Analisi Biochimico-Cliniche - Diabete mellito Aspetti fisiopatologici, test di laboratorio
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Analisi Biochimico-Cliniche
Diabete mellito – 1
Aspetti fisiopatologici, test di laboratorio,
glucosio
Euglicemia: Glucosio 3,5-6,0 mmol/L
2
1Insulina e metabolismo
z Cellule: trasporto del glucosio, sintesi macromolecole
glucidiche e proteiche, proliferazione
z Organismo: regolazione del metabolismo dei substrati in
relazione alla disponibilità di cibo
{ Dopo pranzo: deposito (fegato, muscolo, tessuto adiposo)
{ Digiuno: mobilizzazione dei depositi
z Regolazione epatica della glicemia
{ Glucosio-6 fosfatasi
{ Utilizzo di amminoacidi e gluconeogenesi
3
4
2Diabete mellito
Un gruppo eterogeneo di malattie caratterizzate da un
metabolismo anormale dei CARBOIDRATI, causato da
un DEFICT DI INSULINA assoluto (tipo 1) o relativo (tipo
2), che provoca IPERGLICEMIA
5
muscolo
GLUCOSIO
t.adiposo
GLUCOSIO
fegato
t.adiposo
6
3IPERGLICEMIA
Glucosio > 7,8 mmol/L
7
Sintomi del diabete mellito
z Principali: sete, poliuria, dimagrimento, astenia
z Secondari: crampi, stipsi, visione offuscata,
candidiasi, infezioni cutanee
z Segni di chetoacidosi: nausea, vomito,
sonnolenza, dolori addominali
8
4Diabete tipo 1, sviluppo
Geni di suscettibilità
(fattori ambientali) induzione
Espressione di antigeni
membrane beta cellule
presentazione Ag attivazione e "homing" sulle cellule β
cellule T-helper
Distruzione cellulare distruzione Markers
T-citotossici - antigeni HLA classe II
DR3, DR4 (DR2: protettivo)
macrofagi - anticorpi anticellule
B-linfociti (Ab) - anticorpi antiinsulina
9
Stages in Development of Type 1 Diabetes
GENETICALLY AT RISK
MULTIPLE ANTIBODY
POSITIVE
LOSS OF FIRST PHASE
BETA CELL MASS
INSULIN RESPONSE
GENETIC INSULITIS
PREDISPOSITION BETA CELL INJURY
“PRE”-
DIABETES
DIABETES
TIME
NEWLY DIAGNOSED 10
DIABETES
5Possibile patogenesi
del Diabete di tipo 2
Iperalimentazione
Difetto del glucorecettore Ridotta massa
beta cellulare
Obesità
Carenza relativa di insulina
Iperinsulinemia
Insulinoresistenza
IPERGLICEMIA
11
Diabete secondario
z Malattie pancreatiche
{ Pancreatite, emocromatosi, neoplasia, resezione chirurgica,
fibrosi cistica
z Malattie endocrine
{ Morbo di Cushing, acromegalia, glucagonoma,
tireotossicosi, feocromocitoma
z Farmaci
{ Corticosteroidi, diuretici, diazzossido, fentoina
12
6Complicanze acute
z Ipoglicemia
{ Molto comune, potenzialmente letale
z Chetoacidosi diabetica
{ DM t 1 per traumi, infezioni, infarto miocardico (mortalità 1 –
4 %)
z Stato iperosmolare non chetotico
{ DM t 2, anziani, sviluppo lento (mortalità 10 – 40 %)
z Acidosi lattica
{ DM t1, per ipossia
{ DM t2, inibizione metabolismo epatico del lattato
{ Mortalità > 50 %
13
Epidemiologia
Prevalenza in Italia: circa 2 milioni (3,5 %)
Tipo 1: circa 5 %
