Уровень сахара в крови , концентрация сахара в крови , уровень глюкозы в крови или гликемия являются мерой концентрации глюкозы в крови . Организм жестко регулирует уровень глюкозы в крови как часть метаболического гомеостаза . [2]
У человека весом 70 кг (154 фунта) в плазме крови постоянно сохраняется примерно четыре грамма растворенной глюкозы (также называемой «глюкозой в крови»). [2] Глюкоза, не циркулирующая в крови, сохраняется в клетках скелетных мышц и печени в виде гликогена ; [2] у голодающих людей уровень глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне за счет высвобождения достаточного количества глюкозы из этих запасов гликогена в печени и скелетных мышцах для поддержания гомеостаза. [2] Глюкоза может транспортироваться из кишечника или печени в другие ткани организма через кровоток. [2] Поглощение глюкозы клетками в первую очередь регулируется инсулином , гормоном, вырабатываемым поджелудочной железой . [2] Попав внутрь клетки, глюкоза теперь может выступать в качестве источника энергии, поскольку она подвергается процессу гликолиза .
У людей правильно поддерживаемый уровень глюкозы необходим для нормального функционирования ряда тканей, включая человеческий мозг , который потребляет примерно 60% глюкозы в крови у голодающих и малоподвижных людей. [2] Постоянное повышение уровня глюкозы в крови приводит к интоксикации глюкозой, что способствует клеточной дисфункции и патологиям, которые группируются как осложнения диабета . [2]
Уровень глюкозы обычно самый низкий утром, перед первым приемом пищи, и повышается после еды в течение часа или двух на несколько миллимолей .
Аномально высокий уровень гликемии называется гипергликемией ; низкие уровни называются гипогликемией . Сахарный диабет характеризуется стойкой гипергликемией, вызванной различными причинами, и является наиболее распространенным заболеванием, связанным с нарушением регуляции уровня сахара в крови. Существуют различные методы тестирования и измерения уровня сахара в крови.
Употребление алкоголя вызывает первоначальный скачок уровня сахара в крови, а затем его уровень снижается. Кроме того, некоторые лекарства могут повышать или понижать уровень глюкозы. [3]
Существует два способа измерения уровня глюкозы в крови: в Великобритании и странах Содружества (Австралия, Канада, Индия и т. д.), а также в странах бывшего СССР молярная концентрация , измеряемая в ммоль /л (миллимоль на литр, или миллимолярная , сокращенно ммоль). ). В США, Германии, Японии и многих других странах массовая концентрация измеряется в мг/дл (миллиграммах на децилитр ). [4]
Поскольку молекулярная масса глюкозы C 6 H 12 O 6 равна 180, разница между двумя единицами составляет 18 раз, поэтому 1 ммоль/л глюкозы эквивалентен 18 мг/дл. [5] [ нужен лучший источник ]
Диапазоны нормальных значений могут незначительно отличаться в разных лабораториях. Гомеостаз глюкозы при нормальном функционировании восстанавливает уровень сахара в крови до узкого диапазона примерно от 4,4 до 6,1 ммоль /л (от 79 до 110 мг/дл) (согласно измерению уровня глюкозы в крови натощак ). [6]
Нормальный уровень глюкозы в крови (проверенный натощак) для людей, не страдающих диабетом, составляет от 3,9 до 7,1 ммоль/л (от 70 до 130 мг/дл). Средний глобальный уровень глюкозы в плазме крови натощак у людей составляет около 5,5 ммоль/л (100 мг/дл); [7] [5] однако этот уровень колеблется в течение дня. Уровень сахара в крови у людей, не страдающих диабетом и не соблюдающих пост, должен быть ниже 6,9 ммоль/л (125 мг/дл). [8] Целевой диапазон уровня глюкозы в крови для диабетиков, по данным Американской диабетической ассоциации, должен составлять 5,0–7,2 ммоль/л (90–130 мг/дл) перед едой и менее 10 ммоль/л (180 мг/дл) после еды. часов после еды (по данным глюкометра). [9] [10]
