická choroba dolních končetin. Aterosklerózou zasažené mozkové cévy mohou vyústit v cévní mozkovou příhodu, která je nejčastější příčinou nemocnosti a invalidity v dospělosti. U nemocných se projevují poruchou vědomí a neurologické vyšetření vykazuje ložiskové změny. Ischemické cévní příhody jsou u diabetiků třikrát až pětkrát častější než u nediabetické populace. U diabetiků je nástup aterosklerózy rychlejší a postihuje i menší cévy. Výskyt makroangiopatických komplikací je až u pětiny nemocných s DM 2. U diabetiků s DM 1 se kardiovaskulární riziko manifestuje ve třetí až čtvrté dekádě života, bez ohledu na to, kdy byl diabetes diagnostikován. Léčba je mnohdy dlouhá a velmi nákladná. Dá se říci, že zásadní pro boj s aterosklerózou je včasná prevence a to terapie hypertenze a hyperlipidémie.
Syndrom diabetické nohy Syndrom diabetické nohy je velmi závažná komplikace diabetu, je hlavní příčinou amputací. „V zemích EU se počet pacientů se syndromem diabetické nohy odhaduje na 5 až 10 %“ (Rybka 2007). Tento syndrom je příčinou hospitalizace až poloviny diabetiků. Na vzniku diabetické nohy se výrazně podílí neuropatie a infekce. I drobná traumata způsobená například nevhodně padnoucí obuví vedou k poruše kapilárního průtoku a nedostatečnému zásobení postižené tkáně kyslíkem. U diabetiků, hlavně špatně kompenzovaných, je běžně oslabená systémová odpověď na zánět a poruchy imunitního systému. Výsledkem je špatné hojení i drobných ran a vyšší náchylnost k infekci. Vlivem infekce dojde ke zhoršení krevního průtoku, následné ischemizaci až nekrotizaci tkání. Mimo jiné se rozvíjí i hyperglykémie. Rozsáhlé infekty a nedostatečná vaskularizace vedou ke gangréně či nekróze a u rozsáhlých poškození se amputace stává jediným možným řešením, přičemž mortalita u těchto pacientů je dosti značná. Velmi důležitý je multidisciplinární přístup specializovaných podiatrických ambulancí, kde o pacienta společně pečují diabetologové, chirurgové, radiologové a rehabilitační pracovníci. Pacient je náležitě edukován, aby nepodcenil ani zdánlivě bezvýznamná poranění nohou a včas vyhledal odbornou pomoc.
41
2 Speciální část práce 2.1 Cíl práce V současné době počet osob s diabetem prudce roste. Ukazuje se, že je vhodné investovat do dokonalejšího screeningu a realizace preventivních programů. To se projeví nejen finančně, ale především zlepšením klinického stavu a prognózy diagnostikovaných pacientů. Ve speciální části práce jsou uvedena základní vyšetření, která se provádí u osob s podezřením na diabetes nebo již s diagnostikovaným diabetem. Postupy a principy vyšetření, včetně preanalytické fáze a interferencí jsou popsány tak, jak se provádí na OKB v Boskovicích. Experimentální část mé práce si dává za cíl shrnout výskyt nejčastějších komplikací u diabetiků v závislosti na jejich laboratorních hodnotách a délce diabetu. Laboratorní hodnoty jsou sledovány po dobu 27 měsíců. Výpočty byly provedeny ze sta náhodně vybraných diabetiků, kteří navštívili diabetologickou ambulanci MUDr. Vítězslava Mejzlíka mezi 5. 3. - 7. 3. 2013.
42
2.2 Laboratorní metody vztahující se k diabetu K metabolismu sacharidů se vztahuje mnoho laboratorních metod. Alfou a omegou je stanovení glykémie. Medicína se však posunula mnohem dál a glykémie už zdaleka není jediným parametrem, který je u diabetiků sledován. Níže jsem se pokusila shrnout nejčastější laboratorní vyšetření, která slouží k diagnostice či monitorování průběhu diabetu mellitu.
