Cukor anyagcsere laboratóriumi vizsgálata

Átírás

1 Cukor anyagcsere laboratóriumi vizsgálata

2 Cukoranyagcsere zavarai Hipoglikémia (2,5 mmol/l alatt) Endokrin betegségek (mellékvese, hipofízis elégtelenség izolált ACTH, vagy GH hiány), glikogéntárolási betegségek, inzulinóma, alkohol, májbetegségek (cirrózis), szepszis, éhezés, urémia, gyógyszer indukált (inzulin, szulfanilurea) hipoglikémia, preanalitikai hiba (vvs masszán maradt plazma vagy szérum analízise). Hiperglikémia (10 mmol/l felett) Diabétesz, hipertireózis, kortizol, GH, glukagon túltermelés, Dömping-szindróma, stressz.

3 Diabetes Mellitus csoportosítása 1. 1-s típusú diabetes: autoimmun eredet 2. 2-s típusú diabetes: relatív inzulinhiány (inzulin rezisztencia) 3. Egyéb

4 A világon a 2-es típusú betegek száma drámaian növekszik (WHO) 1994-ben mintegy 100 millió 2010-ben több mint 250 millió 2030-ban pedig 350 millió cukorbeteg lesz a földön, (90-95 %-uk 2. típusú) Cukorbetegség okozza a végstádiumú veseelégtelenség mintegy felét a felnőttkorban kialakuló vakság több mint 50 %-át a stroke kialakulásának kockázata 3-szoros a myocardiális infarctusé 3-5-szörös, a perifériás obliteratív artériás betegség (végtag amputáció) kockázata szoros

5 Probléma: 2-es típusú diabetes mellitus SZŰRÉS

6 Megjegyzés: Átváltás mg/dl-mmol/l: mg/dl = 18 mmol/l Átváltás mmol/l-mg/dl: mmol/l = mg/dl / 18

7

8

9 OGTT-t befolyásolhatja ezen kívül: dohányzás, szorongás, koffein, időpont, intolerancia a nagy mennyiségű cukorral szemben Intravénás GTT 0,5 g/ttkg (max. 35g), 250g/l-es oldatban, 3 perc alatt IV 10 percenként mintavétel 1 órán át

10

11 Glükózszint meghatározása Glükóz oxidáz módszer: Alfa-D-glükóz Béta-D-glükóz +H2O2 + O2 glükóz oxidáz Béta-D-glükóz Glukonsav + H2O2 Redukált kromogén (színtelen) +H2O2 peroxidáz Oxidált kromogén (színes) + 2 H2O CAVE: redukáló hatású környezetben megbízhatatlan. C-VITAMIN 50%-KAL IS CSÖKKENTHETI AZ ÉRTÉKET A hidrogénperoxidot amperometrikusan is mérhetik. Gyors glükóz teszt (glukométer).

12 Glükózszint meghatározása Hexokináz módszer (referencia módszer): D-glükóz Hexokináz +Mg D-glükóz-6 foszfát +ADP D-glükóz-6 foszfát + NADP G-6-PD 6-foszfoglukonát +NADPH + H CAVE: EDTA-s plazma nem használható

13 Fontos: Teljes vér: Kapilláris glükózszint 5-10%-kal alacsonyabb az artériásnál, magasabb a vénásnál Vénás plazma: megegyezik a kapilláris teljes vér glükózszintjével Kapilláris vér: ujjbegyet előtte fel kell melegíteni Stabilizátor kérdése (glikolízis-enzimek gátlása): nátrium fluorid vagy maleinimid.

