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Analisi Biochimico-Cliniche

Diabete mellito Diabete mellito –– 11Aspetti fisiopatologici, test di laboratorio,Aspetti fisiopatologici, test di laboratorio,

glucosioglucosio

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Euglicemia: Glucosio 3,5-6,0 mmol/L

2

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Insulina e metabolismo

Cellule: trasporto del glucosio, sintesi macromolecole glucidiche e proteiche, proliferazioneOrganismo: regolazione del metabolismo dei substrati in relazione alla disponibilità di cibo

Dopo pranzo: deposito (fegato, muscolo, tessuto adiposo)Digiuno: mobilizzazione dei depositi

Regolazione epatica della glicemiaGlucosio-6 fosfatasiUtilizzo di amminoacidi e gluconeogenesi

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3

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Diabete 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

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t.adiposo

fegato

t.adiposo

muscolo

GLUCOSIO

GLUCOSIO

4

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IPERGLICEMIA

Glucosio > 7,8 mmol/L

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Sintomi del diabete mellito

Principali: sete, poliuria, dimagrimento, asteniaSecondari: crampi, stipsi, visione offuscata, candidiasi, infezioni cutaneeSegni di chetoacidosi: nausea, vomito, sonnolenza, dolori addominali

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Diabete tipo 1, sviluppo

Distruzione cellulareT-citotossicimacrofagi

B-linfociti (Ab)

presentazione Agcellule T-helper

Espressione di antigenimembrane beta cellule

Geni di suscettibilità(fattori ambientali)

Markers- antigeni HLA classe II

DR3, DR4 (DR2: protettivo)- anticorpi anticellule- anticorpi antiinsulina

induzione

attivazione e "homing" sulle cellule β

distruzione

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LOSS OF FIRST PHASE LOSS OF FIRST PHASE INSULIN RESPONSE INSULIN RESPONSE

TIMETIME

Stages in Development of Type 1 DiabetesStages in Development of Type 1 Diabetes

BET

A C

ELL

MA

SSB

ETA

CEL

L M

ASS

DIABETES

“PRE”-DIABETES

GENETICPREDISPOSITION

INSULITISBETA CELL INJURY

NEWLY DIAGNOSED DIABETES

MULTIPLE ANTIBODY MULTIPLE ANTIBODY POSITIVEPOSITIVE

GENETICALLY AT RISK

6

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Possibile patogenesidel Diabete di tipo 2

IPERGLICEMIA

Insulinoresistenza

Iperinsulinemia

Obesità

Iperalimentazione

Carenza relativa di insulina

Difetto del glucorecettore Ridotta massabeta cellulare

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Diabete secondario

Malattie pancreatichePancreatite, emocromatosi, neoplasia, resezione chirurgica, fibrosi cistica

Malattie endocrineMorbo di Cushing, acromegalia, glucagonoma, tireotossicosi, feocromocitoma

FarmaciCorticosteroidi, diuretici, diazzossido, fentoina

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Complicanze acute

IpoglicemiaMolto comune, potenzialmente letale

Chetoacidosi diabeticaDM t 1 per traumi, infezioni, infarto miocardico (mortalità 1 –4 %)

Stato iperosmolare non chetoticoDM t 2, anziani, sviluppo lento (mortalità 10 – 40 %)

Acidosi latticaDM t1, per ipossiaDM t2, inibizione metabolismo epatico del lattatoMortalità > 50 %

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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 mondo2001: circa 140.000.0002025: circa 300.000.000

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Frequenza del diabete e dell’intolleranza al glucosio in funzione dell’età

età diabetediagnosticato

diabetenon diagnosticato

intolleranza alglucosio

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

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Rischi associati al diabete mellito

malattia rischio rispettoai 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

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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

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pp-120IRS-1IRS-2IRS-3IRS-4

Glut-4

Prot SH2PI-3 chinasi

MAPKPKBSgK

Trasduzione del segnale insulinico

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Prevalenza: oltre 5 % delle gravidanzeDefinizione:Intolleranza ai CHO di vario grado e severità, coninizio o primo riscontro durante la gravidanza