2.2.1 Glykemická křivka neboli Orální glukósový toleranční test (OGTT)
OGTT se provádí při podezření na porušenou glukosovou toleranci nebo diabetes mellitus u osob s hraniční nebo lehce zvýšenou glykémií nalačno nad horní referenční rozmezí. Dále se v ČR OGTT provádí u všech těhotných žen mezi 24. – 28. týdnem gravidity. Kritéria pro diagnostiku gestačního diabetu se v různých státech liší. V České republice byla poslední doporučení vydána v roce 2010. Všechny gravidní ženy by měly mít vyšetření glykémie v séru nalačno již v prvním trimestru. Překročí-li hladina glykémie 5,6 mmol/l je vyšetření v rozmezí několika dní opakováno. Je-li jedna hodnota glykémie zvýšená a jedna normální je těhotná žena odeslána na vyšetření OGTT již v prvním trimestru gravidity. Jsou-li zvýšeny obě hodnoty glykémie, je u gravidní ženy zahájena léčba gestačního diabetu (GDM). Je-li hodnota glykémie v normě je těhotná standardně odeslána na vyšetření OGTT mezi 24. a 28. týdnem gravidity. Již na začátku těhotenství je třeba, aby se gynekolog dotázal na podrobnou anamnesu ženy. Ženy s nadváhou nebo obézní, ženy u kterých se vyskytuje diabetes v rodině, ženy starší 25 let nebo ženy, které mají uvedeny komplikace v porodnické anamnese mají vyšší riziko diabetu. V této rizikové skupině by měl být test OGTT proveden již v prvním trimestru gravidity. Gravidní ženy odesílá na vyšetření gynekolog. Klienty s podezřením na diabetes odesílá na vyšetření nejčastěji praktický lékař. Samotné provedení OGTT je v těhotenství stejné jako u netěhotných, ale u gravidních se doporučuje stanovení glukosy v séru i 60 min. po zátěži. Diagnostická kritéria u stanovení DM a GDM jsou odlišná.
Příprava před vyšetřením: Již při objednání klienta na vyšetření je třeba ho náležitě poučit. -
Klient se dostaví do laboratoře na sjednaný čas nalačno, nutné je lačnění cca 12 hodin
-
Pít smí pouze neslazené nápoje, doporučována je čistá voda 43
-
Zakázán je alkohol, kofein a nikotin
-
Tři dny před testem je doporučen příjem sacharidů nejméně 150g/den a fyzický klid
Postup testu: OGTT může být třístupňová nebo dvoustupňová. U těhotných žen je preferováno třístupňové provedení. Odebere se vzorek žilní krve nalačno. Stanoví se glukosa v séru. Je-li hodnota glukosy u těhotných pod 5,6 mmol/l a u ostatních pacientů pod pod 7 mmol/l je podána zátěž 75 g glukosy rozpuštěné v 0,25 l vody. Roztok je možné pro zmírnění sladké chuti doplnit o šťávu z poloviny citrónu, aniž by došlo ke zkreslení výsledků. Klienti dodržují klidový režim. Po 120 minutách je odebrán další vzorek žilní krve. U těhotných je doporučen odběr i po 60 minutách.
Princip testu: -
Odebere se krev nalačno.
-
Stanoví se hodnota glukosy v krvi a nepřekračuje-li povolené rozmezí je podána zátěž 75 g glukosy.
-
Po 60 minutách po zátěži se u gravidních odebere další vzorek žilní krve.
-
Po 120 minutách je odebrán poslední vzorek žilní krve.
-
Vyhodnocení výsledků podle diagnostických kritérií a zaslání výsledku lékaři, který test naordinoval.
Pozn.: Princip stanovení glukosy v krvi bude popsán v další části textu.
Výsledek testu: Referenční meze u gestačního diabetu: do 5,6 mmol/l na lačno do 8,8 mmol/l za 60 minut po zátěži do 7,6 mmol/l za 120 minut po zátěži Pro diagnostiku gestačního diabetu musí alespoň jedna z hodnot přesáhnout referenční rozmezí. U těhotných se nerozlišuje prediabetes. Všechny poruchy glukosového metabolismu jsou označovány jako GDM. Je-li u těhotné naměřena hodnota glukosy nalačno nad 5,5 mmol/l OGTT se neprovádí. Pacientce je vyšetřena glykémie nalačno v intervalu několika dní a přesáhne-li opět 5,5 mmol/l je diagnostikován GDM.
44
Referenční meze u porušené glukosové tolerance: mezi 5,6 – 6,9 mmol/l nalačno mezi 7,8 – 11,0 mmol/l 120 minut po zátěži
Referenční meze pro diagnosu diabetu: nad 7,0 mmol/l nalačno nad 11,1 mmol/l 120 minut po zátěži Je-li u pacienta naměřena hodnota glukosy nad 7,0 mmol/l test OGTT se neprovádí.
2.2.2 Stanovení glykémie z kapilární krve
U zdravých lidí hladina glukosy v krvi jen vzácně přesahuje normální rozmezí. Hladina glukosy kolísá během dne v závislosti na příjmu potravy, fyzické námaze, stresu, medikaci a dalších faktorech, které její hladinu ovlivňují. U diabetiků hladina glukosy dosahuje mnohdy výrazně vyšších hodnot, což se projeví zvýšeným rizikem dlouhodobých komplikací. Je však třeba mít na paměti, že diabetici jsou ohroženi nejen hyperglykémií, ale i závažnou hypoglykémií. K výskytu hypoglykémií dochází hlavně v noci. Ke kvantitativnímu stanovení glukosy z kapilární krve používáme v naší laboratoři přístroj Biosen.