14 Vizelet glükózszint Glükóz redukáló tulajdonságán alapuló módszerek (redukál még: húgysav, fruktóz, laktóz, ketontest, szulfonamid, cisztein, kreatinin, szalicilsav etc.) Glükóz-oxidáz módszer (álpozitív: hipo, lejárt teszt álnegatív: C-vitamin, antibiotikum, szalicilsav, ketontest)

15 KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK C-peptid Referencia tartomány: 0,3-1,4 nmol/l (0,8-4,2 ng/ml). proinzulin molekula a szekréció előtt elhasad inzulinra és C-peptidre. C-peptid az inzulinnal azonos mennyiségben jut ki a plazmában. Jelzi a pankreász endogén inzulintermelését. Mérése: szigetsejtes daganatok diagnosztizálása, pre-diabétesz, hipoglikémia kivizsgálása, endogén inzulintermelés. Emelkedett a C-peptid szint: inzulinóma, 2-es típusú diabétesz, veseelégtelenség Csökkent értékek: 1-es típusú diabétesz

16 KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK INZULIN Referencia tartomány: éhomi állapotban pmol/l (2,6-25 mu/l). Diabétesz mellitusz klasszifikációja / predikciója Béta-sejt aktivitás kimutatása Emelkedett értékek: inzulinóma, nezidioblasztózis, policisztás ovárium szindróma, inzulin rezisztencia, II. típusú diabétesz, exogen inzulin bevitel, szulfanilurea kezelés esetén. Csökkent értékek: I. típusú diabétesz esetén.

17 Kiegészítő vizsgálat HOMA-INDEX számítása (homeostasis model assessment) Éhomi INZULIN * éhomi GLÜKÓZ Referencia tartomány: <4.4 Magas értékek: inzulin rezisztenciát jelez

18 KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK AUTOANTITESTEK Veszélyeztetett egyének kimutatására T1DM: 75-85%+ (egyébként: 0,5%) Islet cell autoantibodies: ICA Glutamátsav dekarboxiláz autoantitest: GADA Tirozin-foszfatáz IA-2 autoantitest: IA-2A Inzulin autoantitestek: IAA Kimutatás: szövetkivonatokon, immunoassayvel.

19 Genetikai vizsgálatok HLA-DR3 (30%) HLA-DR4 (95%) hisztokompatibilitási gének. ((nem diabéteszes populáció: 40%))

20 KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK Egyéb hormonok Glukagon, IGF, adrenalin, növekedési hormon, tiroxin, szomatosztatin

21 NINCS SPECIFIKUS LABORVIZSGÁLAT A SZÖVŐDMÉNYEK KIMUTATÁSÁRA: Mikroalbuminuria mg/nap; ebben az időszakban terápiásan befolyásolható!!!

22 LABORATÓRIUMI HÁTTÉR NÉLKÜL NEM SZABAD KEZELNI Vércukor, vér ph, vérgáz, elektrolitok

23

24 KETONANYAGOK Referencia tartomány: szérumban µmol/l (0,2-0,4 mg/dl) β-hidroxi-vajsav, acetecetsav és aceton. Normális körülmények között: perifériás szövetek az acetacetátot és a β-hidroxi-butirátot gyorsan felveszik és eloxidálják. Az aceton az acetacetátból keletkezik dekarboxilációval. Éhezéskor, vagy a szénhidrát- és lipid-anyagcsere zavaraiban: 3-5 mmol/l, fokozódik az ürítésük a vizelettel. A gyakorlat számára elégséges a szemikvantitatív vizsgálat. Vizelet tesztcsíkok: nitroprusszid-nátriummal az acetecetsav és az aceton ibolyaszínű komplexet képez.

