Лабораторна діагностика ЦУКРОВОГО ДІАБЕТУ Частина 4
Прогрес медичних технологій призвів до створення портативних систем контролю вмісту глюкози (СКСГ, глюкометрів), які почали використовуватися не тільки хворими на цукровий діабет для домашнього самоконтролю рівня глюкози, а й в офісах лікарів загальної практики, поліклініках, відділеннях ендокринології лікувальних закладів. У зв'язку з цим гостро постало питання про істинність та сумісність даних, одержуваних за допомогою СКСГ та референтних лабораторних методів дослідження глюкози, про спектр завдань, для вирішення яких можуть бути залучені портативні СКСГ
Референтним лабораторним методом вважається гексокіназний (Glucose - НК). Він вимагає дорогих реактивів, ферментів та коферментів і може бути виконаний в обмеженій кількості лабораторій, як і глюкозодегідрогеназний метод (Glucose - GDH). Найбільш поширеним у світі та економічно виправданим є аналітично надійний глюкозооксидазний метод (Glucose - GOD).
Це підтверджується даними, отриманими при визначенні концентрації глюкози в одних і тих же зразках сироваток, контрольних матеріалах за допомогою гексокіназного методу (реактиви корпорації La Roche, автоматичний аналізатор Cobas MIRA, La Roche) та глюкозооксидазного методу (реактиви корпорації La Roche, ).
Існують спеціальні лабораторні фотометричні аналізатори типу ESAT (Україна), Biosen (Німеччина) для визначення глюкози глюкозооксидазним методом кінцевої точки. Вони дозволяють працювати як із сироваткою, так і з цільною кров'ю. З'явилися прилади, що реалізують кінетичний принцип реєстрації швидкості глюкозооксидазної реакції. Результати визначення концентрації глюкози, одержані таким методом, не залежать від наявності в пробі інтерферуючих речовин.
Стаціонарні лабораторні прилади,робота яких заснована на електрохімічному (амперомічному) принципі вимірювання: Stat Pro file (США), Ексан Г (Литва), Eco Twenty (Німеччина), Super GL Am bu lance (Німеччина) та ін., мають мембрану з іммобілізованою глюкозооксидазою . Вимірювальна комірка приладу з одного боку обмежена ферментною мембраною, з іншого - платиновим електродом. Проба цільної крові розлучається в спеціальному буфері і подається в проточний вимірювальний осередок. У ході глюкозооксидазної реакції утворюється перекис водню, який дифундує через мембрану і легко окислюється під дією платини, віддаючи електрони. Електричний струм пропорційний кількості молекул перекису водню, що утворюються в результаті перетворення такої кількості молекул глюкози, тобто пропорційний концентрації глюкози в пробі. Остання обчислюється за допомогою аналого-цифрового перетворювача.
"Сухі" реагентні зони тест-смужок, призначені для роботи глюкометрів, також містять глюкозооксидазу. Деякі з них додатково мають пероксидазу та реалізують глюкозооксидазно-пероксидазну реакцію, в ході якої в зоні реакції накопичується забарвлений продукт. Кількість хромогенного продукту пропорційна концентрації глюкози. Глюкометри у разі виконують роль портативних відбивних фотометрів.
При роботі з глюкометрами першого покоління доводилося через деякий час видаляти крапельку крові з реагентної зони, щоб не заважати роботі фотометра: Reflolux (Німеччина), Глюкохром (Україна), Accu-Chek Active (Німеччина). Більшість сучасних моделей пропонують більш зручну роботу, що не вимагає цієї операції, зі спеціально сконструйованими тест-смужками, що мають особливий шар, який виконує роль фільтра, що затримує клітини крові, губки-резервуару, що збирає.необхідна кількість рідини та гладкої поверхні, що допомагає відображати світло: One Touch (Basic, Profile, Ultra; США, корпорація Life Scan), Glucotrend (Німеччина, Roche) та ін.
Результат, який отримується за допомогою таких тест-систем, залежить від чистоти, кількості та активності ферментів, співвідношення глюкозооксидази/пероксидази, концентрації реагентів, способу початкового калібрування, тобто неминуче варіює залежно від фірми-виробника.
Поряд із цим підходом розвивається та вдосконалюється напрям створення «електронних» тест-смужок, що базується на використанні електрохімічного методу. Це моделі Smart Scan (фірма Life Scan), Glucocard II (Arkray), Elite та Esprit (Bayer), AccuChek Advantage (Roche), Precision QID, XTRA (Medi Sense) та ін.
Така тест-смужка має мікроосередок, що містить комплекс реагентів та вимірювальні електроди. Амперометричний метод вимірювання концентрації глюкози дещо модифікований. Окислення глюкози за участю глюкозооксидази супроводжується відновленням фероціаніду калію, який за контакту з електродом окислюється, віддаючи електрон. У межах діапазону вимірювання приладу залежність електричного струму від концентрації глюкози має лінійний характер і характеризується калібрувальним фактором, який залежить від конструкції вимірювального осередку, концентрації реагентів, активності ферменту.
