Il diabete sta diventando sempre più un problema globale in quanto potrebbe comportare un aumento della spesa sanitaria di ogni paese a causa delle gravi conseguenze che comporta sulla salute dei propri cittadini. I governi di tutto il mondo stanno quindi incoraggiando misure preventive, come la gestione della patologia fin dalle sue fasi iniziali.
Il diabete mellito, comunemente indicato come “diabete”, è un disordine metabolico per cui l’insulina non promuove in modo efficiente la conservazione del glucosio. Ciò si traduce in livelli di glicemia costantemente elevati (iperglicemia) e in cambiamenti nel normale metabolismo di lipidi, proteine e carboidrati. Nel corso del tempo, il diabete può avere gravi conseguenze (ad esempio retinopatia, nefropatia, malattie cardiovascolari) e, se non diagnosticato o gestito in modo non corretto, può portare a cecità, insufficienza renale ed amputazioni degli arti.
La distruzione delle cellule responsabili della produzione di insulina si traduce in diabete di tipo 1, che è più comunemente diagnosticato nei bambini. Al contrario, il diabete di tipo 2 insorge generalmente o perché l’insulina viene secreta in piccole quantità, o perché non è riconosciuta correttamente dai suoi recettori.. Storicamente, il diabete di tipo 2 veniva diagnosticato principalmente durante l’età adulta.
Negli ultimi decenni, un forte aumento dell’incidenza del diabete è stato segnalato sia nei paesi sviluppati e sia in via di sviluppo e la sua alta prevalenza è emersa come un problema di salute pubblica globale negli ultimi 20 anni. A livello mondiale, il numero di adulti colpiti dalla condizione di diabete è stato stimato in circa 422 milioni nel 2014 (quasi un aumento di 4 volte dal 1980, figura 1). Il diabete di tipo 2 è la forma più comune di diabete, che si stima rappresenti l’85-90% dei casi di diabete ed è attualmente in aumento tra i bambini e i giovani adulti2. Dal momento che la condizione è spesso asintomatica nelle fasi iniziali, e potenzialmente rimane inosservata per diversi anni, la prevenzione e la diagnosi precoce svolgono un ruolo fondamentale nell’alleviare gli oneri sanitari, economici e sociali. La tolleranza al glucosio alterata (IGT) è un fattore predittivo per il successivo sviluppo del diabete di tipo 2 ed è di per sé un fattore di rischio per la malattia cardiovascolare. Anche il monitoraggio dei pazienti con diabete di tipo 2 è fondamentale, poiché controlla la progressione e aiuta a limitare lo sviluppo di complicanze .
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Figure 1:
Prevalenza stimata e numero di persone con diabete (Adult1 18+ Anni)
Diagnosi e Monitoraggio
Attualmente, la diagnosi e il monitoraggio del diabete si basano principalmente su tre test di screening che forniscono un’indicazione della capacità dei pazienti di far fronte al consumo di glucosio. Si tratta del dosaggio della Glicemia casuale / a digiuno, il Test di tolleranza al glucosio orale e la determinazione dell’Emoglobina glicata HbA1c. Quest’ultimo è il più moderno dei tre e offre vantaggi chiari sia per gli operatori sanitari sia per i pazienti.
Poiché non esiste attualmente alcun consenso sul test di screening più accurato per il rilevamento del diabete, di solito viene utilizzata una combinazione di metodi nella diagnosi. Lo screening del diabete di solito inizia con le misurazioni della concentrazione di Glucosio plasmatico casuale o a digiuno (FPG). Questi approcci forniscono solo un’istantanea dei livelli di glucosio e potrebbero non essere rappresentativi di una condizione in corso, a causa delle enormi fluttuazioni della concentrazione di glucosio che si verificano in risposta all’assunzione di cibo (Figura 2). Inoltre, gli studi hanno dimostrato che la sensibilità del FPG per la diagnosi del diabete non è così alta come previsto, con quasi un terzo degli individui con diabete non rilevato3.
Un metodo più affidabile è il test di tolleranza al glucosio orale (OGTT). Tuttavia, ci sono due principali svantaggi in questa tecnica: 1) richiede una procedura lunga e scomoda e 2) il mancato rispetto delle istruzioni da parte dei pazienti compromette fortemente l’affidabilità dei risultati dei test.
L’ultimo metodo utilizza un semplice test per misurare la concentrazione ematica di HbA1c, che è la specie predominante di emoglobina glicata prodotta dalla continua reazione irreversibile non enzimatica tra glucosio e HbA4. L’evidenza dell’importanza diagnostica e clinica del dosaggio dell’HbA1c è stata fornita da due studi di alto profilo pubblicati negli anni ‘90, quali il DCCT5 ed il UKPDS6. Queste due pietre miliari della ricerca sul diabete hanno fornito dati fortemente correlati con i livelli di HbA1c al rischio di sviluppare complicanze microvascolari e macrovascolari.
Nel 2011, il test HbA1c è stato raccomandato dall’Organizzazione mondiale della sanità (OMS) come strumento per la diagnosi del diabete, a condizione che siano in atto rigorose procedure di garanzia della qualità e conformità agli standard internazionali4.
