Глюкоза крови, мочи, ликвора

Материал из Новая медицинская энциклопедии

Глюкоза в крови строго контролируется

Контроль концентрации глюкозы в крови осуществляется нервными влияниями и гормонами.

Нервная регуляция

Нервная регуляция концентрации глюкозы в крови выражается в положительном влиянии n.vagus на секрецию инсулина и тормозящем влиянии на этот процесс симпатической иннервации. Кроме этого, выделение адреналина в кровь подвержено симпатическим влияниям.

Гормональная регуляция

Основными факторами гормональной регуляции являются глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, соматотропный гормон с одной стороны, и инсулин с другой. Все гормоны, кроме инсулина, влияя на печень, увеличивают гликемию.

Инсулин является единственным гормоном организма, действие которого нацелено на снижение уровня глюкозы крови. При его влиянии глюкозу усиленно поглощают мышцы и жировая ткань.

Уменьшение концентрации глюкозы в крови инсулином достигается следующими путями:

  • переход глюкозы в клетки — активация белков-транспортеров ГлюТ 4 на цитоплазматической мембране,
  • вовлечение глюкозы в гликолиз — повышение синтеза глюкокиназы — фермента, получившего название «ловушка для глюкозы», стимуляция синтеза других ключевых ферментов гликолиза — фосфофруктокиназы, пируваткиназы,
  • увеличение синтеза гликогена — активация гликогенсинтазы и стимуляция ее синтеза, что облегчает превращение излишков глюкозы в гликоген,
  • активация пентозофосфатного пути — индукция синтеза глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы,
  • усиление липогенеза — вовлечение глюкозы в синтез триацилглицеролов или фосфолипидов.

Многие ткани совершенно нечувствительны к действию инсулина, их называют инсулиннезависимыми. К ним относятся нервная ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек, эндотелиоциты, семенники и эритроциты.

Глюкагон повышает содержание глюкозы крови:

  • увеличивая мобилизацию гликогена через активацию гликогенфосфорилазы,
  • стимулируя глюконеогенез — повышение работы ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.

Адреналин вызывает гипергликемию:

  • активируя мобилизацию гликогена — стимуляция гликогенфосфорилазы,

Глюкокортикоиды повышают глюкозу крови

  • за счет подавления перехода глюкозы в клетку,
  • стимулируя глюконеогенез — увеличивают синтез ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.

В таблице кратко сформулированы основные аспекты гормональных влияний:

Снижение глюкозы крови Повышение глюкозы крови
Инсулин:
  • Повышение ГлюТ 4-зависимого транспорта глюкозы в клетки;
  • Усиление синтеза гликогена;
  • Активация ПФП;
  • Активация гликолиза и ЦТК.
 Адреналин:
  • Активация гликогенолиза в печени;

Глюкагон:

  • Активация гликогенолиза в печени;
  • Стимуляция глюконеогенеза;

Глюкокортикоиды:

  • Усиление глюконеогенеза;
  • Уменьшение проницаемости мембран для глюкозы.

Глюкоза крови в клинической практике

Более 90 % всех растворимых низкомолекулярных углеводов крови приходится на глюкозу; кроме того, в небольших количествах могут присутствовать фруктоза, мальтоза, манноза и пентозы, а при патологии и галактоза. Наряду с ними в крови содержатся связанные с белками полисахариды.

Особенно интенсивно глюкозу потребляют и используют для разнообразных нужд ткани центральной нервной системы, эритроциты, мозговое вещество почек. В промежуточном обмене глюкоза используется для образования гликогена, глицерина и жирных кислот, аминокислот, глюкуроновой кислоты и гликопротеинов. Концентрация глюкозы в крови является производной процессов гликолиза и окисления трикарбоновых кислот в ЦТК, гликогенеза и гликогенолиза в печени и мышечной ткани, глюконеогенеза в печени и почках, поступления глюкозы из кишечника.