Screening: OGCT (50g)Diagnosi: OGTT (100 o 75g)Classificazione dopo il parto:

NGT, IFG, IGT, Diabete

Diabete Gestazionale

Lapolla, 2001

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Caratteristiche cliniche del LADA(Latent Autoimmune Diabetes of the Adult)

Prevalenza: circa il 10 % del diabete dell’adultoEtà d’esordio generalmente superiore ai 35 anniQuadro d’esordio lento od attenuatoSviluppo graduale di insulino-dipendenzaFrequente presenza di anticorpi antiGAD

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Altre condizioni patologiche a rischio di evoluzione a diabete mellito

Ridotta tolleranza al glucosio (IGT: impaired glucose tolerance)Alterata glicemia a digiuno (IFG: impaired fasting glucose)

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American Diabetes AssociationCategorie 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

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American Diabetes AssociationCategorie della glicemia 2h PG

Diabetes Care 20, 1183-97, 1997

2h Plasma Glucosemg/dl mmol/l

Normale < 140 < 7.8IGT 140 - 199 7.8 - 11.0

Diabete ≥ 200 > 11.1

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Screening 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 misuradella 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 rischioa • 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

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DM, ruolo del laboratorio

fasi test di laboratorio

PREDIZIONE AutoAb

SCREENING Glucosio

DIAGNOSI Glucosio, corpi chetonici, AutoAb

CONTROLLO METAB. Corpi chetonici, Hb A1c

PREVISIONE COMPLICANZE

HbA1c, insulina, lipidi, u-albumina, fibrinogeno

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Qualità dei dati di laboratorio

Le linee guida mediche spesso non tengono in considerazione le caratteristiche di performance dei test di laboratorioLa qualità dei dati non è uguale in tutti i laboratoriLa qualità dei dati serve a migliorare la qualità delle cure dei malati

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Qualità dei dati di laboratorio

Scelta appropriata dei test di laboratorioValutazione delle variabili pre-analiticheTraguardi analiticiTempo di rispostaIntervalli di riferimento e criteri di utilizzo clinicoFrequenza di utilizzo

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Variabilità biologica e traguardi analitici desiderabili.

parametro Variabilità biologica Inter-

(CVB, %)Intra-

(CVW, %)

Traguardo di variab. anal.

(CVa, %)

Errore totale ammiss. (ETa , %)

Glucosio (plasma)

7.5 4.8 2.4 6.9

Colesterolo totale (plasma, siero)

17.7 6.6 2.1 8.8

Colesterolo HDL (plasma, siero)

nd 6.6 3.8 nd

Insulina (siero)

26.0 26.0 6.6 22.1

Emoglobina glicata (sangue)

3.5 5.7 2.5 6.6

Albumina (urine 24h)

(5.0) 29.9 15.0 (42.9)

Albumina/creatinina (urine 24 h)

nd 37.0 nd nd

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glucosio

50 – 55 % delle calorie della dieta giornaliera è rappresentato da glucidi:

240-260 g amido50-60 g saccarosio5-10 g lattosio5-10 g fruttosio

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Ormoni-insulina - glucagone

- cortisolo (gluconeogenesi)- adrenalina (stress)- somatomedine (IGF I e II)

Regolazione del metabolismo del glucosio

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Glicemia - variazioni giornaliere

M. Luzzana, 1999

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Ipoglicemia (1/3)

↓ glicemia (< 83 mg/dL) → ↓ insulinemia

↓ glicemia (< 68 mg/dL) → ↑ glucagone(GH, cortisolo)

DiagnosiDisfunzioni SNCGlicemia < 40 mg/dLSintomi scompaiono dopo somministrazione di G

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Ipoglicemia (2/3)

• diabete mellito• alcoolismo• sepsi• insulinoma

Nell’adulto

Nel bambino • Aumento utilizzazione glucosio• Alterazioni metabolismo glicogeno• Chetogenesi• Riduzione gluconeogenesi• Varie cause metaboliche e patologiche

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Ipoglicemia (3/3)

• A digiuno- Insulinomi- Neoplasie non pancreatiche- Insufficienze endocrine- Insufficienze epatiche

• Post-prandiale- Alcool- Farmaci- Interventi chirurgici

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HK, Mg++

ATPGlucosio

Glucosio-6-P

Glucosio-6-P 6-P-Gluconato

Metodo di riferimento (27 % utenti in Lombardia)

ADP

G6PD

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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.

