Analisi Biochimico-Cliniche

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1 Analisi Biochimico-Cliniche Diabete mellito 1 Aspetti fisiopatologici, test di laboratorio, glucosio Euglicemia: Glucosio 3,5-6,0 mmol/l 2 1

2 Insulina e metabolismo Cellule: trasporto del glucosio, sintesi macromolecole glucidiche e proteiche, proliferazione Organismo: 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 glicemia Glucosio-6 fosfatasi Utilizzo di amminoacidi e gluconeogenesi 3 4 2

3 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 5 muscolo t.adiposo GLUCOSIO GLUCOSIO fegato t.adiposo 6 3

4 IPERGLICEMIA Glucosio > 7,8 mmol/l 7 Sintomi del diabete mellito Principali: sete, poliuria, dimagrimento, astenia Secondari: crampi, stipsi, visione offuscata, candidiasi, infezioni cutanee Segni di chetoacidosi: nausea, vomito, sonnolenza, dolori addominali 8 4

5 Diabete tipo 1, sviluppo Geni di suscettibilità (fattori ambientali) induzione Espressione di antigeni membrane beta cellule presentazione Ag cellule T-helper attivazione e "homing" sulle cellule β Distruzione cellulare T-citotossici macrofagi B-linfociti (Ab) distruzione Markers - antigeni HLA classe II DR3, DR4 (DR2: protettivo) - anticorpi anticellule - anticorpi antiinsulina 9 Stages in Development of Type 1 Diabetes GENETICALLY AT RISK MULTIPLE ANTIBODY POSITIVE BETA CELL MASS GENETIC PREDISPOSITION INSULITIS BETA CELL INJURY LOSS OF FIRST PHASE INSULIN RESPONSE PRE - DIABETES DIABETES TIME NEWLY DIAGNOSED DIABETES 10 5

6 Possibile patogenesi del Diabete di tipo 2 Iperalimentazione Obesità Iperinsulinemia Difetto del glucorecettore Carenza relativa di insulina Ridotta massa beta cellulare Insulinoresistenza IPERGLICEMIA 11 Diabete secondario Malattie pancreatiche Pancreatite, emocromatosi, neoplasia, resezione chirurgica, fibrosi cistica Malattie endocrine Morbo di Cushing, acromegalia, glucagonoma, tireotossicosi, feocromocitoma Farmaci Corticosteroidi, diuretici, diazzossido, fentoina 12 6

7 Complicanze acute Ipoglicemia Molto comune, potenzialmente letale Chetoacidosi diabetica DM t 1 per traumi, infezioni, infarto miocardico (mortalità 1 4 %) Stato iperosmolare non chetotico DM t 2, anziani, sviluppo lento (mortalità %) 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/ nuovi casi/anno Prevalenza nel mondo 2001: circa : circa

8 15 Frequenza del diabete e dell intolleranza al glucosio in funzione dell età età diabete diagnosticato diabete non diagnosticato intolleranza al glucosio ,8 1,3 4, ,5 1,8 6, ,0 5,0 10,0 oltre i 75 11,3 5,0 19,4 Garancini et al,

9 Rischi associati al diabete mellito malattia Cecità Insufficienza renale Amputazione Infarto miocardico Ictus rischio rispetto ai non diabetici 20 volte 25 volte 40 volte 2 5 volte 2 3 volte Nathan, N Engl J Med 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. III. Diabete di tipo 2 (può variare da predominantemente insulinoresistente e relativamente insulino-deficente, a predominantemente insulino-deficente e relativamente poco insulino-resistente) 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 9

10 Trasduzione del segnale insulinico Glut-4 pp-120 IRS-1 IRS-2 IRS-3 IRS-4 Prot SH2 PI-3 chinasi MAPK PKB SgK 19 Diabete Gestazionale Prevalenza: oltre 5 % delle gravidanze Definizione: Intolleranza ai CHO di vario grado e severità, con inizio o primo riscontro durante la gravidanza Screening: OGCT (50g) Diagnosi: OGTT (100 o 75g) Classificazione dopo il parto: NGT, IFG, IGT, Diabete Lapolla,

11 Caratteristiche cliniche del LADA (Latent Autoimmune Diabetes of the Adult) Prevalenza: circa il 10 % del diabete dell adulto Età d esordio generalmente superiore ai 35 anni Quadro d esordio lento od attenuato Sviluppo graduale di insulino-dipendenza Frequente presenza di anticorpi antigad 21 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) 22 11

12 American Diabetes Association Categorie della glicemia a digiuno (FPG) Fasting Plasma Glucose mg/dl mmol/l Normale < 110 < 6.1 IFG Diabete > 126 > 7.0 Diabetes Care 20, , American Diabetes Association Categorie della glicemia 2h PG 2h Plasma Glucose mg/dl mmol/l Normale < 140 < 7.8 IGT Diabete 200 > 11.1 Diabetes Care 20, ,