Odběr a příprava vzorků: Jako vzorek slouží nejčastěji plná kapilární krev, ale lze použít krev venózní, arteriální, plasmu i sérum. Vzorek je odebírán do 20 µl end-to-end kapiláry, která je uvnitř potažena heparinem. Následně je kapilára vložena do zkumavky s 1ml systémového roztoku. Vzorek je nutné ihned po odběru dobře promíchat, aby nezůstala v kapiláře žádná krev. Systémový roztok se zbarví zhemolyzovanou krví a je naředěn v poměru 1:51. Takto odebraný a připravený vzorek může být přístrojem měřen.
Princip měření: Princip měření glukosy je elektrochemický (amperometrie) v kombinaci se senzorem obsahujícím enzym. Analyt má funkci enzymového substrátu. Vzorek je enzymově převeden na glukonovou kyselinu a pyruvát, za vzniku peroxidu vodíku. Vzniklý peroxid vodíku je oxidován na platinové elektrodě. Protékající proud na elektrodě je přímo úměrný koncentraci glukosy ve vzorku.
45
Kalibrace: Přístroj se kalibruje automaticky pomocí roztoku standardu se známou koncentrací glukosy. Přístroj umožňuje pracovat se třemi kalibračními módy: -
„By starting“ – kalibrace je provedena před každým měřením kontrol i vzorků.
-
„Periodik“ – kalibrace probíhá automaticky každých 60 minut.
-
„Time account“ – přístroj se zkalibruje a měří vzorky přímo po dalších 60 minut. Další spuštění vzorků je s předcházející kalibrací.
K ověření kalibrace a linearity slouží kontrolní set „Set-Lin-Test Glukose/Lactate“, který obsahuje tři hladiny glukosy 2, 7 a 18 mmol/l. Kontrola kvality: Kontrolní vzorky se měří denně po úspěšném provedení kalibrace. Měří se dvě atestované hodnoty:
ReadyCon norm – Glu/Lac
5 mmol/l
ReadyCon path – Glu/Lac
10 mmol/l
Referenční meze: Referenční rozmezí je stejné pro muže i pro ženy a závisí na věku. 0 - 1 měsíc
2,2 – 3,3 mmol/l
1 měsíc – 3 roky
2,8 – 5,0 mmol/l
3 – 15 let
3,3 – 5,5 mmol/l
15 – 100 let
3,3 – 6,1 mmol/l
2.2.3 Stanovení glykémie z žilní krve
Pro kvantitativní stanovení glukosy v séru, plazmě, moči a mozkomíšním moku používáme v naší laboratoři soupravy GLUC, které jsou určeny pro biochemické analyzátory Dimension.
Odběr a příprava vzorků: Pro odběr a uchovávání vzorků se používají běžné postupy. Plasmu nebo sérum je doporučeno oddělit od krevních elementů do 60 minut po odběru.
46
Princip metody: Glukosa přítomná ve vyšetřovaném vzorku je v přítomnosti ATP fosforylována za katalytického působení hexokinasy na glukosa-6-fosfát a ADP. Vlivem glukosa-6fosfátdehydrogenázy
dochází
k
oxidaci
glukosa-6-fosfátu
v přítomnosti
NADP+
na glukonolakton-6-fosfát za současné redukce NADP+ na NADH. Jeden mol NADP+ je redukován na jeden mol NADPH každým přítomným molem glukosy. Měří se změna absorbance bichromatickou technikou při 340 a 383 nm, která je přímo úměrná množství glukosy ve vzorku.
glukosa + ATP → glukosa-6-fosfát + ADP glukosa-6-fosfát + NADP
+
(HK)
→ 6-fosfoglukonolakton + NADH
(G6PD)
Omezení testu: Při změření extrémě vysokých hodnot nad 27.8 mmol/l je třeba přistoupit k manuálnímu naředění pomocí pufrované vody tak, aby byl naměřen výsledek v rozsahu linearity. Do analyzátoru se dle naředění zadá ředící faktor a výsledek bude analyzátorem přepočítán na výslednou koncentraci. Při měření glukosy je třeba dbát na přítomnost níže uvedených interferujících látek. -
Hemoglobin při koncentraci 500 mg/dl (0,31 mmol/l) falešně snižuje výsledky glukosy o 20 mg/dl (1,12 mmol/l) při koncentraci glukosy 131mg/dl (7,27 mmol/l). Tj. stanovení glukosy ovlivňuje silně hemolytické sérum.
-
Bilirubin při koncentraci 20 mg/dl (342 µmol/l) falešně snižuje výsledky glukosy o 12 mg/dl (0,7 mmol/l) při koncentraci glukosy 124 mg/dl (6,9 mmol/l). Tj. stanovení glukosy ovlivňuje ikterické sérum.
-
Triglyceridy při koncentraci 600 mg/dl (6,86 mmol/l) falešně zvyšují výsledky glukosy o 10 mg/dl (0,56 mmol/l) při koncentraci glukosy 129 mg/dl (7,16 mmol/l). Tj. stanovení glukosy ovlivňuje chylosní sérum.