Несмотря на широко варьирующиеся интервалы между приемами пищи или случайное употребление блюд со значительной углеводной нагрузкой, уровень глюкозы в крови человека, как правило, остается в пределах нормы. Однако вскоре после еды уровень глюкозы в крови может временно повыситься у людей, не страдающих диабетом, до 7,8 ммоль/л (140 мг/дл) или немного больше. Для людей с диабетом, поддерживающих «жесткий контроль диабета», Американская диабетическая ассоциация рекомендует уровень глюкозы после еды менее 10 ммоль/л (180 мг/дл) и уровень глюкозы в плазме натощак от 3,9 до 7,2 ммоль/л (70–7,2 ммоль/л). 130 мг/дл). [11]
Фактическое количество глюкозы в крови и жидкостях организма очень мало. У здорового взрослого мужчины массой 75 кг (165 фунтов) с объемом крови 5 л уровень глюкозы в крови 5,5 ммоль/л (100 мг/дл) составляет 5 г, что эквивалентно примерно чайной ложке сахара. [12] Одной из причин, почему это количество так мало, является то, что для поддержания притока глюкозы в клетки ферменты модифицируют глюкозу, добавляя к ней фосфат или другие группы. [ нужна цитата ]
В целом диапазоны уровня сахара в крови у обычных домашних жвачных ниже, чем у многих млекопитающих с однокамерным желудком. [13] Однако это обобщение не распространяется на диких жвачных животных или верблюдовых . Для уровня глюкозы в сыворотке крови в мг/дл референтные диапазоны составляют от 42 до 75 для коров, от 44 до 81 для овец и от 48 до 76 для коз и от 61 до 124 для кошек; Сообщалось от 62 до 108 для собак, от 62 до 114 для лошадей, от 66 до 116 для свиней, от 75 до 155 для кроликов и от 90 до 140 для лам. [14] Для отловленных горных козлов (Oreamnos americanus) зафиксирован 90-процентный референсный интервал уровня глюкозы в сыворотке от 26 до 181 мг/дл, при котором не было очевидного влияния преследования и отлова на измеренные уровни. [15] Для белух диапазон уровня глюкозы в сыворотке крови 25–75 процентов, по оценкам, составляет от 94 до 115 мг/дл. [16] Одно исследование показало, что для белого носорога 95-процентный диапазон составляет от 28 до 140 мг/дл. [17] Сообщалось, что у гренландских тюленей уровень глюкозы в сыворотке крови составляет от 4,9 до 12,1 ммоль/л [т.е. от 88 до 218 мг/дл]; для хохлача сообщалось о диапазоне от 7,5 до 15,7 ммоль/л [т.е. примерно от 135 до 283 мг/дл]. [18]
Гомеостатический механизм организма удерживает уровень глюкозы в крови в узком диапазоне. Он состоит из нескольких взаимодействующих систем, из которых наиболее важной является гормональная регуляция. [19]
Существует два типа взаимно антагонистических метаболических гормонов, влияющих на уровень глюкозы в крови:
Эти гормоны секретируются островками поджелудочной железы (пучками эндокринных тканей), которых существует четыре типа: альфа-(А)-клетки, бета-(В)-клетки, дельта-(D)-клетки и F-клетки. Глюкагон секретируется альфа-клетками, а инсулин секретируется бета-клетками. Вместе они регулируют уровень глюкозы в крови посредством отрицательной обратной связи — процесса, при котором конечный продукт одной реакции стимулирует начало другой реакции. Инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови. Более низкий уровень глюкозы в крови (продукт секреции инсулина) запускает секрецию глюкагона, и цикл повторяется. [21]
Чтобы поддерживать стабильный уровень глюкозы в крови, вносятся изменения в инсулин, глюкагон, адреналин и кортизол. Каждый из этих гормонов несет различную ответственность за регулирование уровня глюкозы в крови; Когда уровень сахара в крови слишком высок, инсулин приказывает мышцам забрать избыток глюкозы для хранения в виде гликогена . Глюкагон реагирует на слишком низкий уровень глюкозы в крови; он информирует ткани о необходимости высвободить некоторое количество глюкозы из запасов гликогена. Адреналин подготавливает мышцы и дыхательную систему к активности в случае реакции «бей или беги». Наконец, кортизол снабжает организм топливом во время сильного стресса. [22]
Если уровень сахара в крови остается слишком высоким, организм на короткое время подавляет аппетит. Длительная гипергликемия вызывает множество проблем со здоровьем, включая болезни сердца, рак, [23] повреждение глаз, почек и нервов. [24]