25 HbA1c mérés: a hosszú távú anyagcsere-mutató A vércukorszint otthoni önellenőrzése hatékony, az éhomi és posztprandiális plazma glukóz nélkülözhetetlen a diagnózisban, gondozásban A terápia hosszú távú sikerességének ellenőrzéséhez HbA1c mérés is szükséges (megbízható módon jelzi az elmúlt 2-3 hónap vércukorszint-értékeit) Az A1c mérése jelenleg a legmegbízhatóbb módja annak, hogy a kezelőorvos eldöntse, megfelelő volt-e az eddigi kezelés, mennyire tartotta be a beteg a javasolt terápiát, és változtasson-e az előírt gyógyszereken

26 Ha több a glukóz, akkor több lesz a HbA1c HbA1c a vörösvértestek egész élettartamában jelen van. Így jól tükrözi a megelőző 2-3 hónap vércukorszintjét

27 HbA1c mérési módszerek: HPLC, elektroforézis, affinitáskromatográfia, immunoassay Leggyakrabban használt: 1.HPLC 2.Immunoassay (közel 30 féle teszt) A tesztek egy része ma is NGSP (National Glycohemoglobin Standardization Program) szerint glikált hemoglobin keveréket használ (egy jól definiált analit helyett) a referens metodika kalibrálásakor

28 IFCC standardizáció IFCC ( International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine) a standardizáció megoldására: Referens mérési módszert dolgozott ki egy tisztított elsődleges kalibrátorral ( β-n1-deoxifructosyl-hemoglobin ) Ez az elsődleges referens anyag, mely a reagens gyártó cégek számára fontos től az IRMM (Institute for Reference Materials and Measurements)- nél beszerezhető Az új referencia-módszer a HbA1c-tesztek standardizálására alkalmas és nem használható a klinikai laboratóriumokban a HbA1c-érték mérésére Referens laboratóriumokat hozott létre világszerte Nemzetközileg ( ADA, EASD, IFCC és IDF)elfogadtatták az IFCC referens mérési módszert, továbbá megállapodtak a használandó mértékegységekben (Milánó, május 4.)

29 Eredményközlés A HbA1c eredményeket mindenütt IFCC egységben (mmol HbA1c /mol HbA 0 ) és az ebből számított NGSP egységben (%), melyet az IFCC-NGSP egyenlettel (NGSP% = [0,0915 * IFCC mmol/mol]+ 2,15) kapunk, kell közölni 2011-től már csak olyan eszköz (reagens) hozható forgalomba, amely teljesíti ezt a kritériumot.

30 Új referencia tartomány és célérték Referencia tartomány régi új % mmol/mol Terápiás célérték DCCT IFCC 4.0% = 20 mmol/mol 5.0% = 31 mmol/mol 6.0% = 42 mmol/mol 7.0% = 53 mmol/mol 8.0% = 64 mmol/mol 9.0% = 75 mmol/mol régi új 7.0% 53 mmol/mol Kilpatrick's Kludge Ann Clin Biochem 2009; 46 (1) 84-5

31 A HbA1c-ből számított átlagos glukóz koncentráció ADAG (A1c derived average glucose) vagy eag (estimated average glucose) Konszenzus szerint: Miután befejeződik az Average Plasma Glucose Study elnevezésű klinikai vizsgálat, és megfelelő eredménnyel zárul, a leleten fel kell tüntetni a HbA1c-ből számított átlagos glukóz koncentrációt is 2008-ban 3 hónapig tartó, vércukor mérési eredmény analízisén alapuló számítási képlet ajánlás jelent meg az eag (estimated average glucose) kiszámítására (R2=0,84, P<0,0001). eag mmol/l= 1,59 x HbA1c%-2,59 ; (eag mg/dl= 28,7 x HbA1c%-46,7) A lineáris regressziós összefüggés nem mutatott szignifikáns különbséget kor, nem, diabétesz típusa és etnikum, valamint dohányzási státus szerint 1. ADAG Study Group Translating the A1c assay into estimated average glucose values Diab Care 2008; 31: David B. Sacks. Translating Hemoglobin A1c into Average Blood Glucose: Implications for Clinical Chemistry Clin Chem 2008; 54:

32 Az eag segítheti a HbA1c értelmezését a klinikus és a beteg számára A betegek számára fontos: az eag érték egy adott időszakot átfogó számított átlag vércukor érték, és nem azonos az általuk önellenőrzéskor mért értékekkel