-
Dále stanovení glukosy ovlivňují při zvýšených až velmi vysokých koncentracích některé léky, protisrážlivá činidla, cukry, ethanol, kreatinin, kyselina močová a další látky.
47
Kalibrace: Kalibrace se provádí s každou novou šarží reakční kazety. Jako kalibrační materiál je použit primární standard nebo sekundární kalibrátor. Proměřeny jsou tři hladiny v tripletech.
Kontrolní materiál: Kontrola kvality je prováděna minimálně jednou denně proměřením dvou roztoků o známé koncentraci. Naměřené výsledky musí spadat do rozmezí reprodukovatelnosti v sérii, není-li tomu tak, je třeba podle pokynů Návodu k obsluze analyzátoru Dimension chybu odstranit.
Referenční meze: Referenční interval byl počítán neparametricky a reprezentuje 95 % populace. Referenční populace pro výpočet referenčního intervalu byla tvořena 109 ženami a 108 muži ve věku 20 – 65 let. Referenční rozmezí je stejné pro muže i pro ženy a závisí na věku.
Glukosa sérum:
0 - 1 den
2,2 – 3,3 mmol/l
1den – 3 roky 2,8 – 5,0 mmol/l 3 – 15 let
3,3 – 5,5 mmol/l
15 – 100 let
3,3 – 5,6 mmol/l
Glukosa moč:
0 – 100 let
0,0 – 0,83 mmol/l
Glukosa likvor:
0 – 100 let
2,0 – 4,0 mmol/l
48
Reprodukovatelnost: Materiál
Průměr
Směrodatná odchylka Směrodatná odchylka
mmol/l
mmol/l,
mmol/l,
(%CV) v sérii
(%CV) mezi sériemi
QCS Control serum Assayed Normal
93
0,6, (0,6)
1,5 (1,6)
Abnormal
308
3,3, (1,1)
3,5 (1,1)
Hladina 1
92
0,9, (1,0)
1,7 (1,8)
Hladina 2
253
2,4 (1,0)
8,5 (3,3)
63
0,7 (1,1)
1,3 (2,0)
Gilford Urine Kontrol
Fischer Strachem CSF Control
2.1.4 Stanovení glykovaného hemoglobinu
Glykovaný
hemoglobin
je
produktem
neenzymatické
reakce
mezi
glukosou
a hemoglobinem A1. Vzhledem k tomu, že jsou erytrocyty volně prostupné pro glukosu může glukosa bez přítomnosti enzymů reagovat s hemoglobinem za vzniku tzv. glykovaného hemoglobinu HbA1c. Při této neenzymatické reakci se tvoří nestabilní meziprodukty. Rychlost tvorby meziproduktů je přímo úměrná koncentraci glukosy v krvi. Reakce probíhá velmi pomalu a je reversibilní. Jeden z meziproduktů postupně podléhá ireverzibilnímu přesmyku a vzniká stabilní produkt. Vznik produktu je závislý na koncentraci reaktantů. Z toho plyne, že koncentrace glukosy během životnosti hemoglobinu v erytrocytech, které mají biologický poločas cca 120, je přímo úměrná glykaci hemoglobinu v %. Studie Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) poukázala na návaznost mezi hodnotami při glykemických kontrolách a výskytem dlouhodobých komplikací Diabetes mellitus. Pacienti se zlepšenými glykemickými kontrolami mají výrazně nižší riziko mikrovaskulárních komplikací včetně nefropatie, neuropatie i retinopatie. „Koncentrace glykovaného hemoglobinu odráží hodnoty glykémie v uplynulých 6 - 8 týdnech“ (Racek 2006). Monitorování koncentrace glykovaného hemoglobinu je ideální pro sledování stupně kompenzace diabetu. Metoda stanovení HbA1c je celosvětově standardizována a je navázaná na referenční metodu IFCC. Vzhledem k tomu, že byly 49
výsledky navazující na standardy DCCT i IFCC vyjadřovány v % a u každého ze standardů byly odlišné referenční meze, byly nově zavedeny u IFCC standardů nové jednotky mmol/mol (tj. milimol glykovaného hemoglobinu HbA1c na mol směsi glykovaného hemoglobinu HbA0 a HbA1c). Tato změna přispěla k lepší orientaci při interpretaci hodnot. Hodnoty v mmol/mol a hodnoty v % lze navzájem přepočítat. Některé prameny hovoří o možnosti stanovení HbA1c i při diagnostice diabetu, ale této možnosti se v současné době zatím nevyužívá.
