Påvisande av nedsatt glukosintolerans och diabetes genom glukosbelastning

Umeå Universitet Biomedicinsk Laboratorievetenskap Påvisande av nedsatt glukosintolerans och diabetes genom glukosbelastning XXX XXXX Kurs: BMA 2/XX Laborationsrapport i kursen: XXXXX Laborationsdatum: 20XX-XX-XX Inlämnad: 20XX-XX-XX Godkänd: 20XX-XX-XX Lärare: XXXX XXXXXXX

Abstrakt Hos friska personer ökar glukosnivåerna i blodet vid intag av föda och sjunker sedan, men hos diabetikerna kvarstår de höga nivåerna då de inte kan bryta ned glukos. Genom kapillärprovtagning kan mängden glukos mätas med patientnära analyser. Detta är värdefullt för att diabetikerpatienterna ska kunna kontrollera sin sjukdom. Syftet med denna studie var att studera glukoskoncentrationer vid glukosbelastning för att påvisa ev. förekomst av förhöjda glukoskoncentrationer hos de undersökta personerna. I denna studie ingick 15 försökspersoner, de var fastande för undersökningen. Deras fpglukos analyserades och de fick dricka en glukoslösning, därefter analyserades P-glukos var 30:e minut. Två av männen som ingick i studien hade glukosvärden som motsvarar de för diabetespatienter. Av kvinnorna hade två nedsatt glukostolerans och ytterliggare två hade graviditetsdiabetes. Slutsatsen av denna studie var att flera fall av diabetes samt nedsatt glukostolerans påvisades bland försökspersonerna till följd av den utförda glukosbelastningen. Nyckelord Glukos, diabetes, hyperglykemi, patientnära analyser 2

Introduktion Människokroppen tillförs näring genom att föda spjälkas så att näringsämnen absorberas i tarmen och transporteras via blodet till kroppens celler. En viktig energikälla är kolhydrater, dessa transporteras med glukos. I samband med en måltid ökar glukoskoncentrationen i blodet. Överskott av glukos lagras i form av glykogen i lever och muskelceller eller som fetter i fettvävnaden. Mellan måltiderna sjunker glukoskoncentrationen i blodet, detta kompenseras genom att levern spjälkar glykogen till glukos som då frisätts i blodet och koncentrationen hålls på en lämplig nivå. I de fall glukosreserven i levern inte räcker till kan glukos även bildas via glukogenesen (1, 2). För att kroppen ska fungera är det oerhört viktigt att mängden glukos är lagom (normoglykemi). Vid låga glukoskoncentrationer i blodet (hypoglykemi) räcker inte energin till för att t.ex. nervcellerna ska fungera, detta leder till medvetslöshet med risk för individens liv. Koncentrationen glukos i blodet kan överstiga de normala värdena (hyperglykemi), detta sker vid insulinbrist vilket leder till att transporten av glukos till fett- och muskelceller är nedsatt (1). Glukoskoncentrationen analyseras ofta i samband med läkar- och hälsokontroller, fram för allt för att diagnostisera diabetes. Det finns olika typer av diabetes, typ 1-diabetes innebär att kroppen inte tillverkar tillräckligt med insulin. Typ 2-diabetes, även kallad åldersdiabetes, orsakas däremot av att kroppen inte är tillräckligt känslig för insulin (insulinresistens). Vid båda diabetestyperna blir patienterna hyperglykemiska (3). En form av typ 2-diabetes är graviditetsdiabetes, ett tillstånd som drabbar den havande kvinnan. Under graviditeten ökar behovet av insulin, om kroppen inte producerar tillräcklig mängd insulin stiger glukoskoncentrationen i blodet. Detta tillstånd måste behandlas för att inte fostret ska ta skada. Den vanligaste behandlingsformen är att patienten får äta mat med mindre socker och fett samt motionera mera. Om detta inte räcker för att sänka glukoshalten kan extra insulin ordineras. Sjukdomen upphör efter förlossningen (4). Glukoskoncentrationen analyseras även vid utredning, diagnostik och uppföljning av endokrina sjukdomar, oklara fall med medvetslöshet och andra neurologiska symtom (5). För att utreda om en patient är hyperglykemisk undersöks dennes glukostolerans, en metod som även kallas för glukosbelastning. Patienten får äta normalt dagarna innan undersökningen, men ska vara fastande före undersökningen. På morgonen dricker patienten en sockerlösning varvid glukoskoncentrationen mäts, därefter analyseras glukos varje halvtimme. En frisk person bryter normalt ner glukos varvid värden ska sjunka, medan en patient med nedsatt glukostolerans eller diabetes har fortsatt höga glukosvärden (6). Glukoskoncentrationen kan analyseras med olika instrument, bland annat finns ett antal instrument lämpliga för patientnära analyser. Dessa är viktiga för till exempel diabetespatienter som själva bör kontrollera glukosnivåerna, detta gör de genom kapillärprovtagning. Glukoskoncentrationen kan analyseras på venblod, serum och plasma. Det är känt att P-glukos generellt ligger 12 % högre än B- glukos. Då de referensvärden som används är baserade på P-glukos, måste värden erhållna vid analys av B-glukos kompenseras för denna skillnad innan provresultatet kan utvärderas (5). 3