33 Fontos 1%-os Hb A1c emelkedés: 18%-kal nő a kardiovaszkuláris események és 28%-kal a perifériás verőérbetegség gyakorisága Szoros vércukorkontroll!!! Hgb A1c <7%

34 Problémák a HbA1c méréssel: A hemoglobin mennyiségi rendellenessége vörösvérsejtek kóros szétesése lerövidül a vörösvérsejtek élettartama alacsonyabb lehet a hemoglobin A1C szint vörösvértest-élettartam meghosszabbodik (pl. vashiányos vérszegénységben) magasabb hemoglobin A1C szint mérhető A hemoglobin minőségi rendellenessége Kóros szerkezetű hemoglobin hemoglobinopátia esetén (Hgb F,Hgb C) félrevezetően alacsony lehet a hemoglobin A1C Zavaró tényező a súlyos vese és májbetegség is

35 Rövidebb távú anyagcsere állapot FRUKTÓZAMIN Referencia tartomány: µmol/l. A glükóz és albumin kapcsolódásakor egy fehérje-ketoamin típusú kötés jön létre: ez a fruktózamin. Mértékegysége azt fejezi ki, hogy hány µmol glükóz kötődik albuminhoz egy liter szérumban. Rövidebb felezési idő, elmúlt két-három hétben a vércukor-értékek jellemzésére Akkor is használható, amikor a HbA1c szint nem értékelhető.

36

37 Az emberi szervezet Kb. 6 x sejtet tartalmaz. ( szerese a Föld jelenlegi lakosságának). EGy sejt 4 x molekulát tartalmaz. Több tízezernyi fehérjét és metabolitot.

38 Metabolikus betegségek: a pathomechanizmus Kettős probléma: (1) a blokk előtti metabolitok felszaporodnak (és toxikussá válnak) (2) a végtermék szintje csökken

39 Veleszületett anyagcsere-betegségek Általában öröklött autoszomális recesszív Fiatal korban Esetek egy részében diétával kezelhető Vérmintából diagnosztizálható (kóros metabolitszintek!!!) szűrőprogramok

40 Metabolitok a szervezetben Több ezernyi eltérő struktúrájú, különböző osztályba tartozó Koncentráció: 10 9 tartományban mozog Méret: 10 6 tartományban mozog Eloszlás szövetenként változó Vér és vizelet csak áttétesen jelzi a szöveti viszonyokat Különböző technikai igények.

41 A tömegspektrometria Anyag Molekula molekulatömeg - m Ionizáció (elektron/proton absztrakciója vagy addíciója) Ion molekulatömeg m töltés z Tömegspektrometria Ionok elválasztása és detektálása m/z értékek szerint

42 Tömegspektrométer működése m 2 Tömeganalízis Detektálás Spektrum m 1 t 1 m 3 z 3 m 1 z 1 I m 1 /z 1 m 3 Ionizáció t 2 m 2 z 2 m 1 z 1 m/z m 2 z 2 m 2 z 2 I m 2 /z 2 m 1 z 1 m 3 z 3 m/z t 3 m 1 z 1 m 3 z 3 m 3 z 3 I m 3 /z 3 m 2 z 2 m/z

43 Tandem tömegspektrometria Első tömeganalízis Fragmentáció Második tömeganalízis m 3 z 3 m 11 z 11 m 11 z 11 m 1 z 1 m 12 z 12 m 12 z 12 m 2 z 2 m 13 z 13 m 13 z 13 A fragmentáció során keletkezett fragmens ionok m/z eloszlása szerkezeti információt hordoz, valamint alkalmas a vegyületek azonosítására is. Molekulaszerkezet felderítése Kvalitatív ill. kvantitatív analitika

44 Tömegspektrometriásan vizsgálható minták Megfelelő mintaelőkészítéssel lényegében tetszőleges minta vizsgálható Minta elpárologtatás extrakció oldószercsere szűrés gázkromatográfia származékképzés folyadékkromatográfia elektroforézis... MS