Rozhodovací limity: Diagnóza diabetu větší nebo rovno 48 mmol/mol Porušená glukosová tolerance 39 – 46 mmol/mol Kompenzovaný diabetes menší nebo rovno 53 mmol/mol
Doporučováno je stanovení HbA1c u kompenzovaných diabetiků alespoň jednou za 6 měsíců, u nekompenzovaných diabetiků nebo při změně léčby po 3 měsících. V naší laboratoři stanovujeme HbA1c na biochemickém analyzátoru Dimension. Tento in vitro diagnostický test je určen pro kvantitativní měření procenta HbA1c v plné krvi s protisrážlivým činidlem (EDTA). Analyzátor umožňuje přepočet procent na mmol/mol podle vzorce X mmol/mol = (X % DCCT – 2,152) · 0,09148.
Princip provedení testu: V první fázi je třeba změřit koncentraci celkového hemoglobinu: Do kyvety s lyzačním roztokem je nepipetován vzorek plné krve. Prostřednictvím lyzačního roztoku dojde k lýze erytrocytů z nichž se uvolněný hemoglobin změní na derivát s charakteristickým absorbančním spektrem. Část lyzované plné krve je přenesena do druhé kyvety, ve které je při 405nm a 700nm změřena koncentrace celkového hemoglobinu. Pro lepší orientaci je přiloženo zjednodušené schéma.
Plná krev + lyzační roztok → uvolněný hemoglobin → derivát hemoglobinu (měřen při 405 nm)
Ve druhé fázi je třeba změřit koncentraci hemoglobinu A1c: Hemoglobin HbA1c je měřen ze stejného alikvotu lyzované plné krve, který byl v předchozím kroku přenesen z první kyvety do druhé pro měření celkového hemoglobinu. Ve druhé kyvetě jsou protilátky proti HbA1c v pufrovaném roztoku. Ve vzorku přítomný hemoglobin A1c 50
reaguje s protilátkou anti-HbA1c a vzniká komplex antigen-protilátka. Následně je do kyvety přidán polyhaptenový reagent, který má velké množství epitopů HbA1c. Dojde k reakci volné anti-HbA1c protilátky a polyhaptenu za vzniku nerozpustných komplxů protilátkapolyhapten. Rychlost reakce je měřena turbidimetricky při 340 nm a je nepřímo úměrná koncentraci HbA1c ve vzorku. Blank je měřen při 700 nm.
HbA1c + anti-HbA1c → komplex HbA1c-anti-HbA1c Anti-HbA1c + polyhapten → komplex anti-HbA1c-polyhapten (měřen při 340 nm)
Omezení testu: -
Tento test není určen pro diagnostiku diabetu mellitu.
-
Tento test nenahradí denní testování glykémie a glykosurie.
-
Je-li výsledek testu provázen chybovou hláškou je třeba vzorek manuálně naředit demineralizovanou vodou v poměru 1:1. 1 díl vody a 1 díl promíchané plné krve.
-
Dojde-li k diskrepanci mezi výsledky testu a klinickým stavem pacienta je třeba zjistit příčinu nesrovnalostí. Nejčastější možnou příčinou ovlivňující test je zkrácené přežívání erytrocytů, čímž je zkrácena doba expozice erytrocytů glukose a dochází ke snížení hodnot HbA1c. Nejčastější příčiny zkrácené doby přežívání erytrocytů jsou hemolytická anémie, gravidita, nedávná významná ztráta krve a další. Stanovení HbA1c u pacientů s chronickými krevními ztrátami není validní. Další možnost zkreslení výsledku je u osob s některou z forem hemoglobinopatie. Příkladem jsou osoby se zvýšenou hladinou hemoglobinu F.
Kalibrace: Ke kalibraci jsou použity kalibrátory HbA1c Calibrator levels 2, 3, 4 a 5. Stejné kalibrátory levels 3 a 4 se používají ke kalibraci metody stanovéní hemoglobinu.
Kontrolní materiál: Kontrolní materiál je měřen ve dvou hladinách, normální (level 1) a abnormální (level 2).
Referenční meze: Referenční interval byl vypočítán neparametricky a představuje středních 95 % populace. Ke konfirmaci referenčního materiálu bylo použito 69 pacientských vzorků. 51
Pozn.: Referenční interval se u jednotlivých laboratoří může mírně lišit.
Referenční rozmezí u zdravého člověka: 20 – 42 mmol/mol Referenční rozmezí u kompenzovaného diabetu: 43 – 53 mmol/mol
Reprodukovatelnost:
Materiál
Průměr % HbA1c
% CV v sérii
% CV celková
(mmol/mol) QC L 1
5,6 %, (37,7)
0,5 %
1,3 %
QC L 2
9,1 %, (76,0)
1,1 %
2,6 %
QC L 3
11,4 %, (101,1)
0,7 %
1,8 %
Vzorek plné krve
5,3 %, (34,4)
0,6 %
1,2 %
8,6 %, (70,5)
1,0 %
1,6 %
(EDTA), normal Vzorek plné krve (EDTA), zvýšená
Analytická specifita: V metodě HbA1c jsou používány protilátky měřící všechny varianty glykovaného hemoglobinu na N-koncích β řetězců, které mají identické epitopy s HbA1c. Skupina zahrnuje různé typy hemoglobinu. Při některých typech hemoglobinopatií mohou být výsledky zkreslené. Používané protilátky nevykazují žádné zkřížené reakce s HbA0, HbA1a, HbA1b, acetylovaným Hb, karbamylovaným Hb, glykovaným Hb albuminem a labilním HbA1c. Řetězce HbF nejsou rozpoznány protilátkou anti-HbA1c. U osob s typem hemoglobinu HbF nejsou výsledky přesné a je třeba využít jinou metodu.