En av de patientnära analyser som används för B-glukos är HemoCue Glukos 201 + med plasmaomräknare. Tekniken i den metoden bygger på att erytrocyterna hemolyseras och innehållet frisätts. Enzymet glukosdehydrogenas (GHD) katalyserar tillsammans med nikotinamid-adenindinukleotid (NAD) oxidationen av β-d-glukos varvid NADH bildas. Tetrazolium-saltet MTT är en kromogen som i närvaro av NADH och diaforas bildar en formazanförening, vilken mäts fotometriskt vid två våglängder. Mängden NADH är proportionell mot glukoskoncentrationen, vilket gör att mängden glukos i provet kan mätas. HemoCue Glukos 201 + med plasmaomräknare omvandlar B-glukosvärdet så att det motsvarar P-glukos vilket möjliggör en direkt jämförelse med beslutsgränserna (7-9). Syftet med denna studie var att utföra en glukosbelastning och analysera glukoskoncentrationerna i blod för att påvisa ev. förekomst av förhöjda glukoskoncentrationer hos försökspersonerna. 4

Material och metoder Försökspersoner Vid laborationen undersöktes 15 frivilliga försökspersoner, 5 män och 10 kvinnor. Bland kvinnorna var 5 gravida, samtliga var i graviditetsvecka 18 eller mer. Medelålder i gruppen var 32 år (21-43 år). Alla personer har gett sitt medgivande till att delta i studien, men ingen etisk prövning har gjorts av den etiska kommittén. Body mass index (BMI) Body mass index (BMI) beräknades genom formeln individens kroppsvikt (kg)/kroppslängden (m) 2 för försökspersonerna. För de kvinnor som var gravida angavs det BMI-värde som de hade före graviditeten. Glukosbelastning Försökspersonerna fick äta normal kost fram till 20:00 kvällen före belastningen, därefter var de fastande. De fick inte utsätta sig för fysisk ansträngning, snusa eller röka före undersökningen. Glukosbelastningen inleddes med att ett fasteprov togs samt att 75 g glukos löstes i vatten och intogs. Därefter togs nya prover var 30:e minut under totalt 2,5 h. Bestämning av P-glukos Glukoskoncentrationen fastställdes genom analys av kapillärt blod som applicerades i instrumentspecifika kyvetter för avläsning med HemoCue Glukos 201 + med plasmaomvandlare (HemoCue, Ängelholm, Sverige) enligt tillverkarens anvisningar (8). 5

Resultat Förekomst av diabetes hos nära anhöriga samt BMI hos försökspersonerna Tre av försökspersonerna (två män och en kvinna) hade vid tidigare glukosbelastningar diagnostiserats med nedsatt glukosintolerans, dessa hade även nära släktingar med diabetes, tabell 1. Bland övriga försökspersoner hade en man samt fem kvinnor, varav fyra gravida, diabetiker i släkten. Försökspersonernas BMI varierade mellan 22-35. Analys av fp-glukos och P-glukos efter glukosbelastning hos män och icke havande kvinnor Hos de tio försökspersonerna varierade fp-glukos mellan 4,8 och 11,2 mmol/l, varav två män samt två kvinnor hade högre värden än beslutsgränsen, tabell 1. Av de personer som hade fp-glukosvärden under beslutsgränsen steg glukoskoncentrationerna efter 30 minuter för att sedan sjunka till normala nivåer inom 2 timmar, figur 1A. Notera att person 2 som tidigare haft nedsatt glukosintolerans numera har normala nivåer av P-glukos, samt att person 3 har ett värde som avviker väldigt mycket mot övriga. Av de fyra personer som hade förhöjda fp-glukosvärden steg samtliga värden efter intaget av glukoslösningen, figur 1B, men förblev höga. I två fall (person 1 och 5) var P-glukos 13,2mmol/L respektive 12,9mmol/L efter 2,5 timmar. I de två övriga fallen (person 6 och 8) var P-glukos 8,1 mmol/l respektive 9,5 mmol/l. Analys av fp-glukos och P-glukos efter glukosbelastning hos gravida kvinnor Av de fem gravida kvinnor som ingick i studien hade två förhöjda fp-glukosvärden, tabell 1. I samtliga fall steg P-glukos efter intag av sockerlösning, därefter sjönk värdena till normala nivåer i tre fall. De övriga två (person 11 och 13) hade 11,8 mmol/l samt 12,9 mmol/l glukos efter 2,5 timmar, figur 2. 6