45

46 Tömespektrométer Ionforrás Analizátor Detektor

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56 A kiterjesztett újszülöttkori szűrővizsgálattal felismerhető kórképek Aminósav anyagcsere zavarok: Fenilketonuria Jávorfaszörp betegség Tirozinémia I, II típus Citrullinémia I (argininoszukcinát szintáz hiány, ASS) Arginoszukcinát aciduria (arginoszukcinát liáz hiány, ASL) Homocisztinuria Zsírsav oxidációs zavarok: Rövid-láncú acil-coa dehidrogenáz hiány (SCAD) Közép-láncú acil-coa dehidrogenáz hiány (MCAD) Hosszú-láncú hidroxi-acil-coa dehidrogenáz hiány (LCHAD a, b) Nagyon hosszú-láncú acil-coa dehidrogenáz hiány (VLCAD) Multiplex acil-coa dehydrogenáz hiány (MADD, v. GA II) Karnitin-palmitoil tanszferáz hiány (CPT-I, CPT-II) Karnitin transzport zavara (CT) Organikus savak metabolizmusának zavarai: Béta-ketotioláz hiány Glutársav acidémia, 1 típus (GA-I) Isovaleriánsav acidémia (IVA) Metilmalonsav acidémia (MMA) Propionsav acidémia (PA) 3-Hidroxi-3-metilglutaril-CoA liáz hiány (HMG) 3-Metilkrotonil CoA karboxiláz hiány (MCC) Multiplex karboxiláz hiány (MCD) Endokrin és egyéb anyagcsere zavarok: Hipotireózis Galaktozémia Biotinidáz hiány Diéta, szubsztitúció révén sok esetben megelőzhető a súlyos károsodás.

57 Csecsemőkori szűrővizsgálatok: laboratóriumi módszerek Történelmi múlt: Guthrie-teszt (aminosav-hiányos táptalajok alkalmazása) ELISA (3 kórkép) Jelenleg: tömegspektrometria (23 kórkép) minta + _ ionizer MS detector KÉSŐBBI ÉLETKORBAN IS LEHET KÉRNI VIZSGÁLATOT

58 100 % Ala d 4 -Ala Leu d 3 -Leu Phe d 5 -Phe Tyr Egészséges d 6 -Tyr Met d 3 -Met Phe PKU % 0 m/z

59 100 % C 2 carnitine C 3 carnitine egészséges C 16 carnitine C 8 carnitine MCAD hiány % C 6 carnitine C 10:1 carnitine m/z

60

61

62

63 Zsíranyagcsere-zavarok Szabad koleszterin Foszfolipid Triglicerid Apolipoprotein Koleszterin-észter

64

65 Structure of lipoproteins = apoprotein + lipid

66 HDL & LDL

67 Friedrichsen-féle felosztás (primer hiperlipidémiák) Fenotipus Chol Tg Chy VLDL IDL LDL Genetikai ok I alacsony LpL hiány, ApoC-II hiány IIa ++ normális normális ++ Familiáris hyperchol IIb Normális vagy + ++ Familiáris kombinált hyperlipemia III alacsony Familiáris III típusú hyperlipemia IV normális Familiáris kombinált HPL Familiáris hypertg. V alacsony Familiáris hypertg ApoC-II hiány

68 Secundaer hyperlipoproteinaemia: diabetes mellitus metabolikus szindróma Köszvény Elhízás hypothyreosis terhesség ösztrogén, szteroidszedés nephrosis szindróma alkoholizmus gyógyszermellékhatás obstruktív májbetegségek

69 Döntően 4 paraméter: Paraméter Normális Határérték Kóros Össz-koleszterinszint (mmol/l) Össz koleszterin HDL-koleszterin (LDL-koleszterin) Triglicerid 5,2 alatt 5,2-6,2 6,2 fölött LDL koleszterin (mmol/l) 3,4 alatt 3,4-4,2 4,2 fölött HDL koleszterin (mmol/l) 1,6 felett 1 1,6 1 alatt Trigliceridszint (mmol/l) 0,9 alatt 0,9-1,42 1,42 fölött MINDIG AZ EGYÉB KOCKÁZATI TÉNYEZŐKKEL EGYÜTT KELL ÉRTÉKELNI!!!