Tipo 2: circa 90 %
Incidenza Nord-Italia: 5-6/100.000 nuovi casi/anno
Prevalenza nel mondo
2001: circa 140.000.000
2025: circa 300.000.000
14
715
Frequenza del diabete e dell’intolleranza al
glucosio in funzione dell’età
età diabete diabete intolleranza al
diagnosticato non diagnosticato glucosio
45 – 54 3,8 1,3 4,4
55 – 64 9,5 1,8 6,4
65 – 74 10,0 5,0 10,0
oltre i 75 11,3 5,0 19,4
Garancini et al, 1995
16
8Rischi associati al diabete mellito
malattia rischio rispetto
ai non diabetici
Cecità 20 volte
Insufficienza renale 25 volte
Amputazione 40 volte
Infarto miocardico 2 – 5 volte
Ictus 2 – 3 volte
Nathan, N Engl J Med 1993
17
Diabete mellito (classificazione eziologica)
I. Diabete di tipo 1 (caratterizzato da distruzione delle β-cellule,
solitamente comportante un deficit assoluto di insulina)
A. Immuno-mediato
B. Idiopatico (LADA)
II. Diabete di tipo 2 (può variare da predominantemente insulino-
resistente e relativamente insulino-deficente, a predominantemente
insulino-deficente e relativamente poco insulino-resistente)
III. Altri tipi specifici
A. Difetti genetici della funzionalità β-cellulare
B. Difetti genetici dell’azione insulinica
C. Malattie del pancreas esocrino
D. Endocrinopatie
E. Malattie indotte da farmaci o sostanze chimiche
F. Infezioni
G. Rare forme di diabete immuno-mediato
H. Altre sindromi genetiche a volte associate al diabete
IV. Diabete mellito gestazionale
18
9Trasduzione del segnale insulinico
Glut-4
pp-120
IRS-1 Prot SH2
IRS-2 PI-3 chinasi
IRS-3
IRS-4
MAPK
PKB
SgK
19
Diabete Gestazionale
z Prevalenza: oltre 5 % delle gravidanze
z Definizione:
Intolleranza ai CHO di vario grado e severità, con
inizio o primo riscontro durante la gravidanza
z Screening: OGCT (50g)
z Diagnosi: OGTT (100 o 75g)
z Classificazione dopo il parto:
NGT, IFG, IGT, Diabete
Lapolla, 2001
20
10Caratteristiche cliniche del LADA
(Latent Autoimmune Diabetes of the Adult)
z Prevalenza: circa il 10 % del diabete dell’adulto
z Età d’esordio generalmente superiore ai 35 anni
z Quadro d’esordio lento od attenuato
z Sviluppo graduale di insulino-dipendenza
z Frequente presenza di anticorpi antiGAD
21
Altre condizioni patologiche a rischio di evoluzione a
diabete mellito
z Ridotta tolleranza al glucosio (IGT:
impaired glucose tolerance)
z Alterata glicemia a digiuno (IFG:
impaired fasting glucose)
22
11American Diabetes Association
Categorie della glicemia a digiuno (FPG)
Fasting Plasma Glucose
mg/dl mmol/l
Normale < 110 < 6.1
IFG 110 - 125 6.1 - 6.9
Diabete > 126 > 7.0
Diabetes Care 20, 1183-97, 1997
23
American Diabetes Association
Categorie della glicemia 2h PG
2h Plasma Glucose
mg/dl mmol/l
Normale < 140 < 7.8
IGT 140 - 199 7.8 - 11.0
Diabete ≥ 200 > 11.1
Diabetes Care 20, 1183-97, 1997
24
12Screening del diabete mellito in soggetti
presumibilmente sani.
