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 составляет примерно 180 г/моль, разница между двумя единицами составляет примерно 18 раз, поэтому 1 ммоль/л глюкозы эквивалентен 18 мг/дл. [5] [ нужен лучший источник ]
Нормальный уровень глюкозы в крови (проверенный натощак) у 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]
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 ). [10]
Средний глобальный 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, не страдающих диабетом и не соблюдающих пост, должен быть ниже 6,9 ммоль/л (125 мг/дл). [12]
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.
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. [13] 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 . [14] 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. [15] 90-процентный референсный интервал для уровня глюкозы в сыворотке от 26 до 181 мг/дл был зарегистрирован для отловленных горных козлов ( Oreamnos americanus ), у которых не было очевидного влияния преследования и отлова на измеренные уровни. [16] Для белух диапазон уровня глюкозы в сыворотке крови 25–75 процентов, по оценкам, составляет от 94 до 115 мг/дл. [17] Одно исследование показало, что для белого носорога 95-процентный диапазон составляет от 28 до 140 мг/дл. [18] 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]. [19]
Гомеостатический механизм организма удерживает уровень глюкозы в крови в узком диапазоне. Он состоит из нескольких взаимодействующих систем, из которых наиболее важной является гормональная регуляция. [20]
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. Снижение уровня глюкозы в крови (продукт секреции инсулина) запускает секрецию глюкагона и цикл повторяется. [22]
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. [23]
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, [24] повреждение глаз, почек и нервов. [25]
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) [26] , а при уровне глюкозы в крови 15 ммоль/л (270 мг/дл) рекомендуется обратиться за неотложной помощью. если присутствуют кетоны. [27] Наиболее распространенной причиной гипергликемии является диабет . Если 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. [28] Изменение диеты и выполнение физических упражнений также могут быть частью плана лечения диабета. [29]
Некоторые лекарства могут вызывать повышение уровня сахара в крови у диабетиков, например, стероидные препараты, в том числе кортизон, гидрокортизон, преднизолон, преднизолон 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, в том числе 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 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 крайних случаях (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 потребления 50 граммов глюкозы «средняя концентрация глюкозы в капиллярной крови превышает среднюю концентрацию глюкозы в венозной крови на 35%». [32] [33]
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 имеют более высокую концентрацию белка (например, гемоглобина), чем сыворотка, в сыворотке содержится больше воды и, следовательно, больше растворенной глюкозы, чем в цельной крови. Было показано, что для преобразования глюкозы в цельной крови умножение на 1,14 [34] 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. [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 примерно 120 дней. [35]
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 взаимозаменяемы. 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. [36] 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, содержащаяся в ней глюкоза могла образоваться в любое время с момента последнего опорожнения мочевого пузыря. Поскольку метаболические условия быстро меняются в результате действия любого из нескольких факторов, это является запоздалой новостью и не дает никаких предупреждений о развивающемся состоянии. [37] 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 [38] Гансом Реншлером .
Появился неинвазивный метод отбора проб для мониторинга уровня глюкозы с использованием конденсата выдыхаемого воздуха . Однако этот метод требует высокочувствительных биосенсоров глюкозы. [39]
Уровень глюкозы в крови натощак, измеряемый 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 ]
{{cite web}}
: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )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 )