Значение глюкозы для организма

Глюкоза – это моносахарид, является главным звеном обмена углеводов в организме, основной представитель углеводов плазмы. По своей химической природе она является альдогексозой, между двумя основными формами которой (циклической и ациклической) устанавливается определённое равновесие. Циклическая структура моносахарида (глюкопираноза) выступает в качестве отдельных звеньев олиго- и полисахаридов.

Биологические функции глюкозы:

1. Энергетическая – глюкоза является основным источником энергии для многих органов и тканей.

2. Пластическая – глюкоза участвует в построении более сложных молекул организма. Участие в образовании веществ других классов – липидов, заменимых аминокислот (аланин, аспарагиновая и глутаминовые кислоты), нуклеиновых кислот (рибозо-5-фосфат образуется в пентозо-фосфатном пути)

3. В печени глюкоза идёт на синтез глюкуроновой кислоты, которая участвует в обезвреживании фенолов, скотолов, билирубина и лекарственных веществ.

4. В эритроцитах участвует в синтезе 2,3-дифосфоглицерата, который является аллостерическим регулятором сродства кислорода к гемоглобину.

5. В ходе пентозо-фосфатного пути образуется НАДФН₂, который используется для восстановительных биосинтезов, необходим для работы редуктаз и гидроксилаз.

Методы определения содержания глюкозы в крови

Факторы преаналитической вариации, которые могут оказать влияние на результаты определения глюкозы независимо от метода:

Концентрация глюкозы в венозной крови на 10% меньше, чем в капил­лярной. Концентрация глюкозы в сыворотке и плазме на 10—13% выше, чем в цельной крови. У беременных женщин в венозной плазме на 0,5 ммоль/л выше, чем в венозной крови, в капиллярной плазме — на 0,7 ммоль/л выше, чем в капиллярной крови. Внутрииндивидуальная вариабельность концентрации глюкозы в сыворотке в среднем составляет 4,75—8,0%, межиндивидуальная — 5,4—14%.

Цитрат натрия мешает определению глюкозы в крови. Повы­шение глюкозы в крови вызывают следующие факторы: курение, голо­дание, стресс, прием пищи, кофе, гипертермия (баня, сауна), диета с низким содержанием жиров, ожирение, беременность, физические упражнения, тренировки, хирургические вмешательства, повышение температуры окружающей среды (в летнее время года). Понижение содержания глюкозы в крови вызывает прием алкоголя в больших до­зах, длительное пребывание в положении лежа, булимия, тепловой стресс, лихорадка, очень тяжелые физические упражнения. Сезонное снижение концентрации глюкозы наблюдается весной.

Ряд лекарств: глюкоза (в том числе и в инфузионных растворах), кофеин, адреналин, АКТГ, кортикостероиды, тироксин, эстрогены, пероральные контрацептивы, индометацин, карбонат лития, диуретики, в том числе тиазидовые, триампур, завышают результаты. Анаболиче­ские стероиды (у больных диабетом), ацетоаминофен в токсичных дозах, антигистаминные препараты, ацетилсалициловая кислота, эта­нол, аналоги гуанетидина, ингибиторы МАО, триметамин, пропранолол занижают результаты.

В моче результаты могут быть завышены при примене­нии парааминосалициловой кислоты (ПАСК), кортикостероидов, диуре­тиков тиазидового ряда, карбамазепина, D-тироксина, карбоната лития, никотиновой кислоты, ЭДТУК, введения кадмия, отравлении свинцом и скипидаром. Физиологическая глюкозурия наблюдается у беременных. Снижение экскреции глюкозы с мочой вызывает бессонница. Ложнопо­ложительные результаты наблюдаются при приеме аскорбиновой ки­слоты, леводопа, тетрациклина, ртутных диуретиков. Занижение результа­тов наблюдается при высокой экскреции 5-оксииндолилуксусной кисло­ты, кетонов, билирубина, мочевой кислоты. Низкое значение рН мочи и высокая концентрация солей в ней занижают результаты определения концентрации глюкозы в моче. При длительном стоянии проб при комнатной температуре результаты могут быть занижены вследствие гликолиза в присутствии бактерий.

Классификация методов определения содержания глюкозы в крови:

1. Редуктометрические

2. Колориметрические неферментные

3. Ферментные (именно они в основном сейчас используются в КДЛ)

Редуктометрические методы

Основаны на свойстве глюкозы восстанавливать соли тяжелых металлов в щелочной среде. К этим методам относится и став­ший уже «историческим» титрометрический способ Хагедорна и Йенсена (1923), в котором ис­пользуется способность альдогексозы (глюкозы) восстанавливать при кипячении в щелочной среде железосинеродистый калий (крас­ную кровяную соль) в железисто-синеродистый (желтую кровяную соль). Ввиду того, что в плазме присутствует ряд соединений, не относящихся к углеводам, но обладающих восстанавливающими свойствами (мочевая кислота, глютатион, креатинин), определяемая концентрация оказывается значительно выше истинного уровня глюкозы. В этом заключается недостаток всех редуктометрических методов определения концентрации глюкозы.

Величина так называемой остаточной редук­ции, представляющая собой разность между уровнями «кажуще­гося сахара» и глюкозы в крови, есть величина постоянная, не зависящая, в частности, от приема глюкозы, введения инсулина.