13 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 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/m 2 ) 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 PREDIZIONE SCREENING test di laboratorio AutoAb Glucosio DIAGNOSI Glucosio, corpi chetonici, AutoAb CONTROLLO METAB. Corpi chetonici, Hb A 1c PREVISIONE COMPLICANZE HbA 1c, insulina, lipidi, u- albumina, fibrinogeno 26 13

14 Qualità dei dati di laboratorio Le linee guida mediche spesso non tengono in considerazione le caratteristiche di performance dei test di laboratorio La qualità dei dati non è uguale in tutti i laboratori La qualità dei dati serve a migliorare la qualità delle cure dei malati 27 Qualità dei dati di laboratorio Scelta appropriata dei test di laboratorio Valutazione delle variabili pre-analitiche Traguardi analitici Tempo di risposta Intervalli di riferimento e criteri di utilizzo clinico Frequenza di utilizzo 28 14

15 Variabilità biologica e traguardi analitici desiderabili. parametro Variabilità biologica Inter- Intra- (CV B, %) (CV W, %) Traguardo di variab. anal. (CV a, %) Errore totale ammiss. (ET a, %) Glucosio (plasma) Colesterolo totale (plasma, siero) Colesterolo HDL (plasma, siero) Insulina (siero) Emoglobina glicata (sangue) Albumina (urine 24h) Albumina/creatinina (urine 24 h) nd nd (5.0) (42.9) nd 37.0 nd nd 29 glucosio % delle calorie della dieta giornaliera è rappresentato da glucidi: g amido g saccarosio 5-10 g lattosio 5-10 g fruttosio 30 15

16 Regolazione del metabolismo del glucosio Ormoni -insulina - glucagone - cortisolo (gluconeogenesi) - adrenalina (stress) - somatomedine (IGF I e II) 31 Glicemia - variazioni giornaliere M. Luzzana,

17 Ipoglicemia (1/3) glicemia (< 83 mg/dl) insulinemia glicemia (< 68 mg/dl) glucagone (GH, cortisolo) Diagnosi Disfunzioni SNC Glicemia < 40 mg/dl 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 17

18 Ipoglicemia (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 ++ Glucosio ATP ADP Glucosio-6-P G6PD Glucosio-6-P 6-P-Gluconato 36 18

19 Metodo alla GOD (61 % utenti in Lombardia) GOD POD 2H 2 O amino antipirina + fenolo 4H 2 O + chinino-imina Inibitori GOD: Ag +, Hg 2+, Cu 2+. 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 2 HO OH + 4 N + HO acqua ossigenata NH 2 O 4-amino antipirina N fenolo POD N + 4 H 2 O HN O HO chinino imina λ=

20 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 diagnosi Differenze tra plasma, sangue intero, sangue capillare Modalità di prelievo AACC National Meeting, Provette con anticoagulante 40 20

21 Provette con gel separatore ed acceleratore tappo rosso 41 Glicemia - punti di attenzione (2/5) Farmaci (ac. ascorbico, metil-dopa, acetaminofen) ed interferenze su GOD Ascorbato, bilirubina, acido urico ed interferenze su Trinder TAT max di 30 min in caso di ipo- od iperglicemia AACC National Meeting,

22 Glicemia - punti di attenzione (3/5) Traguardi analitici Imprecisione 3,3 % Bias 2,5 % Errore totale 7,9 % AACC National Meeting, Glicemia - punti di attenzione (4/5) Intervalli di riferimento (adulti, plasma) mg/dl Valori critici Basso <46 mg/dl (30 70 mg/dl) Alto >484 mg/dl ( mg/dl) 44 22

23 Glicemia - punti di attenzione (5/5) Variabilità intra-individuale, CV i = 5 15 % Riproducibilità risultato glicemia a digiuno: entro il 10 %: nel 71 % dei casi entro il 20 %: nel 97 % dei casi Esempio: CV i = 14 %, gluc. = 126 mg/dl --> C.I. = mg/dl AACC National Meeting, Variabilità del risultato tra utenti della stessa metodica: circa 4 % (CV, %) Sacks,

24 Studio GDM, Rimini

25 Glicemia - principi di alcuni sensori Diabetici tipo 1: 3 volte al giorno

26 Conclusions: 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 [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 < % Hct > % 52 26

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28 SCIENTIFIC DIVISION RECOMMENDATION WG-SEPOCT (2004) 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. 55 Diabete, grave OGTT Diabete, lieve Normale Ipertiroidismo Epatopatia 0, 30, 60, 90, 120? 0, 60, 120 J Wallach,

29 OGTT aspetti analitici Effettuare il test dopo 3 giorni di dieta ed attività fisica normale No fumo durante il test 75 g glucosio anidro ml acqua, 5 Glicemia basale e dopo 2 ore 57 OGTT - Riproducibilità prima OGTT su 212 soggetti: Normali 78 Diabetici 41 IGT 93 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,