Su tutti gli adulti al di sopra dei 45 anni di età glicemia a digiuno ogni 3 anni,
a meno che il soggetto abbia già una diagnosi di diabete mellito. La misura
della glicemia a digiuno si deve fare in età inferiore e con cadenza più
ravvicinata nei soggetti che presentino:
• Obesità (? 120 % del peso corpoeo desiderabile o indice di massa
corporeo ? 27 kg/m2)
• Parentela di primo grado con un paziente diabetico
• Appartenenza ad un gruppo etnico ad alto rischio
a
• Precedente esperienza di diabete gestazionale o parto di neonato
sovrapeso (> 4.1 kg)
• Ipertensione (? 140/90)
• Bassa concentrazione del colesterolo-HDL nel siero (< 35 mg/dL)
• Elevata concentrazione di trigliceridi nel siero (> 200 mg/dL)
• Precedente storia di IFG od IGT
a
Afro-americani, ispano-americani, nativi americani, asio-americani
25
DM, ruolo del laboratorio
fasi test di laboratorio
PREDIZIONE AutoAb
SCREENING Glucosio
DIAGNOSI Glucosio, corpi chetonici,
AutoAb
CONTROLLO METAB. Corpi chetonici, Hb A1c
PREVISIONE HbA1c, insulina, lipidi, u-
COMPLICANZE albumina, fibrinogeno
26
13Qualità dei dati di laboratorio
z Le linee guida mediche spesso non tengono in
considerazione le caratteristiche di performance dei test
di laboratorio
z La qualità dei dati non è uguale in tutti i laboratori
z La qualità dei dati serve a migliorare la qualità delle cure
dei malati
27
Qualità dei dati di laboratorio
z Scelta appropriata dei test di laboratorio
z Valutazione delle variabili pre-analitiche
z Traguardi analitici
z Tempo di risposta
z Intervalli di riferimento e criteri di utilizzo clinico
z Frequenza di utilizzo
28
14Variabilità biologica e traguardi analitici
desiderabili.
parametro Variabilità biologica Traguardo di Errore totale
Inter- Intra- variab. anal. ammiss.
(CVB, %) (CVW, %) (CVa, %) (ETa , %)
Glucosio 7.5 4.8 2.4 6.9
(plasma)
Colesterolo totale 17.7 6.6 2.1 8.8
(plasma, siero)
Colesterolo HDL nd 6.6 3.8 nd
(plasma, siero)
Insulina 26.0 26.0 6.6 22.1
(siero)
Emoglobina glicata 3.5 5.7 2.5 6.6
(sangue)
Albumina (5.0) 29.9 15.0 (42.9)
(urine 24h)
Albumina/creatinina nd 37.0 nd nd
(urine 24 h)
29
glucosio
z50 – 55 % delle calorie della dieta
giornaliera è rappresentato da glucidi:
{240-260 g amido
{ 50-60 g saccarosio
{ 5-10 g lattosio
{ 5-10 g fruttosio
30
15Regolazione del metabolismo del glucosio
z Ormoni
-insulina - glucagone
- cortisolo (gluconeogenesi)
- adrenalina (stress)
- somatomedine (IGF I e II)
31
Glicemia - variazioni giornaliere
M. Luzzana, 1999
32
16Ipoglicemia (1/3)
↓ glicemia (< 83 mg/dL) → ↓ insulinemia
↓ glicemia (< 68 mg/dL) → ↑ glucagone
(GH, cortisolo)
Diagnosi
9 Disfunzioni SNC
9 Glicemia < 40 mg/dL
9 Sintomi scompaiono dopo somministrazione di G
33
Ipoglicemia (2/3)
Nell’adulto • diabete mellito
• alcoolismo
• sepsi
• insulinoma
Nel bambino • Aumento utilizzazione glucosio
• Alterazioni metabolismo glicogeno
• Chetogenesi
• Riduzione gluconeogenesi
• Varie cause metaboliche e patologiche
34
17Ipoglicemia (3/3)
• A digiuno
- Insulinomi
- Neoplasie non pancreatiche
- Insufficienze endocrine
- Insufficienze epatiche
• Post-prandiale
- Alcool
- Farmaci
- Interventi chirurgici
35
Metodo di riferimento (27 % utenti in Lombardia)
HK, Mg++
ATP ADP
Glucosio
Glucosio-6-P
G6PD
Glucosio-6-P 6-P-Gluconato
36
18Metodo alla GOD (61 % utenti in Lombardia)
GOD
POD
2H2O2 + 4 4-amino antipirina + fenolo Æ 4H2O + chinino-imina
Inibitori GOD: Ag+, Hg2+, Cu2+. Il binding del FAD è inibito da diversi nucleotidi.
Metodo: La velocità di reazione è misurata dall’aumento dell’assorbanza a 460 nm che
deriva dalla ossidazione della o-dianisidina attraverso una reazione accoppiata
catalizzata dalla perossidasi. Optimum di reazione a pH 6.0. La GOD è specifica per
l’anomero β del glucosio.