Уровень сахара в крови выше 16,7 ммоль/л (300 мг/дл) может вызвать фатальные реакции. Уровень кетонов будет очень высоким (намного выше, чем при диете с очень низким содержанием углеводов), вызывая кетоацидоз . ADA (Американская диабетическая ассоциация) рекомендует обратиться к врачу, если уровень глюкозы в крови достигает 13,3 ммоль/л (240 мг/дл) [25] , а при уровне глюкозы в крови 15 ммоль/л (270 мг/дл) рекомендуется обратиться за неотложной помощью. если присутствуют кетоны. [26] Наиболее распространенной причиной гипергликемии является диабет . Когда причиной является диабет, врачи обычно рекомендуют в качестве лечения противодиабетические препараты . С точки зрения большинства пациентов, лечение старым, хорошо изученным препаратом от диабета, таким как метформин , будет самым безопасным, наиболее эффективным, наименее дорогим и наиболее удобным способом управления этим заболеванием. Лечение будет различаться для разных форм диабета и может отличаться от человека к человеку в зависимости от того, как он реагирует на лечение. [27] Изменение диеты и выполнение физических упражнений также могут быть частью плана лечения диабета. [28]
Некоторые лекарства могут вызывать повышение уровня сахара в крови у диабетиков, например, стероидные препараты, включая кортизон, гидрокортизон, преднизолон, преднизолон и дексаметазон. [29]
Когда уровень сахара в крови ниже 70 мг/дл, это называется низким уровнем сахара в крови. Низкий уровень сахара в крови очень часто встречается у диабетиков 1 типа. Существует несколько причин низкого уровня сахара в крови, в том числе прием чрезмерного количества инсулина, недостаточное потребление углеводов, употребление алкоголя, пребывание на большой высоте, половое созревание и менструация. [30] Если уровень сахара в крови падает слишком низко, развивается потенциально смертельное состояние, называемое гипогликемией . Симптомы могут включать вялость , нарушение психического функционирования; раздражительность ; дрожь, подергивание, слабость мышц рук и ног; бледный цвет лица; потливость; потеря сознания . [ нужна цитата ]
Механизмы, которые восстанавливают удовлетворительный уровень глюкозы в крови после крайней гипогликемии (ниже 2,2 ммоль/л или 40 мг/дл), должны быть быстрыми и эффективными, чтобы предотвратить чрезвычайно серьезные последствия недостаточного уровня глюкозы: спутанность сознания или неустойчивость и, в крайнем случае (ниже 0,8 ммоль/л). или 15 мг/дл) потеря сознания и судороги. Не сбрасывая со счетов потенциально весьма серьезные состояния и риски, возникающие из-за или часто сопровождающие гипергликемию, особенно в долгосрочной перспективе (диабет или предиабет, ожирение или избыточный вес, гиперлипидемия , гипертония и т. д.), в целом более опасно иметь слишком мало глюкозы – особенно если ее уровень очень низкий – в крови, чем слишком много, по крайней мере временно, потому что глюкоза очень важна для обмена веществ, питания и правильного функционирования органов тела. Это особенно актуально для тех органов, которые метаболически активны или требуют постоянного, регулируемого поступления сахара в кровь (например, печень и мозг). Симптоматическая гипогликемия, скорее всего, связана с диабетом и заболеванием печени (особенно в ночное время или после приема пищи) без лечения или с неправильным лечением, возможно, в сочетании с мальабсорбцией углеводов, физическим перенапряжением или приемом лекарств. Причиной могут быть и многие другие, менее вероятные заболевания, такие как рак. Голодание, возможно, из-за расстройств пищевого поведения, таких как анорексия, также в конечном итоге приведет к гипогликемии. Эпизоды гипогликемии могут сильно различаться у разных людей и время от времени как по тяжести, так и по быстроте начала. В тяжелых случаях необходима немедленная медицинская помощь, поскольку достаточно низкий уровень глюкозы в крови приводит к повреждению мозга и других тканей и даже к смерти. [ нужна цитата ]
