Уровень сахара в крови , концентрация сахара в крови , уровень глюкозы в крови или гликемия — это мера 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 поддерживается приблизительно четыре грамма растворенной глюкозы (также называемой «глюкозой крови»). [2] Глюкоза, которая не циркулирует в крови, хранится в скелетных мышцах и клетках печени в форме гликогена ; [2] у голодающих людей уровень глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне за счет высвобождения ровно такого количества глюкозы из этих запасов гликогена в печени и скелетных мышцах, чтобы поддерживать гомеостаз. [2] Глюкоза может транспортироваться из кишечника или печени в другие ткани организма через кровоток. [2] Клеточное поглощение глюкозы в первую очередь регулируется инсулином , гормоном, вырабатываемым в поджелудочной железе . [2] Попав внутрь клетки, глюкоза теперь может действовать как источник энергии, поскольку она подвергается процессу гликолиза .
У людей правильно поддерживаемый уровень глюкозы необходим для нормального функционирования ряда тканей, включая мозг человека , который потребляет около 60% глюкозы в крови у голодающих, малоподвижных людей. [2] Постоянное повышение уровня глюкозы в крови приводит к токсичности глюкозы, что способствует дисфункции клеток и патологии, объединенной в группу осложнений диабета . [2]
Уровень глюкозы обычно самый низкий утром, перед первым приемом пищи, и повышается после еды в течение часа или двух на несколько миллимоль на литр.
Ненормально высокий уровень гликемии называется гипергликемией ; низкий уровень называется гипогликемией . Сахарный диабет характеризуется постоянной гипергликемией по разным причинам, и это наиболее распространенное заболевание, связанное с нарушением регуляции сахара в крови. Сахарный диабет также характеризуется частыми эпизодами низкого уровня сахара или гипогликемии . Существуют различные методы тестирования и измерения уровня сахара в крови.
Употребление алкоголя вызывает первоначальный всплеск сахара в крови, а затем имеет тенденцию вызывать его падение. 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.) и странах бывшего СССР молярная концентрация измеряется в ммоль/л (миллимолях на литр, или миллимолярных, сокращенно мМ). 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 составляет приблизительно 180 г/моль, разница между двумя единицами составляет примерно 18 раз, поэтому 1 ммоль/л глюкозы эквивалентен 18 мг/дл. [5] [ необходим лучший источник ]
Нормальный уровень глюкозы в крови (проверяемый натощак) для людей, не страдающих диабетом, должен составлять 3,9–5,5 ммоль/л (70–100 мг/дл). [6] [7] [8]
По данным Американской диабетической ассоциации , целевой диапазон уровня глюкозы в крови натощак для диабетиков должен составлять 3,9–7,2 ммоль/л (70–130 мг/дл) и менее 10 ммоль/л (180 мг/дл) через два часа после еды (по данным глюкометра). [6] [7] [9]
Нормальные диапазоны значений могут немного различаться в разных лабораториях. Гомеостаз глюкозы , когда он работает нормально, восстанавливает уровень сахара в крови до узкого диапазона около 4,4–6,1 ммоль/л (79–110 мг/дл) (измеренного с помощью теста на глюкозу в крови натощак ). [10]
Средний уровень глюкозы в плазме крови натощак у людей составляет около 5,5 ммоль/л (100 мг/дл); [11] [5] однако этот уровень колеблется в течение дня. Уровень сахара в крови у людей без диабета и тех, кто не голодает, должен быть ниже 6,9 ммоль/л (125 мг/дл). [12]
Несмотря на широко варьирующиеся интервалы между приемами пищи или периодическое употребление пищи с существенной 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 недиабетиков до 7,8 ммоль/л (140 мг/дл) или немного больше.