Diskussion Glukoskoncentrationen i blod fastställs med en snabb och enkel metod där tillförlitliga värden erhålls vid kapillärprovtagning och analys på patientnära analysinstrument. Olika instrument för patientnära analyser för mätning av glukos har tagits fram. Dessa är viktiga för till exempel diabetespatienter som själva bör kontrollera glukosnivåerna. Ny teknik är på frammarsch och i en studie från 2007 har fyra instrument testats. Fördelen med dessa instrument är att de är snabba, smidiga och enkla att använda samt har stor display som gör dem lätta att avläsa. Tekniken i dem bygger på elektro-kemiska metoder, i detta fall glukos-oxidas mätningar som konverteras till elektriska signaler. De fann att dessa nya instrument är tillförlitliga och kan jämföras med de instrument man använder på kliniska laboratorium (10). Mätning av glukoskoncentrationen används vid diagnostiserande av glukosintolerans. Koncentrationer under 4 mmol/l anses vara lägre än normalt, detta orsakas oftast av att diabetikerpatienter har överdoserat den medicin som sänker glukoskoncentrationen. För personer utan diabetes är värden under 4 mmol/l väldigt ovanliga, det normala är värden mellan 4 mmol/l och 6,1-6,4 mmol/l. Den övre gränsen varierar mellan olika definitioner. Enligt WHOs åtgärdsgränser anses personer med fpglukos på 6,4-7,8 mmol/l ha nedsatt glukostolerans och vid värden >7,8 mmol/l har de diabetes. Vid glukosbelastning ska P-glukos vara <7,8 mmol/l två timmar efter intag av glukoslösningen. Om P- glukos är 7,8-11,1 mmol/l efter glukosbelastningen anses personen ha nedsatt glukostolerans och vid värden >11,1 mmol/l har de diabetes (5, 6). Av de fem män och fem icke havande kvinnor som ingick i denna studie hade två kvinnor fp-glukos som motsvarar nedsatt glukosintolerans, samt två män hade nivåer som motsvarar de för diabetespatienter. De två kvinnorna hade vid sista provtagningen efter glukosbelastningen P-glukos värden som indikerar att de har nedsatt glukosintolerans. De två männen hade P-glukos värden motsvarande diabetiker patienter. Dessa båda män är överviktiga, vilket kan vara en bidragande orsak till de höga glukosvärdena (11). De övriga undersökta personerna hade normala fp-glukos och P-glukos värden. Värt att notera är dock att person 2 nu har normala värden, trots att en tidigare undersökning visat på nedsatt glukostolerans. Denna person har ett BMI på 22 vilket motsvarar normalvikt, det kan tänkas att denna person har lagt om sin kost och ökat motionen för att förbränna mer glukos och på så viss lyckats komma ner på normala nivåer (11). P-glukos vid 1h för person 3 var <4 mmol/l, detta värde avviker väldigt mycket från kurvan och det förväntade resultatet. Troligen har ett fel begåtts i samband med analysen, den kan vara så att kyvetten som används vid analysen inte har varit tillräckligt fylld eller att provet har innehållit luft (8). Eftersom övriga värden är normala bör detta avvikande värde bortses. I studien ingick även fem gravida kvinnor, ingen hade gjort någon glukosbelastning tidigare. Fyra av dem hade anhöriga med diabetes, två av dessa kvinnor hade såväl fp-glukos som P-glukos som motsvarar nivåerna för diabetespatienter. Den femte gravida kvinnan hade inga anhöriga med diabetes med var själv överviktig, hade BMI = 29 före graviditeten. Trots sin övervikt så hade hon normala glukosnivåer. Under förutsättning att de två gravida kvinnorna med förhöjda glukosnivåer hade 7

normala värden innan graviditeten så har de drabbats av graviditetsdiabetes. Det är en sjukdom som kan vara ärftlig varför diabetes hos anhöriga är en riskfaktor, andra faktorer är övervikt, tidigare graviditetsdiabetes samt om kvinnan har fött barn tidigare som har vägt mer än 4,5 kg (4). Oavsett om de undersökta personerna med höga glukosnivåer är gravida eller inte så är det viktigt att de följs upp. De bör lägga om kosten till att innehålla mindre fett och socker, sluta röka samt motionera mera. De bör även göra fler mätningar och ev. medicineras för att sänka glukoskoncentrationen (4, 11). En fördel för de gravida kvinnorna är att deras graviditetsdiabetes kommer att gå över efter förlossningen (4). Sammanfattningsvis så påvisades flera fall av diabetes samt nedsatt glukostolerans bland försökspersonerna till följd av den utförda glukosbelastningen. 8