В клинической практике обычно исследуют содержание глюкозы в крови, к определению концентрации других сахаров и гликогена прибегают значительно реже. В крови человека глюкоза довольно равномерно распределена между плазмой и форменными элементами, установлено, что в венозной крови содержание сахара на 0,25‑1,0 ммоль/л (в среднем на 10 %) меньше, чем в артериальной и капиллярной. Известную диагностическую ценность представляет определение молочной и пировиноградной кислот, активности ряда ферментов углеводного обмена, сиаловых и гексуроновых кислот, серомукоидов, гликозилированного гемоглобина и других показателей.

Содержание глюкозы в моче зависит от ее концентрации в крови, хотя выделяется она как при нормальном, так и при повышенном уровне сахара крови. При повышении концентрации глюкозы в крови преодолевается так называемый почечный порог (у здоровых людей лежит в области 8,3‑9,9 ммоль/л) и наступает глюкозурия. При артериосклеротической почке, при диабете порог повышается и может не отмечаться глюкозурия даже при повышении концентрации глюкозы до 11,0‑12,1 ммоль/л.

Методы определения глюкозы в крови

Методы определения глюкозы в крови подразделяют на три группы: редуктометрические, колориметрические и энзиматические.

  1. Редуктометрические методы (Следует иметь в виду, что методы этой группы дают завышенные результаты (примерно на 20‑25 %), так как в крови присутствует ряд соединений, не относящихся к углеводам, но обладающих восстановительными свойствами (мочевая кислота, глутатион, креатинин, аскорбиновая кислота)):
    • титрометрический способ Хагедорна‑Йенсена основан на свойстве сахара восстанавливать при кипячении в щелочной среде железистосинеродистую и железосинеродистую соли калия. По степени этого восстановления титрометрически исследуют концентрацию сахара в крови. Важным преимуществом метода является дешевизна и возможность использования в любой лаборатории;
    • основанные на восстановлении нитробензолов, например, пикриновой кислоты в пикраминовую;
    • метод, основанный на способности глюкозы восстанавливать соли меди. Образующаяся одновалентная медь выступает в качестве промежуточного вещества. Окисляясь кислородом воздуха, она восстанавливает мышьяковомолибденовую или фосфорновольфрамовую кислоту, которые служат окончательным хромогеном.
  2. Колориметрические методы. К ним относятся:
    • метод Сомоджи — реакция восстановления меди, находящейся в составе меднотартронового реактива, до закиси меди. Метод трудоемок, многостадиен, неспецифичен и в настоящее время практически не используется;
    • метод Фолина‑Ву — реакция восстановления тартрата меди в закись. Метод прост, недостатком является отсутствие строгой пропорциональности между интенсивностью получаемой окраски и концентрацией глюкозы;
    • определение концентрации глюкозы по Моррису и Роэ — дегидратация глюкозы под действием серной кислоты и превращение ее в оксиметилфурфурол, который конденсируется с артроном в соединение синего цвета. Требует чистейших реактивов и четкого соблюдения постояной температуры реакции;
    • ортотолуидиновый метод Гультмана в модификации Хиваринена-Никкила, состоящий в определении интенсивности окрашивания раствора, возникающего при взаимодействии ароматического амина ортотолуидина с альдегидной группой глюкозы в кислой среде. Этот способ точен и дает возможность более специфичного определения содержания глюкозы.
    • анилиновый метод, сохраняет чувствительность ортотолуидинового метода, но еще более специфичен.
  3. Ферментативные методы:
    • основанный на гексокиназной реакции. Глюкоза под действием гексокиназы фосфорилируется за счет АТФ, образовавшийся Гл‑6‑Ф в присутствии дегидрогеназы восстанавливает НАДФ. Количество последнего определяют по увеличению светопоглощения в ультрафиолетовой области. Метод слишком дорогостоящий для практических лабораторий.
    • основанные на окислении глюкозы до глюкуроновой кислоты с помощью фермента глюкозооксидазы и образовании в ходе реакции перекиси водорода, которая (в разных модификациях):
      • определяется химическим путем;
      • при участии пероксидазы окисляет бесцветный ортотолидин, превращая его в окрашенное соединение зелено‑голубого цвета, прямолинейность зависимости окраски от концентрации глюкозы сохраняется в диапазоне от 1,1 до 22 ммоль/л;
      • в присутствии фенола при участии пероксидазы окисляет 4‑амино­антипирин в окрашенное соединение розово-малинового цвета;
      • в присутствии ионов меди окисляет фенолфталин до фенолфталеина, который в щелочной среде окрашен в красный цвет.
  4.  Электрохимические методы, в которых используются электроды, содержащие иммобилизованные ферменты, в частности, глюкозооксидазу. Реакция регистрируется по количеству образованной перекиси водорода или по убыли кислорода, израсходованного на окисление глюкозы.
  5.  Диагностические полоски, использующие глюкозооксидазно‑пероксидазную реакцию и производные бензидина в качестве хромогена.