Analytická citlivost: Citlivost je definována jako koncentrace dvou směrodatných odchylek nad koncentrací vzorku, který neobsahuje Hb ani HbA1c.
52
2.2.4 Vyšetření moče - průkaz glukosy, ketolátek a bílkoviny v moči
Průkaz glukosy v moči
U zdravých lidí se v moči vyskytuje jen velmi malé nebo žádné množství glukosy, běžnými technikami toto nepatrné množství nelze prokázat. U špatně kompenzovaných diabetiků trpících častými hyperglykémiemi glukosa může přecházet i do moče. Při hodnotách nad 0,8 mmol/l hovoříme o glykosurii. Glykosurie je známkou, že proximální tubuly ledvin již nezvládají resorbovat glukosu z glomerulárního filtrátu a ta přechází do moče. Glykosurie se může objevit i u dobře kompenzovaného diabetika s diabetickým onemocněním ledvin. Průkaz glukosy v moči provádíme v naší laboratoři pomocí diagnostických proužků glukoPhan s dvěma reakčními ploškami pro glukosu a pro ketolátky. Průkaz ketolátek bude probrán dále v textu.
Princip průkazu glukosy: Glukosa je glukosaoxidázou enzymaticky oxidována na glukonolakton a peroxid vodíku. Peroxid vodíku enzymatickým působením peroxidázy indikuje zelené zbarvení reakční plošky. (GOD)
(POD)
Glukosa → glukonolakton + H2O2 → zelené zbarvení Reakce je specifická pro D-glukosu, ostatní cukry nereagují. Test je prováděn v jednorázové plastové zkumavce, aby byla co nejvíce redukována možnost znečištění a tím i falešných výsledků. Výsledky můžou být falešně negativní v případě velkého množství redukujících látek, hlavně kyseliny askorbové. Vyjde-li positivní výsledek je glukosa v moči kvantitativně stanovena na automatickém analyzátoru Dimension. Princip reakce je stejný jako stanovení glukosy v žilní krvi.
53
Průkaz ketolátek v moči
Množství ketolátek v moči je za normálních okolností nepatrné. Ketony se do moče vylučují při vyčerpávající fyzické práci bez odpovídající dodávky energie, při redukčních dietách s nadbytkem proteinů , při hladovění, při nekompenzovaném nebo špatně kompenzovaném diabetu. K průkazu ketonů v moči slouží Legalova reakce, která probíhá na reakční plošce diagnostického proužku.
Princip reakce:
Nitroprusid sodný + acetoacetát + NaOH → fialové zbarvení
Reakce je citlivější na kyselinu acetoctovou, která se při delším stání dekarboxyluje na aceton, na nějž je test méně citlivý. Kyselina β-hydroxymáselná nereaguje. Vznik červeného zbarvení může být způsoben přítomností fenylketonů a ftaleinů, které dávají falešně positivní červenou reakci.
Průkaz bílkoviny v moči
Ztráty bílkovin, hlavně albuminu močí jsou u zdravých lidí velmi nízké. U některých diabetiků dochází postupem času ke zvýšení propustnosti bazální membrány glomerulů a tím k mikroalbuminurii. Včasný záchyt je velmi důležitý, neboť je toto poškození ledvin ještě reverzibilní a lze ho intenzivní terapií léčit a oddálit tím rozvoj diabetického onemocnění ledvin. Průkaz mikroalbuminurie se provádí s diagnostickými proužky. V přítomnosti albuminu dojde ke změně barvy na reakční plošce ze žluté na zelenou. Průkaz pomocí proužku dává specifickou reakci pouze s albuminem. Pro záchyt ostatních typů proteinů je nutné provést test s kyselinou sulfosalicylovou. Je-li ve vzorku přítomna bílkovina tak po nakapání kyseliny vznikne „mléčný“ zákal. Průkaz glukosy, ketolátek i bílkoviny pomocí diagnostických proužků popř. kyseliny sulfosalicylové je semikvantitativní.
54
Závěrem bych se chtěla zmínit o vyšetřeních, které se k diagnostice nebo ke komplikacím diabetu vztahují. Vzhledem k tomu, že se mi nepodařilo shromáždit dostatečné množství vzorků nebo dané vyšetření naše laboratoř neprovádí, nejsou zmiňovány podrobněji.