Фактическое количество глюкозы в крови и жидкостях организма очень мало. У здорового взрослого мужчины весом 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. [13] Частично причина, по которой это количество так мало, заключается в том, что для поддержания притока глюкозы в клетки ферменты модифицируют глюкозу, добавляя к ней фосфат или другие группы. [ необходима цитата ]
В целом, диапазоны сахара в крови у обычных домашних жвачных животных ниже, чем у многих млекопитающих с однокамерным желудком. [14] Однако это обобщение не распространяется на диких жвачных или верблюдовых . Для сывороточной глюкозы в мг/дл были зарегистрированы референтные диапазоны от 42 до 75 для коров, от 44 до 81 для овец и от 48 до 76 для коз, но от 61 до 124 для кошек; 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. [15] 90-процентный референтный интервал для сывороточной глюкозы от 26 до 181 мг/дл был зарегистрирован для отловленных горных козлов ( Oreamnos americanus ), где не было выявлено никаких эффектов преследования и отлова на измеренные уровни. [16] Для белух диапазон 25–75 процентов для сывороточной глюкозы оценивается в 94–115 мг/дл. [17] Для белого носорога одно исследование показало, что 95 процентов диапазона составляет 28–140 мг/дл. [18] Для гренландских тюленей диапазон сывороточной глюкозы составляет от 4,9 до 12,1 ммоль/л [т.е. от 88 до 218 мг/дл]; для хохлачей диапазон составляет от 7,5 до 15,7 ммоль/л [т.е. около 135–283 мг/дл]. [19]
Гомеостатический механизм организма удерживает уровень глюкозы в крови в узком диапазоне. Он состоит из нескольких взаимодействующих систем, из которых гормональная регуляция является наиболее важной. [20]
Существует два типа взаимно антагонистических метаболических гормонов, влияющих на уровень глюкозы в крови:
Эти гормоны секретируются из панкреатических островков (пучков эндокринных тканей), которые бывают четырех типов: альфа (A) клетки, бета (B) клетки, дельта (D) клетки и F клетки. Глюкагон секретируется из альфа-клеток, в то время как инсулин секретируется бета-клетками. Вместе они регулируют уровень глюкозы в крови посредством отрицательной обратной связи, процесса, в котором конечный продукт одной реакции стимулирует начало другой реакции. При уровне глюкозы в крови инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови. Более низкий уровень глюкозы в крови (продукт секреции инсулина) запускает секрецию глюкагона и повторяет цикл. [22]
Для поддержания стабильного уровня глюкозы в крови производятся модификации инсулина, глюкагона, адреналина и кортизола. Каждый из этих гормонов несет различную ответственность за поддержание уровня глюкозы в крови в регуляции; когда уровень сахара в крови слишком высок, инсулин приказывает мышцам забирать избыток глюкозы для хранения в форме гликогена . Глюкагон реагирует на слишком низкий уровень глюкозы в крови; он информирует ткани о необходимости высвободить часть 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. [23]
Если уровень сахара в крови остается слишком высоким, организм подавляет аппетит в течение короткого периода времени. Длительная гипергликемия вызывает множество проблем со здоровьем, включая болезни сердца, рак, [24] глаза, почки и повреждение нервов. [25]
Уровень сахара в крови выше 16,7 ммоль/л (300 мг/дл) может вызвать фатальные реакции. Кетоны будут очень высокими (на порядок выше, чем при диете с очень низким содержанием углеводов), что приведет к кетоацидозу . ADA (Американская диабетическая ассоциация) рекомендует обратиться к врачу, если уровень глюкозы в крови достигнет 13,3 ммоль/л (240 мг/дл), [26] и рекомендуется обратиться за неотложной помощью при уровне глюкозы в крови 15 ммоль/л (270 мг/дл), если присутствуют кетоны. [27] Наиболее распространенной причиной гипергликемии является диабет . Когда причиной является диабет, врачи обычно рекомендуют антидиабетические препараты в качестве лечения. С точки зрения большинства пациентов, лечение старым, хорошо изученным препаратом от диабета, таким как метформин, будет самым безопасным, эффективным, наименее дорогим и наиболее удобным способом управления этим состоянием. Лечение будет различным для разных форм диабета и может отличаться у разных людей в зависимости от того, как они реагируют на лечение. [28] Изменения в диете и выполнение упражнений также могут быть частью плана лечения диабета. [29]
Некоторые лекарства могут вызывать повышение уровня сахара в крови у диабетиков, например, стероидные препараты, включая кортизон, гидрокортизон, преднизолон, преднизон и дексаметазон. [30]
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, включая прием чрезмерного количества инсулина, недостаточное потребление углеводов, употребление алкоголя, пребывание на большой высоте, половое созревание и менструация. [31] Если уровень сахара в крови падает слишком низко, развивается потенциально смертельное состояние, называемое гипогликемией . Симптомы могут включать в себя летаргию , нарушение умственной деятельности; раздражительность ; дрожь, подергивание, слабость в мышцах рук и ног; бледный цвет лица; потливость; потеря сознания . [ необходима ссылка ]