В качестве унифицированных принято три метода: титрометрический метод Хаггедорна-Йенсена, ортотолуидиновый метод и глюкозооксидазный метод с окислением о‑толидина.

Определение содержания глюкозы ортотолуидиновым методом

Принцип

Глюкоза при нагревании с ортотолудином в присутствии серной кислоты дает сине-зеленое окрашивание.

Нормальные величины

Цельная кровь (указанный метод) 3,9‑5,5 ммоль/л
Плазма (тот же) 3,9‑5,5 ммоль/л
Моча (тот же) 0,06‑0,83 ммоль/л или < 2,78 ммоль/сут

Определение содержания глюкозы глюкозооксидазным методом

Глюкозооксидазным методом можно определять количество глюкозы в сыворотке и плазме крови, цельной крови и спинномозговой жидкости.

Принцип

При окислении глюкозы кислородом воздуха при каталитическом действии глюкозооксидазы образуется эквимолярное количество перекиси водорода. Под действием пероксидазы перекись водорода окисляет 4‑аминоантипирин в присутствии фенола в окрашенное соединение розово‑малинового цвета, определяемое фотометрически.

Нормальные величины

Цельная кровь (ферментный с фенолом и аминоантипирином) новорожденные 2,22‑4,44 ммоль/л
дети 3,33‑5,55 ммоль/л
взрослые 3,9‑5,5 ммоль/л
Сыворотка (тот же) 4,2‑6,6 ммоль/л
Цельная кровь (ферментный с ортотолидином) 3,1‑5,5 ммоль/л
Сыворотка и плазма (тот же) 3,0‑5,5 ммоль/л
Ликвор (тот же) дети 3,33‑4,44 ммоль/л
взрослые 2,75‑3,85 ммоль/л

Влияющие факторы

Завышенные результаты уровня глюкозы в крови наблюдаются после приема пищи, при применении кофеина, препаратов гормонов надпочечников, тироксина, пероральных контрацептивов, витамина РР (в больших дозах), диуретиков, при физических упражнениях, эмоциональном возбуждении и других стрессовых воздействиях. Влияние in vitro оказывают галактоза и другие моносахара сыворотки крови, аскорбиновая кислота, леводопа, метилдофа, парааминосалициловая кислота и другие.

Снижение концентрации отмечается после применения анаболических стероидов, антигистаминных препаратов, токсичных доз ацетилсалициловой кислоты, этанола. На результаты анализа влияет наличие гемолиза (выход глутатиона из эритроцитов), высокое содержание аскорбиновой и ацетилсалициловой кислоты в крови.