Фірми-виробники постійно вносять технічні вдосконалення, що дозволяють зменшувати обсяг проби та скорочувати час аналізу з 4 мкл, 45 с (One Touch Basic, Accu-Chek Advantage) до 1 мкл, 5 с (One Touch Ultra, Accu-Chek Active). Багатьом приладам для цього потрібно 2-3 мкл і 15-30 с: Sure Step, Fast Take (Life Scan), Glucocard II (Arkray), Elite, Esprit (Bayer), Sof Tact (MediSense). Спрощується техніка нанесення крові на смужку. Перші моделі вимагали нанесення краплі точно в центр реагентної зони, не допускаючи торкання смужки пальцем. Сучасні аналоги допускають дотик навіть до однієї зі сторін смужки, оскільки завдяки вбудованим мікрокапілярам кров швидко і рівномірно потрапляє до зони тестування (Glucocard II, Glucotrend, Accu-Chek Complete, Elite, Esprit та ін.). Розроблено прилади, поєднані з ланцетом, в яких голка сама набирає кров і передає на тест-смужку (At Last, Chek Mate Plus; США), а також глюкометр, поєднаний зі шприцом (In Duo, США).
Одні виробники йдуть шляхом максимального спрощення роботи з приладом для користувача, зменшення його габаритів, маси (Glucocard II, Японія) або здешевлення (Reli ON, США). Інші удосконалять програмне забезпечення, дозволяючи вираховувати середні показники за добу, тиждень, місяць, будувати графіки, з'єднувати глюкометр за потреби з персональним комп'ютером (фірми Roche, Bayer та ін.). Треті доповнюють визначення глюкози створенням тест-смужок на кетони (для пристрою Precision XTRA), холестерин (для Accutrend GC).
Прилад Sens Lab 1A (Німеччина), що дозволяє визначити глюкозу, лактат і етанол, має три види амперометричних ферментних біосенсорів, які можуть промиватися і неодноразово використовуватися. З'явилися інші пристрої нового типу, наприклад Thera Sense Free Style і Tracker (США), що дозволяють визначити концентрацію глюкози всього в 0,3 мкл крові, неінвазивний глюкометр Gluco Watch Biographer (Cyg nus Inc., США), який поки ще дорогий і вимагає заміни сенсора кожні 12 годин.
Розробка портативних систем контролю вмісту глюкози є надзвичайно важливою. При цьому природним бажанням ендокринологів та лікарів-лаборантівє отримання інформації про сумісність результатів, одержуваних за допомогою будь-якої портативної СКСГ (глюкометра) та більш звичного еталонного лабораторного методу. У зв'язку з цим вченими різних країн було проведено дослідження, результати яких відрізнялися не тільки через використання різних моделей глюкометрів, а й наборів реактивів, вимірювальних пристроїв та технології проведення еталонного глюкозооксидазного методу. Відомо, що величини вмісту глюкози в цілісній крові становлять приблизно 90% від її рівня в сироватці (плазмі). Тому результати, отримані в клініко-діагностичній лабораторії за допомогою еталонного методу в сироватці крові, необхідно попередньо зменшувати в 1,12 разів і тільки потім порівнювати з даними, отриманими за допомогою глюкометра в капілярній крові того ж пацієнта. (В даний час у приладі Smart Scan передбачено подібний перерахунок.)
Незважаючи на облік цього фактора, відхилення даних, що надаються СКСГ, від лабораторного значення склало від 2 до 30%, причому відзначалася стійка тенденція в отриманні нижчих цифр концентрації глюкози на тест-смужках. Більш логічною є спроба порівняння результатів, отриманих за допомогою глюкометра, з даними лабораторних еталонних методів, в яких використовується цільна кров (аналізатори глюкози для цільної крові типу Stat Profile, Yellow Springs Instruments (YSI, США), ESAT (Німеччина)).
В рамках Європейської клінічної програми з систем моніторингу глюкози крові вченими Франції, Італії, Німеччини, Нідерландів були виконані дослідження порівняно даних, які подаються СКСГ One Touch та еталонним лабораторним методом визначення глюкози на аналізаторі YSI. Вони об'єднані у European Clinical Compendium. Зведені дані, вираженіу вигляді лінійної регресії результатів показують хорошу кореляцію з еталонним методом.
Подібну хорошу кореляцію результатів демонструє еталонний лабораторний метод гексокіназного визначення глюкози (з цільною кров'ю) і СКСГ Glucotrend останнього випуску фірми Roche — Behringer. Обидва прилади (One Touch і Glucotrend) показують кореляційну залежність з тим методом, яким його калібрували (відповідно глюкозооксидазним і гексокиназним), хоча абсолютні цифри вмісту глюкози в тому самому зразку відрізняються.
 |
1. Цукровий діабет. Клініка, діагностика, пізні ускладнення, лікування: Навчальний метод. допомога. - М., Медпрактика. - М., 2005.
2. Дідов І. І. Цукровий діабет у дітей та підлітків, - М.: Геотар-Медіа, 2007.
3. Лябах Н. Н. Цукровий діабет: моніторинг, моделювання, керування. - Ростов н/Д, 2004.
4. Edelman S V, Henry R. R. Diagnosis and management of type II diabetes, 1998, PCI, chapt 7. Oral agens.
5. Астахов Ю. С., Благосхильна Я. В., Панов А. В. та ін. Пізні ускладнення цукрового діабету 2-го типу. - СПб, 1999.
6. Емануель Ю. В., Карягіна І. Ю. Лабораторні технології діагностики та моніторингу цукрового діабету // Клініч. лаб. діагн. - 2002. - № 5. - С.25-32.
7. Kallner A. // Scand. J. Clin. Lab. In vest. - 1998. - Vol.58, № 228. - P.98-104.
8. Stahl M., Brandslund I., Iversen S., Filtenborg J. // Clin. Chem. - 1997. - Vol. 43, № 10. - P. 1926-31.
9. Charles M, Clark J Oral therapy в type 2 diabetes: farmacological properties and clinic use of currently available agents. Diabetes spectrum, 1998, 11(4), p. 211221.