Раньше для измерения уровня глюкозы в крови необходимо было брать образец крови, как описано ниже, но с 2015 года также стало возможным использовать монитор непрерывного действия , в котором под кожу помещается электрод. Оба метода по состоянию на 2023 год будут стоить сотни долларов или евро в год на необходимые материалы. [ нужна цитата ]
Анализ глюкозы у голодающего человека показывает сопоставимые уровни глюкозы в артериальной, венозной и капиллярной крови. Но после еды уровень глюкозы в капиллярной и артериальной крови может быть значительно выше венозного. Хотя эти различия сильно различаются, одно исследование показало, что после употребления 50 граммов глютена «средняя концентрация глюкозы в капиллярной крови превышает среднюю концентрацию глюкозы в венозной крови на 35%». [31] [32]
Уровень глюкозы измеряют в цельной крови, плазме или сыворотке . Исторически значения уровня глюкозы в крови определялись в пересчете на цельную кровь, но в настоящее время большинство лабораторий измеряют и сообщают уровни глюкозы в плазме или сыворотке. Поскольку эритроциты (эритроциты) имеют более высокую концентрацию белка (например, гемоглобина), чем сыворотка, сыворотка имеет более высокое содержание воды и, следовательно, больше растворенной глюкозы, чем цельная кровь. Было показано, что для преобразования глюкозы в цельной крови умножение на 1,14 [33] обычно дает уровень в сыворотке/плазме.
Чтобы предотвратить загрязнение образца внутривенными жидкостями , следует уделять особое внимание взятию образцов крови из руки, противоположной той, в которую вставлен внутривенный катетер. В качестве альтернативы, кровь можно взять из той же руки через капельницу после того, как капельница была отключена как минимум на 5 минут и рука была поднята для отвода влитой жидкости из вены. Невнимательность может привести к большим ошибкам, поскольку даже 10% загрязнение 5% раствором глюкозы (D5W) приведет к повышению уровня глюкозы в образце на 500 мг/дл или более. Фактическая концентрация глюкозы в крови очень низкая, даже при гипергликемии. [ нужна цитата ]
Для измерения уровня глюкозы использовались два основных метода. Первый, кое-где используемый до сих пор, представляет собой химический метод, использующий неспецифическое восстанавливающее свойство глюкозы в реакции с индикаторным веществом, меняющим цвет при восстановлении. Поскольку другие соединения крови также обладают восстанавливающими свойствами (например, мочевина, уровень которой может быть аномально высоким у пациентов с уремией), в некоторых ситуациях этот метод может давать ошибочные показания (сообщалось о 5–15 мг/дл). Более современный метод, использующий ферменты, специфичные для глюкозы, менее подвержен ошибкам такого рода. Двумя наиболее часто используемыми ферментами являются глюкозооксидаза и гексокиназа. [34] Также можно измерить среднюю концентрацию глюкозы в крови. Этот метод измеряет уровень гликированного гемоглобина , который является репрезентативным для среднего уровня глюкозы в крови за последние примерно 120 дней. [34]
В любом случае химическая система обычно содержится в тест-полоске, которую вставляют в глюкометр, а затем наносят образец крови. Форма тест-полосок и их точный химический состав различаются в зависимости от системы глюкометров и не могут быть взаимозаменяемыми. Раньше показания некоторых тест-полосок считывались (после отсчета времени и удаления образца крови) путем визуального сравнения с цветовой шкалой, напечатанной на этикетке флакона. Полоски этого типа до сих пор используются для измерения уровня глюкозы в моче, но для измерения уровня глюкозы в крови они устарели. В любом случае процент ошибок у них был намного выше. Ошибки при использовании тест-полосок часто были вызваны возрастом полоски или воздействием высоких температур или влажности. [35] Более точные измерения уровня глюкозы в крови проводятся в медицинской лаборатории с использованием ферментов гексокиназы, глюкозооксидазы или глюкозодегидрогеназы.