Il più grande vantaggio di questo test è che i livelli di HbA1c rappresentano una media delle concentrazioni di glucosio nel sangue nell’arco di 2-3 mesi, il che significa che possono essere misurati in qualsiasi momento della giornata indipendentemente dalla durata del digiuno o dal contenuto del pasto precedente3. Anche se l’accuratezza dell’analisi HbA1c può essere influenzata dalla presenza di emoglobinopatia o di una insufficienza renale, nonché da errori di laboratorio e / o dall’uso di alcuni farmaci, rispetto all’OGTT, la misurazione è più rapida e molto più conveniente.
Sono disponibili diverse tecniche che consentono la separazione e la quantificazione di HbA1c nel campione di un paziente. I test commerciali più comuni per le misurazioni di HbA1c includono:
- HPLC a scambio ionico: le specie di emoglobina sono separate in una colonna caricata negativamente in base alla loro carica. Questo metodo è ben definito ma suscettibile di interferenza con le varianti Hb. Richiede spesso uno strumento dedicato.
- Analisi immunologiche: fa affidamento su un anticorpo che si lega selettivamente alla sequenza ammino-terminale glicata di HbA1c. Questi metodi sono ampiamente utilizzati, ma anche le ultime generazioni possono essere fuorvianti in presenza di varianti Hb .
- Elettroforesi capillare: le specie di emoglobina sono separate in un capillare in base alla loro mobilità elettroforetica (che dipende sia della dimensione che dalla carica). Questo metodo è stato ottimizzato più recentemente per il test HbA1c
A tal proposito la strumentazione elettroforetica in tecnologia capillare denominata V8 Nexus fornisce il dosaggio di HbA1c che mira a soddisfare le varie esigenze del laboratorio clinico con il nuovo kit specifico V8 HbA1c Kit codice 801000 . Questo dosaggio è stato concepito per la misurazione dell’HbA1c da sangue intero e fornisce risultati in tutte le unità di misura accettate a livello globale (% relativa all’HbA1c , mmol/mol HbA1c , mmol/l di glucosio medio stimato).
Colazione
60 grammi carboidrati
Pranzo
60 grammi carboidrati
Cena
60 grammi
carboidrati
Figura 2 – Schema rappresentativo che mostra la variazione della concentrazione di glucosio nel sangue in un individuo sano per tutto il giorno.
Definizione e formazione in vivo di HbA1c
L’HbA1c è una frazione dell’emoglobina che è stata modificata post-traduzione dalla reazione non enzimatica della della catena β della valina ammino terminale con una molecola di glucosio. I livelli di HbA1c aumentano con concentrazioni elevate e prolungate di glucosio nel sangue.
L’emoglobina è una proteina contenuta nei globuli rossi che trasporta l’ossigeno alle cellule del corpo. È un tetramero costituito da due coppie di metalloproteine dissimili chiamate globine. Esistono numerose emoglobine diverse presenti in individui sani (ad es. HbA, HbA2, HbF); la loro percentuale relativa cambia dopo la nascita e si stabilizza nei primi mesi di vita. Le mutazioni puntiformi nel gene della globina possono causare amminoacidisostituzioni che cambiano la struttura terziaria dell’emoglobina, dando luogo a varianti dell’emoglobina (ad esempio HbS, HbC, HbD, HbE).
L’emoglobina può subire una serie di modificazioni post-traduzionali a seguito della reazione dei suoi amminoacidi con altre sostanze presenti nel sangue. Queste modifiche includono glicazione, carbamilazione, acetilazione e solfatazione. Il termine “emoglobina glicata”, GHb, si riferisce a qualsiasi sottotipo di emoglobina post-traduzionale modificata in cui un carboidrato è legato irreversibilmente ai suoi gruppi amminici in siti specifici.
La glicazione dell’emoglobina è il risultato di una reazione non enzimatica tra un residuo zuccherino (ad esempio glucosio, fruttosio) presente nel sangue e uno dei gruppi amminici dell’emoglobina. Il gruppo amminico può trovarsi o sul terminale N di ciascuna subunità o sulla catena laterale di eventuali residui di amminoacidi (per esempio lisina) all’interno della proteina.
HbA1c è un tipo di emoglobina glicata ed è il prodotto della reazione irreversibile del glucosio con la valina
ammino terminale della catena β.
Durante la vita dell’emoglobina, la glicazione è un processo continuo il cui tasso è direttamente proporzionale alla concentrazione di glucosio nel sangue. Pertanto, l’ HbA1c è un buon indicatore dell’esposizione al glucosio per un periodo di tempo prolungato (cioè 2-3 mesi, la vita media dell’emoglobina, anche se ponderata per l’esposizione negli ultimi 30 giorni). Ciò rende la misurazione di HbA1c una serie di vantaggi rispetto alla misurazione diretta della concentrazione di glucosio nel sangue nei soggetti di controllo con diabete. In particolare, i livelli di HbA1c ono il risultato di un processo a lungo termine e non oscillano entro 24 ore, il che significa che il paziente può essere prelevato in qualsiasi momento della giornata senza che sia necessario il digiuno7.
Nella prima fase del processo, l’HbA e il glucosio subiscono una reazione di condensazione per formare HbA1c labile, dove i due sono tenuti insieme da un legame aldimino. Questo passaggio è reversibile e l’aggiunta semplice di una molecola d’acqua all’ HbA1c labile restituirà glucosio e HbA. La seconda fase converte l’aldimina HbA1c labile in una chetoamina più stabile tramite un riarrangiamento di Amadori che produce irreversibilmente HbA1c (Figura 3)7.