Колориметрические неферментные методы

Базируются на образовании окрашенных соединений благодаря как способности глюкозы восстанавливать некоторые химические вещества, так и их свой­ству давать с определенными реактивами цветные комплексы, поглощающие свет в видимой области спектра.

Наиболее старым, давно известным способом определения содержания глюкозы в сыворотке крови является метод, основы­вающийся на ее способности восстанавливать двухвалентные ионы меди в одновалентные. При нагревании восстановленные ионы меди дают закись меди, содержание которой может быть установлено с использованием разных реакций.

Химическими (неферментными) способами определения со­держания глюкозы являются: методы Фолина—Ву (1919), Сомоджи (1933), Крезелиуса—Зейферта (1928, 1942) и др.

В методе Фолина—Ву используется свойство окиси меди, образующейся из тартрата меди под воздействием глюкозы, преобразовывать молибдотустенговую кислоту в интенсивно окрашенный комплекс (способ прост в исполнении, недостатком его является отсутствие строго прямо пропорциональной зависимости между увеличением концентрации глюкозы в крови и возрастанием оптической плотности фотометрируемого раствора).

Метод Сомоджи состоит в фотометрическом учете образования молибденовой ла­зури, в которую превращается арсеномолибденовая кислота под влиянием закиси меди, возникающей, в свою очередь, из гидрата окиси меди путем ее восстановления глюкозой (этот метод неспе­цифичен, трудоемок и в настоящее время практически не ис­пользуется в клинико-диагностических лабораториях).

Метод Крезелиуса—Зейферта базируется на восстановлении глюкозой (и другими редуцирующими веществами) пикриновой кислоты в пикраминовую с последующим ее колориметрированием (подобным свойством обладают и некоторые другие содер­жащиеся в плазме вещества). Результаты, получаемые с примене­нием этого быстрого в исполнении способа, имеют ориентиро­вочное значение: ошибка может достигать 10—20%.

Для определения содержания глюкозы используется реагент «неокуприн» — 2,9-диметил-1,10-фенантролин. Это соединение может быть восстановлено ионами одновалентной меди в форму интенсивно окрашенного комплекса. Несмотря на то, что данная реакция более чувствительна, чем аналогичные, основывающие­ся на ней методы недостаточно специфичны.

Бенедикт-модификация методов, базирующихся на восста­навливающих способностях ионов меди, еще и сейчас применя­ется для полуколичественного метода определения содержания глюкозы в моче. Эта процедура, отражающая общее содержание восстанавливающих компонентов в моче, состоит в образовании красной закиси меди и преципитации желтой гидроокиси одно­валентной меди. Под влиянием больших концентраций глюкозы раствор становится более красным. В комбинации со специфич­ным — энзиматическим определением глюкозы реакция Бене­дикта может быть использована как скрининговая для выявления генетических нарушений метаболизма углеводов у новорожден­ных.

Протекающая в щелочной среде феррицианидная реакция ис­пользуется для оценки содержания глюкозы по ее способности восстанавливать желтый феррицианид в ферроцианид.

Ортотолуидиновая реакция основывается на способности многих ароматических аминов взаимодействовать в кислом растворе с альдегидной группой глюкозы с образо­ванием глюкозаминов. В ходе реакции из глюкозы сначала обра­зуется 5-гидроксиметилфурфурол, который затем конденсирует­ся с образованием цветного комплекса зеленого цвета: первона­чальный продукт реакции — похожий на нестабильный N-глюкозид — переходит в более стабильную форму шиффового осно­вания. Применение в лабораторной прак­тике ароматического амина ортотолуидина влечет за собой опас­ность карциногенеза. Ортотолуидиновый метод (Гультмана в модификации Хиваринена—Никкила) прост в исполнении, достаточно точен и спе­цифичен, поэтому приобрел известность в клинико-диагностических лабораториях лечебно-профилактических учреждений как ручной метод выполнения анализов.

При использовании ортотолуидинового метода результаты завы­шаются аскорбиновой кислотой, декстраном, фруктозой, галактозой, рибозой, ксилозой, маннозой. Формальдегид изменяет окрашивание на оранжевое (при определении глюкозы в моче).

Исследования Е.Г. Григоряна и И. 3. Кароша(1978) показали, что ортотолуидин с успехом может быть заменен анилином. Этот метод, сохраняя специфичность ортотолуидинового, оказывается еще более чувствительным. Правда, для фотометрии раствора приходится использовать монохроматический световой поток в ультрафиолетовой области спектра (с длиной волны 365 нм, 340— 380 нм). Все остальные условия выполнения анализа аналогичны таковым, применяемым в ортотолуидиновом методе определения глюкозы. Поскольку анилин оказывает менее выраженное вред­ное воздействие на организм, замену ортотолуидинового реакти­ва на анилиновый можно было бы считать оправданной.

Достоинство ортотолуидинового метода состоит прежде всего в том, что он может быть реализован с приме­нением обычной фотометрической аппаратуры, не оснащенной термостатирующим кюветы устройством.

Метод с антроновым реактивом по Моррису (1948) и Роэ (1955) — антроновый способ — заключается в фотометрировании окрашенного комплекса, формирующегося в результате соедине­ния антрона с углеводами (точные результаты могут быть получе­ны только при использовании реактивов высокой степени чисто­ты и соблюдении постоянной температуры реакции).