Механизмы, восстанавливающие удовлетворительный уровень глюкозы в крови после экстремальной гипогликемии (ниже 2,2 ммоль/л или 40 мг/дл), должны быть быстрыми и эффективными, чтобы предотвратить крайне серьезные последствия недостаточности глюкозы: спутанность сознания или неустойчивость, а в экстремальных случаях (ниже 0,8 ммоль/л или 15 мг/дл) потерю сознания и судороги. Не исключая потенциально довольно серьезных состояний и рисков, вызванных или часто сопутствующих гипергликемии, особенно в долгосрочной перспективе (диабет или преддиабет, ожирение или избыточный вес, гиперлипидемия , гипертония и т. д.), все равно, как правило, более опасно иметь слишком мало глюкозы в крови — особенно если ее уровень очень низкий — чем слишком много, по крайней мере временно, потому что глюкоза так важна для обмена веществ и питания, а также для правильного функционирования органов организма. Это особенно касается тех органов, которые метаболически активны или которым требуется постоянное, регулируемое поступление сахара в кровь (печень и мозг являются примерами). Симптоматическая гипогликемия, скорее всего, связана с диабетом и заболеванием печени (особенно ночью или после приема пищи), без лечения или с неправильным лечением, возможно, в сочетании с мальабсорбцией углеводов, физическим перенапряжением или приемом лекарств. Многие другие менее вероятные заболевания, такие как рак, также могут быть причиной. Голодание, возможно, из-за расстройств пищевого поведения, таких как анорексия, также в конечном итоге приведет к гипогликемии. Эпизоды гипогликемии могут значительно различаться у разных людей и время от времени, как по тяжести, так и по быстроте наступления. В тяжелых случаях необходима немедленная медицинская помощь, так как повреждение мозга и других тканей и даже смерть будут результатом достаточно низкого уровня глюкозы в крови. [ необходима цитата ]
Раньше для измерения уровня глюкозы в крови требовалось брать образец крови, как объясняется ниже, но с 2015 года стало возможным использовать непрерывный монитор глюкозы , который включает электрод, помещенный под кожу. Оба метода, по состоянию на 2023 год, обходятся в сотни долларов или евро в год на необходимые расходные материалы. [ необходима цитата ]
Тестирование глюкозы у голодающего человека показывает сопоставимые уровни глюкозы в артериальной, венозной и капиллярной крови. Но после еды уровни глюкозы в капиллярной и артериальной крови могут быть значительно выше, чем в венозной. Хотя эти различия сильно различаются, одно исследование показало, что после потребления 50 граммов глюкозы «средняя концентрация глюкозы в капиллярной крови выше средней концентрации глюкозы в венозной крови на 35%». [32] [33]
Глюкоза измеряется в цельной крови, плазме или сыворотке . Исторически значения глюкозы в крови давались в пересчете на цельную кровь, но большинство лабораторий теперь измеряют и сообщают уровни глюкозы в плазме или сыворотке. Поскольку красные кровяные клетки (эритроциты) имеют более высокую концентрацию белка (например, гемоглобина), чем сыворотка, сыворотка имеет более высокое содержание воды и, следовательно, больше растворенной глюкозы, чем цельная кровь. Для пересчета глюкозы из цельной крови было показано , что умножение на 1,14 [34] обычно дает уровень сыворотки/плазмы.
Чтобы предотвратить загрязнение образца внутривенными жидкостями , следует проявлять особую осторожность при заборе образцов крови из руки, противоположной той, в которую вставлена внутривенная линия. В качестве альтернативы, кровь можно брать из той же руки с внутривенной линией после того, как IV был выключен по крайней мере на 5 минут, а рука была поднята для отвода инфузионной жидкости из вены. Невнимательность может привести к большим ошибкам, так как всего лишь 10% загрязнение 5% раствором глюкозы (D5W) повысит уровень глюкозы в образце на 500 мг/дл или более. Фактическая концентрация глюкозы в крови очень низкая, даже у гипергликемиков. [ необходима цитата ]
Для измерения уровня глюкозы использовались два основных метода. Первый, который до сих пор используется в некоторых местах, представляет собой химический метод, использующий неспецифическое восстановительное свойство глюкозы в реакции с индикаторным веществом, которое меняет цвет при восстановлении. Поскольку другие соединения крови также обладают восстановительными свойствами (например, мочевина, которая может быть аномально высокой у пациентов с уремией), этот метод может давать ошибочные показания в некоторых ситуациях (сообщалось о 5–15 мг/дл). Более современный метод, использующий ферменты, специфичные для глюкозы, менее восприимчив к такого рода ошибкам. Два наиболее часто используемых фермента — это глюкозооксидаза и гексокиназа. [35] 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, приблизительно, 120 дней. [35]
В любом случае химическая система обычно содержится на тест-полоске, которая вставляется в глюкометр, а затем наносится образец крови. Формы тест-полосок и их точный химический состав различаются в зависимости от измерительных систем и не могут быть взаимозаменяемыми. Раньше некоторые тест-полоски считывались (после замера времени и вытирания образца крови) путем визуального сравнения с цветовой шкалой, напечатанной на этикетке флакона. Полоски этого типа все еще используются для показаний уровня глюкозы в моче, но для уровней глюкозы в крови они устарели. В любом случае их показатели ошибок были намного выше. Ошибки при использовании тест-полосок часто были вызваны возрастом полоски или воздействием высоких температур или влажности. [36] Более точные измерения уровня глюкозы в крови проводятся в медицинской лаборатории с использованием ферментов гексокиназы, глюкозооксидазы или глюкозодегидрогеназы.