70 Kockázat alapján változik: Kockázati kategória Célérték LDL-koleszterin Összkoleszterin I. ISZB és ISZB ekvivalensek, Kockázat >20% 2,6 4,0 II. 2 vagy több rizikófaktor, kockázat < 20% 3,4 5,2 III. 0-1 kockázati tényező 4,1 6,5

71 Koleszterin 25-40% szabad formában 60-75% észterifikált telítetlen zsírsavakkal Együttesen: össz koleszterinszint Kizárólag apolipoproteinekkel együtt kering Minta: szérum vagy plazma

72 Koleszterin koleszterin észter + szabad koleszterin Koleszterol eszteráz szabad koleszterin + szabad zsírsavak Koleszterol oxidáz kolesztenon + H2O2 H2O2: színes terméket képez fenollal és 4-aminoantipirinnel

73 Fontos 3 perces vénás kompresszió emeli a koleszterinszintet 10%-kal Állásban emelkedik 5%-os napi ingadozás Metodikát zavarja: Hemoglobin, bilirubin (extrém magas érték), aszkorbinsav (extrém magas dózis)

74 Trigliceridszint mérés Lipázzal / eszterázzal történő kezelést követően szabad glicerol mérése Számos módszer Fontos: Az érték nő, ha tartósan komprimálják a vénát Alvadékos mintán hosszú ideig tárolás. Szabad glicerin is van a mintában. Magas szabad hemoglobinszint; aszkorbinszint: tévesen alacsonyabb trigliceridszint.

75 Mikor kell koleszterin / triglicerid szintet mérni? Az ajánlások alapján minden embernek 40 éves kora előtt önállóan, vagy egyéb okból történő orvosi vizsgálat kapcsán, meg kéne mérni a szérum LDL-koleszterin és - ha mód van rá - a szérum triglicerid, és HDL-koleszterin szintjét. Minden olyan egyén szérum összkoleszterin, triglycerid és HDL-koleszterin szintjét meg kell határozni aki: - ismert rizikófaktorral rendelkezik ( pl. diabetes, hypertónia) - anamnézisében kardiovaszkuláris betegség szerepel - kardiovaszkuláris betegségek halmozódtak családjában (55 évnél fiatalabb férfi, illetve 65 évnél fiatalabb nő: elsőfokú rokon myocardialis infarktusa vagy hirtelen halála) - xanthelasmája (vagy elsőfokú rokonának xanthelasmája) van, illetve 50 év alatt arcus corneaeja van - lipaemiás a savója (ekkor a triglyceridet feltétlenül meg kell határozni) - elhízott

76 METABOLIKUS SZINDRÓMA Magas vérnyomás Hypertriglyceridemia Alacsony HDL-koleszterin Elhízás Csökkent glükóztolerancia Microalbuminuria (WHO) (számos bizonytalanság, pontatlanság)

77 Metabolikus szindrómához gyakran társul: Csökkent glükóztolerancia Aterogén dyslipidemia Endotél diszfunkció Protrombotikus állapot Hemodinamikai elváltozások Proinflammatorikus állapot Fokozott tesztoszterontermelés az ovariumban Alvási légzészavar

78 Metabolikus szindrómához gyakran társuló betegségek: diabetes hypertonia polycystas ovarium szindróma (PCOS) nem alkoholos zsírmáj alvási apnoe cardiovascularis betegség (MI, PVD, Stroke) rák (emlő, prosztata, colorectalis, máj) Fentiek diagnosztizálásához: laborvizsgálatok