C-peptid – hladina C peptidu je spolehlivým ukazatelem endogenní sekrece insulinu. První měření probíhá nalačno, druhé 2 hodiny po jídle. U zdravých lidí je po jídle 2 – 3 násobný nárůst. Výrazně snížena je sekrece C-peptidu u DM1. U DM 2 je díky hyperinsulinismu sekrece C-peptidu zpočátku výrazně zvýšená, ale postupem let klesá. U obézních jedinců je sekrece C-peptidu značně zvýšena a klesá po redukci hmotnosti k normálním hodnotám. Výpočet glomerulární filtrace pomocí MDRD rovnice. K výpočtu je třeba enzymatické stanovení sérového kreatininu, který je spolu s dalšími proměnnými jako je věk, pohlaví, rasa, výška a váha dosazen do vzorce. Výhodou je, že není třeba sbírat moč. Výpočtem MDRD je dosaženo relativně spolehlivého odhadu glomerulární filtrace. Jako doplňkové vyšetření je mnohdy stanovován ACR neboli poměr albuminu a kreatininu ve sbírané moči a PCR – poměr proteinu a kreatininu ve sbírané moči. Další možností pro odhad glomerulární filtrace je koncentrace cystatinu-C, který stejně jako rovnice MDRD umožňuje vcelku spolehlivý odhad glomerulární filtrace.
55
2.3
Experimentální část
Předmětem experimentální části práce bylo shrnout výskyt komplikací diabetu v závislosti na laboratorních hodnotách a délce trvání diabetu. Data o výskytu sledovaných mikrovaskulárních komplikací u pacientů byla čerpána ze zdravotní dokumentace. Laboratorní hodnoty byly sledovány po dobu 27 měsíců. Výpočty byly provedeny ze sta náhodně vybraných pacientů, kteří navštívili diabetologickou poradnu MUDr. Mejzlíka mezi 5. 3. – 7. 3. 2013.
Sledovány byly tři parametry vzhledem k výskytu diabetických komplikací: -
Hodnota glykémie nalačno versus výskyt komplikací u diabetu
-
Hodnota glykovaného hemoglobinu versus výskyt komplikací diabetu
-
Délka onemocnění versus výskyt komplikací diabetu.
Ze 100 pacientů se komplikace vyskytují u 53 osob. K výpočtům byla použita vždy průměrná hodnota ranní glykémie popř. glykovaného hemoglobinu.
56
Hodnota glykémie nalačno versus výskyt komplikací diabetu Referenční rozmezí: 3,3 – 5,6 mmol/l
Nefropatie
Retinopatie
Neuropatie
Glykémie
4
4
5
4 – 6 mmol/l
(17,4%)
(17,4%)
(21,7%)
Glykémie
17
10
8
6,1 – 8 mmol/l
(38,6%)
(22,7%)
(18,2%)
Glykémie
12
11
10
8,1 – 10 mmol/l
(50%)
(45,8%)
(41,7%)
Glykémie
6
5
6
10,1 a více
(75%)
(55,6%)
(75%)
Počet pacientů 23
44
24
9
mmol/l
80
počet pacientů [%] [%] počet pacientů [%] počet pacientů
70 80 60 80 70 50 70 60
nefropatie retinopatie nefropatie neuropatie retinopatie nefropatie neuropatie retinopatie neuropatie
40 60 50 30 50 40 20 40 30 10 30 20 200 10
4–6
6,1 – 8
4–6
6,1 – 8
8,1 – 10
10 <
4–6
glykémie [mmol/l] 6,1 –8 8,1 – 10
10 <
10 0 0
8,1 – 10
glykémie [mmol/l]
10 <
glykémie [mmol/l]
Obr.6
Závislost výskytu mikrovaskulárních komplikací diabetu na průměrných hodnotách lačné glykémie.
57
Hodnota glykovaného hemoglobinu versus výskyt komplikací diabetu
Referenční rozmezí u zdravého člověka: 20 – 42 mmol/mol Referenční rozmezí u kompenzovaného diabetu: 43 – 53 mmol/mol
Ze sledovaného vzorku 100 diabetiků mělo hodnoty glykovaného hemoglobinu k dispozici 84 osob.
Nefropatie
Retinopatie
Neuropatie
HbA1c < 53
7
3
4
mmol/mol
(23,3%)
(10%)
(13,3%)
HbA1c
10
7
5
53,1 – 65
(41,7%)
(29,2%)
(20,8%)
HbA1c > 65,1
14
14
15
mmol/mol
(46,7%)
(46,7%)
(50%)
Počet pacientů 30
24
mmol/mol
30
45 40
počet pacientů [%]
35 30 25
nefropatie retinopatie neuropatie
20 15 10 5 0 <53
53,1 – 65
>65
HbA1c [mmol/mol]
Obr.7 Závislost výskytu mikrovaskulárních komplikací diabetu na hodnotách glykovaného hemoglobinu.