37
Reazione di Trinder
N POD
2 HO OH +4 N + HO
acqua
ossigenata NH2 fenolo
O
4-amino antipirina
N
+ 4 H2O
N
O HO
HN λ= 480-520
chinino imina
38
19Glicemia - punti di attenzione (1/5)
z Digiuno overnight (8 ore)
z Separare il plasma entro 60 min; altrimenti
usare NaF per inibire la glicolisi (10 mg/dL
all'ora)
z Plasma: campione raccomandato per la
diagnosi
z Differenze tra plasma, sangue intero,
sangue capillare
z Modalità di prelievo
AACC National Meeting, 2000
39
Provette con anticoagulante
40
20Provette con gel separatore ed
acceleratore tappo rosso
41
Glicemia - punti di attenzione (2/5)
z Farmaci (ac. ascorbico, metil-DOPA,
acetaminofen) ed interferenze su GOD
z Ascorbato, bilirubina, acido urico ed
interferenze su Trinder
z TAT max di 30 min in caso di ipo- od
iperglicemia
AACC National Meeting, 2000
42
21Glicemia - punti di attenzione (3/5)
z Traguardi analitici
{Imprecisione 3,3 %
{Bias 2,5 %
{Errore totale 7,9 %
AACC National Meeting, 2000
43
Glicemia - punti di attenzione (4/5)
z Intervalli di riferimento (adulti, plasma)
74 – 106 mg/dL
zValori critici
{Basso 484 mg/dL (110 – 1000 mg/dL)
44
22Glicemia - punti di attenzione (5/5)
z Variabilità intra-individuale, CVi = 5 – 15 %
z Riproducibilità risultato glicemia a digiuno:
entro il 10 %: nel 71 % dei casi
entro il 20 %: nel 97 % dei casi
z Esempio: CVi = 14 %, gluc. = 126 mg/dL --> C.I. = 108
- 144 mg/dL
AACC National Meeting, 2000
45
• Variabilità del risultato tra utenti
della stessa metodica: circa 4 %
(CV, %)
Sacks, 1999
46
23Studio GDM, Rimini 19.9.2002
47
48
24Glicemia - principi di alcuni sensori
Diabetici tipo 1: 3 volte al giorno
49
50
25Conclusions: The analytical quality of SMBG
among patients was poorer than, and could not
be predicted from, the performance of the
meters in the hands of a technician. We suggest
that new instruments be tested in the hands of
patients who are trained on meter use in a
routine way.
Skeie et al, Clin Chem 2002
51
[Gluc]arterioso > 2-3 mg/dL [Gluc]venoso a digiuno
[Gluc]arterioso > 15 % [Gluc]venoso dopo carico
(assorbimento periferico)
Effetto ematocrito critico a volte per
Hct < 20-25 %
Hct > 60-65 %
52
2653
54
27SCIENTIFIC DIVISION
RECOMMENDATION WG-SEPOCT (2004)
z Reporting the concentration of glucose in plasma
(with the unit mmol/l) irrespective of sample type
or measurement technique.
z A constant factor of 1,11 is used to convert
concentration in whole blood to the equivalent
concentration in the pertinent plasma.
55
Diabete, grave
OGTT
Diabete, lieve 0, 30’, 60’, 90’, 120’
Normale ?
Ipertiroidismo
0, 60’, 120’
Epatopatia
J Wallach, 2000
56
28OGTT – aspetti analitici
z Effettuare il test dopo 3 giorni di dieta ed
attività fisica normale
z No fumo durante il test
z 75 g glucosio anidro + 250-300 mL acqua, 5’
z Glicemia basale e dopo 2 ore
57
OGTT - Riproducibilità
z prima OGTT su 212 soggetti: Normali 78
Diabetici 41
IGT 93
z seconda OGTT: Normali 121
Diabetici 33
IGT 58
• La riproducibilità globale è di circa il 65 %
• Effetto variabile della somministrazione della soluzione
iperosmolare di glucosio sullo svuotamento gastrico
• Iperglicemia indotta da stress e cambiamento delle abitudini
alimentari (dopo il risultato della prima OGTT)
M. Plebani, 2001
58
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