Metodo alla GOD (61 % utenti in Lombardia)

GOD

2H2O2 + 4 4-amino antipirina + fenolo 4H2O + chinino-iminaPOD

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Reazione di Trinder

O

NN

NH2

HOOHHO

O

N

N

HO

HN

4-amino antipirina

fenoloacqua

ossigenata

chinino imina

2 + 4 +POD

+ 4 H2O

λ= 480-520

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Glicemia - punti di attenzione (1/5)

Digiuno overnight (8 ore)Separare il plasma entro 60 min; altrimenti usare NaF per inibire la glicolisi (10 mg/dL all'ora)Plasma: campione raccomandato per la diagnosiDifferenze tra plasma, sangue intero, sangue capillareModalità di prelievo

AACC National Meeting, 2000

40

Provette con anticoagulante

21

41

Provette con gel separatore ed acceleratore tappo rosso

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Glicemia - punti di attenzione (2/5)

Farmaci (ac. ascorbico, metil-DOPA, acetaminofen) ed interferenze su GODAscorbato, bilirubina, acido urico ed interferenze su TrinderTAT max di 30 min in caso di ipo- od iperglicemia

AACC National Meeting, 2000

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Glicemia - punti di attenzione (3/5)

Traguardi analitici

Imprecisione 3,3 %Bias 2,5 %Errore totale 7,9 %

AACC National Meeting, 2000

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Glicemia - punti di attenzione (4/5)

Intervalli di riferimento (adulti, plasma)74 – 106 mg/dL

Valori criticiBasso <46 mg/dL (30 – 70 mg/dL)Alto >484 mg/dL (110 – 1000 mg/dL)

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Glicemia - punti di attenzione (5/5)

Variabilità intra-individuale, CVi = 5 – 15 %

Riproducibilità risultato glicemia a digiuno:entro il 10 %: nel 71 % dei casientro il 20 %: nel 97 % dei casi

Esempio: CVi = 14 %, gluc. = 126 mg/dL --> C.I. = 108 - 144 mg/dL

AACC National Meeting, 2000

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• Variabilità del risultato tra utenti della stessa metodica: circa 4 % (CV, %)

Sacks, 1999

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Studio GDM, Rimini 19.9.2002

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Glicemia - principi di alcuni sensori

Diabetici tipo 1: 3 volte al giorno

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Conclusions: The analytical quality of SMBG among patients was poorer than, and could notbe predicted from, the performance of the meters in the hands of a technician. We suggestthat 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

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[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 %

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Reporting the concentration of glucose in plasma (with the unit mmol/l) irrespective of sample type or measurement technique.A constant factor of 1,11 is used to convert concentration in whole blood to the equivalent concentration in the pertinent plasma.

RECOMMENDATION WG-SEPOCT (2004)

SCIENTIFIC DIVISION

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Diabete, grave

Normale

Ipertiroidismo

Diabete, lieve

Epatopatia

OGTT

J Wallach, 2000

0, 30’, 60’, 90’, 120’

0, 60’, 120’

?

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OGTT – aspetti analitici

Effettuare il test dopo 3 giorni di dieta ed attività fisica normaleNo fumo durante il test75 g glucosio anidro + 250-300 mL acqua, 5’Glicemia basale e dopo 2 ore

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OGTT - Riproducibilità

prima OGTT su 212 soggetti: Normali 78Diabetici 41IGT 93

seconda OGTT: Normali 121Diabetici 33IGT 58

• La riproducibilità globale è di circa il 65 %

M. Plebani, 2001

• 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)