58
Délka onemocnění versus výskyt komplikací diabetu
Nefropatie
Retinopatie
Neuropatie
Počet pacientů
0 – 5 let
4
(14,8%)
2
(7,4%)
2
(7,4%)
27
6 – 10 let
16
(48,5%)
8
(24,3%)
13
(39,4%)
33
11 – 15 let
6
(46,2%)
7
(53,8%)
4
(30,8%)
13
16 – 20 let
7
(50%)
6
(42,9%)
5
(35,7%)
14
21 – 25 let
4
(57,1%)
3
(42,9%)
3
(42,9%)
7
26 let a více
3
(50%)
3
(50%)
2
(33,3%)
6
60
počet pacientů [%]
50 40
nefropatie retinopatie neuropatie
30 20 10 0 0–5
6 – 10
11– 15
16 – 20
21 – 25
délka onemocnění DM II [roky]
Obr.8 Závislost výskytu mikrovaskulárních komplikací diabetu na délce trvání onemocnění.
59
Závěr Potvrdilo se, že správná kompenzace diabetu je pro výskyt diabetických komplikací klíčová. Výskyt komplikací u správně kompenzovaného diabetika je výrazně nižší než při špatné kompenzaci. Při průměrných hodnotách ranních glykémií mezi 4 - 6 mmol/l se výskyt komplikací pohybuje okolo 20%. U glykémií mezi 8 – 10 je některá z komplikací přítomná téměř u 50% nemocných a spolu se zvyšováním průměru ranních glykémií roste i procento komplikací téměř lineárně. Hodnoty glykovaného hemoglobinu odrážejí hodnoty glykémií, tím pádem i výskyt komplikací je velmi podobný. Zajímavostí je, že výskyt nefropatií skokově narůstá kolem hodnot glykovaného hemoglobinu 53 mmol/mol, kdežto nárůst výskytu retinopatie a neuropatie má lineární charakter. Co se týče délky diabetu se zdá, že výskyt komplikací je nejnižší v prvních pěti letech trvání nemoci a pak se procento komplikací výrazně zvyšuje. Nejčastější komplikací je nefropatie. Po 11 letech diabetu se výrazně zvyšuje počet pacientů trpících retinopatií. U diabetiků u nichž diabetes trvá déle než 11 let je výskyt nefropatie a retinopatie téměř shodný a výskyt sledovaných komplikací již výrazně nenarůstá. Vysoké procento komplikací u sledovaných pacientů je způsobeno tím, že v péči diabetologické ambulance jsou pacienti s různými komplikacemi s nutností farmakoterapie, kdežto nekomplikovaní diabetici, kompenzováni pouze režimovými opatřeními, bývají často pouze v péči svého praktického lékaře. Soubor 100 osob je poměrně malý a pro přesnější závěry by bylo vhodné sledovat laboratorní hodnoty většího souboru pacientů a nejlépe po celou délku onemocnění. Vzhledem k tomu, že někteří pacienti trpí diabetem i více než dvě desetiletí to bohužel nebylo možné.
60
Seznam literatury a použitých zdrojů Ledvina Miroslav, Stoklasová Alena, Cerman Jaroslav, Karolinum, Karlova universita, 2004, Biochemie pro studující medicíny 1. a 2. díl, vydání první, ISBN 80-246-0851-0
Svačina Štěpán, Triton, 2010, Diabetologie, ISBN 978-80-7387-348-6
Rybka Jaroslav, Grada Publishing, a.s. 2007, Diabetes mellitus – komplikace a přidružená onemocnění (Diagnostické léčebné postupy), ISBN 978-80-247-1671-8
Edelsberger Tomáš, Maxdorf, 2009, Encyklopedie pro diabetiky, ISBN 978-80-7345-189-9
Racek J. a kol., Galén, 2006, 2. přepracované vydání, Klinická biochemie, ISBN 80-7262-324-9
Dastych Milan, Breinek Petr a kolektiv autorů, Masarykova univerzita, 2011, 2. přepracované vydání, Klinická biochemie, ISBN 978-80-87192-18-4
Dostál Jiří, Paulová Hana, Slanina Jiří, Táborská Eva, Masarykova univerzita, 2005, 1. dotisk, 1. vydání, Biochemie pro bakaláře, ISBN 80-210-3232-4
Česká společnost klinické biochemie (www.cskb.cz)
Česká diabetologická společnost (www.diab.cz)
SOP – Sekce B – Glukóza, OKB, nemocnice Boskovice s.r.o., 2007
SOP – Sekce B – Glykovaný hemoglobin, OKB, nemocnice Boskovice s.r.o., 2007
http://cs.wikipedia.org/wiki/Inzulin
http://cs.wikipedia.org/wiki/Glukagon
Řehák Jiří, Diagnostika a léčba očních komplikací (www. Diagnostika očních komplikací) 61
http://zdravi.e15.cz/clanek/postgradualni-medicina-priloha/gestacni-diabetes-mellitus-467163
62