Показания уровня глюкозы в моче , как бы они ни проводились, гораздо менее полезны. При правильно функционирующих почках глюкоза не появляется в моче, пока не будет превышен почечный порог для глюкозы. Это существенно выше любого нормального уровня глюкозы и свидетельствует о существующем тяжелом гипергликемическом состоянии. Однако, поскольку моча хранится в мочевом пузыре, любая глюкоза в ней могла быть произведена в любое время с момента последнего опорожнения мочевого пузыря. Поскольку метаболические условия быстро меняются в результате любого из нескольких факторов, это отсроченная новость, которая не дает предупреждения о развивающемся состоянии. [37] Мониторинг уровня глюкозы в крови гораздо предпочтительнее как в клинических условиях, так и для домашнего мониторинга пациентами. Здоровые уровни глюкозы в моче были впервые стандартизированы и опубликованы в 1965 году [38] Гансом Реншлером .
Появился неинвазивный метод отбора проб для контроля уровня глюкозы с использованием конденсата выдыхаемого воздуха . Однако этот метод требует высокочувствительных биосенсоров глюкозы. [39]
Уровень глюкозы в крови натощак, который измеряется после 8-часового голодания, является наиболее часто используемым показателем общего гомеостаза глюкозы, в основном потому, что избегаются такие тревожные события, как прием пищи. Условия, влияющие на уровень глюкозы, показаны в таблице ниже. Отклонения в результатах этих тестов вызваны проблемами в механизме множественного контроля регуляции глюкозы. [ необходима цитата ]
Метаболический ответ на углеводный вызов удобно оценивать по уровню постпрандиальной глюкозы, полученному через 2 часа после еды или нагрузки глюкозой. Кроме того, тест на толерантность к глюкозе, состоящий из нескольких хронометрированных измерений после стандартизированного количества перорального приема глюкозы, используется для помощи в диагностике диабета . [ необходима цитата ]
Частота ошибок в системах измерения уровня глюкозы в крови различается в зависимости от лабораторий и используемых методов. Методы колориметрии могут быть смещены из-за изменения цвета тест-полосок (возможно, из-за загрязнения в воздухе или через пальцы) или помех (например, окрашивающих загрязняющих веществ) с источником света или датчиком света. Электрические методы менее восприимчивы к этим ошибкам, хотя и не к другим. При домашнем использовании наиболее важной проблемой является не точность, а тенденция. Таким образом, если система измерительного прибора / тест-полоски постоянно ошибается на 10%, это не будет иметь больших последствий, если изменения (например, из-за физических упражнений или корректировки приема лекарств) будут надлежащим образом отслеживаться. В США домашние приборы для анализа крови должны быть одобрены Федеральным управлением по контролю за продуктами и лекарствами, прежде чем они могут быть проданы. [ необходима цитата ]
Наконец, на уровень глюкозы в крови влияет несколько факторов, помимо приема пищи. Инфекция, например, имеет тенденцию изменять уровень глюкозы в крови, как и стресс, как физический, так и психологический. Упражнения, особенно продолжительные или долгое время после последнего приема пищи, также будут иметь эффект. У обычного человека поддержание уровня глюкозы в крови на почти постоянном уровне будет, тем не менее, довольно эффективным. [ необходимо уточнение ]
{{cite web}}
: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )Стандарты медицинской помощи – Таблица 6 и Таблица 7, Корреляция между уровнем A1C и средним уровнем глюкозы в плазме при многократном тестировании в течение 2–3 месяцев
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )