Cukor anyagcsere laboratóriumi vizsgálata
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.
Diabetes Mellitus csoportosítása 1. 1-s típusú diabetes: autoimmun eredet 2. 2-s típusú diabetes: relatív inzulinhiány (inzulin rezisztencia) 3. Egyéb
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 15-30-szoros
Probléma: 2-es típusú diabetes mellitus SZŰRÉS
Megjegyzés: Átváltás mg/dl-mmol/l: mg/dl = 18 mmol/l Átváltás mmol/l-mg/dl: mmol/l = mg/dl / 18
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
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).
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
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.
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)
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
KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK INZULIN Referencia tartomány: éhomi állapotban 18-170 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.
Kiegészítő vizsgálat HOMA-INDEX számítása (homeostasis model assessment) Éhomi INZULIN * éhomi GLÜKÓZ Referencia tartomány: <4.4 Magas értékek: inzulin rezisztenciát jelez
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.
Genetikai vizsgálatok HLA-DR3 (30%) HLA-DR4 (95%) hisztokompatibilitási gének. ((nem diabéteszes populáció: 40%))
KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK Egyéb hormonok Glukagon, IGF, adrenalin, növekedési hormon, tiroxin, szomatosztatin
NINCS SPECIFIKUS LABORVIZSGÁLAT A SZÖVŐDMÉNYEK KIMUTATÁSÁRA: Mikroalbuminuria 30 300 mg/nap; ebben az időszakban terápiásan befolyásolható!!!
LABORATÓRIUMI HÁTTÉR NÉLKÜL NEM SZABAD KEZELNI Vércukor, vér ph, vérgáz, elektrolitok
KETONANYAGOK Referencia tartomány: szérumban 20-40 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.
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
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
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
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 2007- 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, 2007. május 4.)
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.
Új referencia tartomány és célérték Referencia tartomány régi új 4.0-6.0% 20-42 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
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, 2 700 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: 1473-1478 2. David B. Sacks. Translating Hemoglobin A1c into Average Blood Glucose: Implications for Clinical Chemistry Clin Chem 2008; 54:1756-1758.
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
Fontos 1%-os Hb A1c emelkedés: 18%-kal nő a kardiovaszkuláris események és 28%-kal a perifériás verőérbetegség gyakorisága Szoros vércukorkontroll!!! Hgb A1c <7%
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
Rövidebb távú anyagcsere állapot FRUKTÓZAMIN Referencia tartomány: 200-285 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.
Az emberi szervezet Kb. 6 x 10 14 sejtet tartalmaz. (100000-szerese a Föld jelenlegi lakosságának). EGy sejt 4 x 10 11 molekulát tartalmaz. Több tízezernyi fehérjét és metabolitot.
Metabolikus betegségek: a pathomechanizmus Kettős probléma: (1) a blokk előtti metabolitok felszaporodnak (és toxikussá válnak) (2) a végtermék szintje csökken
Veleszületett anyagcsere-betegségek Általában öröklött autoszomális recesszív Fiatal korban Esetek egy részében diétával kezelhető Vérmintából diagnosztizálható (kóros metabolitszintek!!!) szűrőprogramok
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.
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
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
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
Tömegspektrometriásan vizsgálható minták Megfelelő mintaelőkészítéssel lényegében tetszőleges minta vizsgálható Minta elpárologtatás extrakció oldószercsere szűrés gázkromatográfia származékképzés folyadékkromatográfia elektroforézis... MS
Tömespektrométer Ionforrás Analizátor Detektor
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.
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
100 % Ala d 4 -Ala Leu d 3 -Leu Phe d 5 -Phe Tyr Egészséges d 6 -Tyr Met d 3 -Met 0 100 Phe PKU % 0 m/z 140 160 180 200 220 240 260 280
100 % C 2 carnitine C 3 carnitine egészséges C 16 carnitine 0 100 C 8 carnitine MCAD hiány % C 6 carnitine C 10:1 carnitine 0 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 m/z
Zsíranyagcsere-zavarok Szabad koleszterin Foszfolipid Triglicerid Apolipoprotein Koleszterin-észter
Structure of lipoproteins = apoprotein + lipid
HDL & LDL
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
Secundaer hyperlipoproteinaemia: diabetes mellitus metabolikus szindróma Köszvény Elhízás hypothyreosis terhesség ösztrogén, szteroidszedés nephrosis szindróma alkoholizmus gyógyszermellékhatás obstruktív májbetegségek
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!!!
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
Koleszterin 25-40% szabad formában 60-75% észterifikált telítetlen zsírsavakkal Együttesen: össz koleszterinszint Kizárólag apolipoproteinekkel együtt kering Minta: szérum vagy plazma
Koleszterin koleszterin észter + szabad koleszterin Koleszterol eszteráz szabad koleszterin + szabad zsírsavak Koleszterol oxidáz kolesztenon + H2O2 H2O2: színes terméket képez fenollal és 4-aminoantipirinnel
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)
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.
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
METABOLIKUS SZINDRÓMA Magas vérnyomás Hypertriglyceridemia Alacsony HDL-koleszterin Elhízás Csökkent glükóztolerancia Microalbuminuria (WHO) (számos bizonytalanság, pontatlanság)
Metabolikus szindrómához gyakran társul: Csökkent glükóztolerancia Aterogén dyslipidemia Endotél diszfunkció Protrombotikus állapot Hemodinamikai elváltozások Proinflammatorikus állapot Fokozott tesztoszterontermelés az ovariumban Alvási légzészavar
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