Клинико‑диагностическое значение

Кровь

Гипергликемические состояния

Гипергликемическим является состояние, при котором концентрация глюкозы в крови более 6 ммоль/л. По происхождению выделяют две группы таких состояний:

Физиологические
  • алиментарные — связаны с приемом пищи и продолжаются в норме не более 2 часов после еды;
  • нейрогенные — нервное напряжение, стимулирующее секрецию адреналина и мобилизацию гликогена в печени;
  • гипергликемия беременных — связана с относительной недостаточностью инсулина при увеличении массы тела и потребностью плода в глюкозе.
Патологические
  • при заболеваниях гипофиза, коры и мозгового слоя надпочечников, щитовидной железы, связанных с избытком гликемических гормонов;
  • раздражении ЦНС: кровоизлияния в мозг, травмы, опухоли, отравления окисью углерода, эфиром, синильной кислотой и т. п., менингит, эпилепсия;
  • заболеваниях поджелудочной железы: сахарный диабет (взрослый и юношеский), диабет беременных, острый и хронический панкреатиты, муковисцидоз, опухоли, гемохроматоз. Выраженная гипергликемия без кетоза встречаются у больных сахарным диабетом средней тяжести (или у лиц не страдающих им, с высоким уровнем эндогенного инсулина, предотвращающего развитие кетоза). Содержание глюкозы в крови может превышать 50 ммоль/л, в отличие от диабетического кетоацидоза, при котором уровень глюкозы вкрови часто ниже 33 ммоль/л;
  • при хронических заболеваниях печени и почек;
  • остром инфаркте миокарда, тяжелой стенокардии, авитаминозе В1, при ожогах (первые сутки).

Гипогликемические состояния

Гипогликемическим является состояние, при котором концентрация глюкозы в крови ниже 3,5 ммоль/л. Причины гипогликемий:

Физиологические
  • краткое или долгосрочное голодание.
Патологические
  • гиперинсулинизм в результате передозировки или инсулиномы (инсулинпродуцирующая опухоль) или избыточной активности инсулиназы (синдром Мак-Куорри);
  • гликогенозы;
  • недостаток гликемических гормонов при гипопитуитаризме, аддисоновой болезни;
  • у недоношенных и новорожденных — охлаждение, малые запасы гликогена в печени и ее общая незрелость;
  • тяжелых повреждениях печени: отравления мышьяком, хлороформом, алкоголем, салицилатами, антигистаминными препаратами, фосфором, тетрахлоридом углерода, бензолом, парацетамолом и т. п.;
  • заболеваниях печени, сопровождающихся нарушением гликогенообразования и глюконеогенеза;
  • нарушения кишечника, гельминтозы, дисбактериозы.
  • заболеваниях почек с нарушением реабсорбции.

Моча

Выведение глюкозы возрастает при всех случаях гипергликемии свыше 10 ммоль/л (почеч­ного порога). В этом случае глюкозурии могут быть физиологическими и патологическими:

  • к физиологическим относятся алиментарная глюкозурия, глюкозурия беременных и нейрогенная глюкозурия на почве стрессовых состояний,
  • патологическая глюкозурия обнаруживается при сахарном диабете, тиреотоксикозе, акромегалии, гиперплазии коры надпочечников, инфаркте миокарда, кровоизлияниях во внутренние органы, отравлениях морфином, фосфором, при острых инфекциях и нервных заболеваниях.

При нормогликемии глюкозурия может выявляться при повреждениях почечных канальцев — пиело- и гломерулонефриты, токсические поражения, почечный диабет (семейная почечная глюкозурия), нефропатии.

Снижение глюкозы в моче (вплоть до исчезновения) является признаком бактериурии.

Спинномозговая жидкость

Уровень глюкозы повышен при сахарном диабете, эпидемическом энцефалите, сифилисе ЦНС, гипергликемиях различной этиологии.

Уменьшение концентрации глюкозы определяется при остром пиогенном менингите, туберкулезном и криптококковом менингите, менингоэнцефалите, опухолях мягкой мозговой оболочки, саркоидозе.

Примечания

См. также

В категории «Строение и обмен углеводов»

В категории «Клиническая биохимия»