Referenser 1 Nienstedt, Hänninen, Arstila, Björkgvist, Fransson, Kvist. (1985) Människans fysiologi och anatomi. Almqvist&Wiksell Förlag AB, ISBN:21-10735-1, 253-254. 2 Marshall, Bengert. (2004) Clinical chemistry 5 th edition. Mosby, ISBN: 0-7234-3328-3, 191-194. 3 Sjukvårdsrådgivningen. P-Glukos blodsocker/varför görs undersökningen? http://www.sjukvardsradgivningen.se/artikel.asp?categoryid=26264. [2008-06-23]. 4 Sjukvårdsrådgivningen. Graviditetsdiabetes/översikt. http://www.sjukvardsradgivningen.se/artikel.asp?categoryid=26213. [2008-06-23]. 5 Västerbottens läns landsting. Laboratoriemedicin provtagningsanvisningar Glukos, S-, P-. http://websrv1.vll.se/appl/qnova/lab/qnprod.nsf/0/a9c5244a5ea16c90c12570900029f28d?ope ndocument. [2008-06-23]. 6 Västerbottens läns landsting. Laboratoriemedicin provtagningsanvisningar Glukosbelastning, fpt-. http://websrv1.vll.se/appl/qnova/lab/qnprod.nsf/(web%5cper+datum)/b302100959ca2ffbc1 2570900029DA13?opendocument. [2008-06-23]. 7 HemoCue. Tekniska specifikationer. http://www.hemocue.com/index.php?page=4020. [2006-06- 24]. 8 HemoCue. Bruksanvisning HemoCue Glukos 201 + med plasmaomräkning. http://www.hemocue.com/files/900752_se_fi_no_dk.pdf. [2006-06-24] 9 Laboration 2: Bestämning av glukos. Laborationsanvisningar, Anders Fredlander. Biomedicinska analytikerprogrammet, Biomedicinsk laboratorievetenskap, Umeå Universitet. 2008. 10 Weitgasser R, Hofmann M, Gappmayer B, Garstenauer C New, small, fast acting blood glucose meters--an analytical laboratory evaluation. Swiss Med Wkly. 2007;137 (37-38):536-40. 11 Sjukvårdsrådgivningen. Diabetes typ 2 / Översikt. http://www.sjukvardsradgivningen.se/artikel.asp?categoryid=26207 [2008-06-23]. 9

Tabell 1: Översikt över relevanta uppgifter för de försökspersoner som ingår i studien. Nr Kön Gravida Tidigare glukosbelastning Anhörig med diabetes BMI fp-glukos (mmol/l) 1 Man Nej Ja* Ja 29 10,2 2 Man Nej Ja* Ja 22 6,3 3 Man Nej Nej Ja 25 4,8 4 Man Nej Nej Nej 23 5,7 5 Man Nej Nej Nej 35 11,2 6 Kvinna Nej Ja* Ja 23 7,8 7 Kvinna Nej Nej Ja 22 5,1 8 Kvinna Nej Nej Nej 24 7,7 9 Kvinna Nej Nej Nej 23 5,6 10 Kvinna Nej Nej Nej 24 6,1 11 Kvinna Ja Nej Ja 23 8,0 12 Kvinna Ja Nej Ja 32 6,7 13 Kvinna Ja Nej Ja 27 9,2 14 Kvinna Ja Nej Ja 22 4,8 15 Kvinna Ja Nej Nej 29 5,8 *) diagnostiserad med nedsatt glukostolerans sen en tidigare glukosbelastning ) högre glukosvärde än WHOs åtgärdsgräns (6,4 mmol/l) (5) 10

Försöksperson nr Försöksperson nr Figur 1: P-Glukos (mmol/l) vid glukosbelastning hos försökspersoner med A) normalt fp-glukos och B) förhöjt fp-glukos. fp-glukos mättes vid 0h, i samband med intag av glukoslösningen. De olika kurverna avser olika personer. 11

Försöksperson nr Figur 2: P-Glukos (mmol/l) vid glukosbelastning hos fem gravida kvinnor. fp-glukos mättes vid 0h, i samband med intag av glukoslösningen. De olika kurverna avser olika personer. 12