Результаты измерения уровня глюкозы в моче , как бы они ни измерялись, гораздо менее полезны. При правильно функционирующих почках глюкоза не появляется в моче до тех пор, пока не будет превышен почечный порог глюкозы. Это существенно превышает любой нормальный уровень глюкозы и свидетельствует о наличии тяжелого гипергликемического состояния. Однако, поскольку моча хранится в мочевом пузыре, глюкоза в ней могла образоваться в любое время с момента последнего опорожнения мочевого пузыря. Поскольку метаболические условия быстро меняются в результате действия любого из нескольких факторов, это запоздалая новость и не дает никаких предупреждений о развивающемся состоянии. [36] Мониторинг уровня глюкозы в крови гораздо предпочтительнее, как клинически, так и для домашнего мониторинга пациентами. Здоровые уровни глюкозы в моче были впервые стандартизированы и опубликованы в 1965 году [37] Гансом Реншлером .
Появился неинвазивный метод отбора проб для мониторинга уровня глюкозы с использованием конденсата выдыхаемого воздуха . Однако этот метод требует высокочувствительных биосенсоров глюкозы. [38]
Уровень глюкозы в крови натощак, который измеряется после 8-часового голодания, является наиболее часто используемым показателем общего гомеостаза глюкозы, главным образом потому, что избегаются тревожные события, такие как прием пищи. Условия, влияющие на уровень глюкозы, показаны в таблице ниже. Отклонения в этих результатах тестов обусловлены проблемами в механизме множественного контроля регуляции глюкозы. [ нужна цитата ]
Метаболический ответ на введение углеводов удобно оценивать по уровню постпрандиальной глюкозы, измеряемому через 2 часа после еды или нагрузки глюкозой. Кроме того, для диагностики диабета используется тест на толерантность к глюкозе, состоящий из нескольких измеренных по времени измерений после перорального приема стандартизированного количества глюкозы . [ нужна цитата ]
Частота ошибок систем измерения уровня глюкозы в крови варьируется в зависимости от лабораторий и используемых методов. Методы колориметрии могут быть искажены изменениями цвета тест-полосок (возможно, из-за загрязнения воздуха или пальцев) или помехами (например, окрашивающими примесями) с источником света или датчиком света. Электротехника менее подвержена этим ошибкам, но не другим. При домашнем использовании наиболее важным вопросом является не точность, а тенденция. Таким образом, если система глюкометр/тест-полоска постоянно ошибается на 10%, это не будет иметь особых последствий, если изменения (например, из-за физических упражнений или корректировки приема лекарств) должным образом отслеживаются. В США глюкометры для домашнего использования должны быть одобрены Федеральным управлением по контролю за продуктами и лекарствами, прежде чем их можно будет продавать. [ нужна цитата ]
Наконец, помимо приема пищи, на уровень глюкозы в крови влияет несколько факторов. Например, инфекция имеет тенденцию изменять уровень глюкозы в крови, равно как и физический или психологический стресс. Физические упражнения, особенно продолжительные или спустя долгое время после последнего приема пищи, также окажут эффект. Тем не менее, у обычного человека поддержание уровня глюкозы в крови на почти постоянном уровне будет весьма эффективным. [ нужны разъяснения ]
Стандарты медицинской помощи – Таблица 6 и Таблица 7. Корреляция между уровнем A1C и средними уровнями глюкозы в плазме при многократном тестировании в течение 2–3 месяцев.
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )