การวัดระดับกลูโคส ของ น้ำตาลในเลือด

สิ่งส่งตรวจ

กลูโคสสามารถวัดได้จากในเลือดครบส่วน (whole blood) พลาสมา หรือ ซีรัม ในอดีตการตรวจระดับกลูโคสจะหมายถึงการตรวจในเลือดครบส่วน แต่ในปัจจุบันห้องปฏิบัติการทางการแพทย์โดยส่วนมากจะตรวจจากซีรัมแทน เนื่องจากในเม็ดเลือดแดงนั้นมีความเข้มข้นของโปรตีน เช่น ฮีโมโกลบิน ในระดับที่สูงมากกว่าในซีรัม ในขณะที่ซีรัมนั้นประกอบด้วยน้ำมากกว่าซึ่งทำให้กลูโคสจะละลายได้ในซีรัมมากกว่าในเลือดครบส่วน ดังนั้น ในการเปลี่ยนค่าระดับกลูโคสในเลือดครบส่วนเป็นระดับกลูโคสในซีรัมหรือพลาสมาให้คูณด้วย 1.15

การเก็บเลือดในหลอดสำหรับแยกซีรัม (clot tubes) เพื่อใช้ในการตรวจทางเคมีคลินิกนั้น กระบวนการเผาผลาญกลูโคสจะยังดำเนินการอยู่โดยเซลล์เม็ดเลือดจนกว่าจะทำการปั่นแยกเสียก่อน ปริมาณเม็ดเลือดขาวและเม็ดเลือดแดงที่สูงผิดปกติสามารถทำให้เกิดกระบวนการ glycolysis ในสิ่งส่งตรวจซึ่งจะมีผลทำให้ระดับกลูโคสที่ได้น้อยกว่าความเป็นจริงได้หากเราไม่ทำการแยกซีรัมออกมาอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ อุณหภูมิในการเก็บรักษาสิ่งส่งตรวจก่อนที่จะทำการปั่นเหวี่ยงและแยกซีรัมหรือพลาสมาก็มีผลต่อระดับกลูโคสเช่นกัน โดยถ้าเก็บไว้ในตู้เย็นระดับกลูโคสจะค่อนข้างเสถียรอยู่ได้เป็นเวลาหลายชั่วโมง การสูญเสียกลูโคสในสิ่งส่งตรวจสามารถป้องกันได้โดยใช้หลอดที่ใส่สารฟลูออไรด์ (เช่น หลอดฝาสีเทา) ซึ่งฟลูออไรด์จะทำการยับยั้งการเกิด glycolysis อย่างไรก็ตาม ควรใช้เมื่อต้องทำการขนย้ายสิ่งส่งตรวจจากห้องปฏิบัติการทางการแพทย์หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง หลอดที่มีฝาสีแดงสำหรับแยกซีรัม หลอดที่มีฝาสีแดงสำหรับแยกซีรัมนั้นก็สามารถรักษาสภาพของกลูโคสได้เช่นกันหลังจากแยกซีรัมออกจากเซลล์แล้ว

การป้องกันการปนเปื้อนของสิ่งส่งตรวจจากของเหลวทดแทนทางหลอดเลือด (intravenous fluids) ควรเก็บเลือดจากแขนที่ตรงข้ามกับแขนที่เสียบสายให้ของเหลวทดแทนทางหลอดเลือดอยู่ หรือถ้าต้องเก็บเลือดจากแขนข้างที่เสียบสาย IV ควรเก็บเลือดหลังจากหยุดการให้ของเหลวทาง IV แล้วเป็นเวลาอย่างน้อย 5 นาทีและยกแขนขึ้นเพื่อให้ของเหลวนั้นระบายออกไปจากหลอดเลือดดำเสียก่อน หากละเลยในข้อนี้จะส่งผลให้ค่าของระดับกลูโคสที่วัดได้มีความผิดพลาดอย่างมาก โดยถ้าเกิดการปนเปื้อนเพียง 10% จาก 5% ของสารละลารกลูโคส (D5W) จะทำให้ระดับกลูโคสที่วัดได้สูงถึง 500 mg/dl หรือมากกว่า พึงระลึกไว้เสมอว่าความเข้มข้นของกลูโคสที่แท้จริงนั้นมีระดับที่ต่ำมากถึงแม้จะอยู่ในภาวะน้ำตาลในเลือดสูงก็ตาม

การตรวจระดับกลูโคสก่อนการรับประทานจากหลอดเลือดแดง หลอดเลือดฝอย และหลอดเลือดดำจะมีค่าที่ใกล้เคียงกันในแต่ละบุคคล แต่หลังจากรับประทานอาหารแล้วระดับกลูโคสที่ตรวจจากหลอดเลือดดำจะมีค่าต่ำกว่าหลอดเลือดแดงหรือหลอดเลือดฝอยประมาณ 10%

เทคนิคการตรวจวัด

การตรวจระดับกลูโคสมีอยู่ 2 วิธีหลัก วิธีแรก คือ วิธีทางเคมีที่ใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ nonspecific reducing ของกลูโคสซึ่งตัวบ่งชี้จะเปลี่ยนแปลงสีเมื่อเกิดปฏิกิริยาขึ้น วิธีนี้ยังคงมีการใช้อยู่ในบางแห่ง แต่เนื่องจากสารประกอบอื่นๆ ในเลือดก็มีคุณสมบัติ reducing ได้ เช่น ยูเรีย ทำให้วิธีนี้สามารถเกิดความผิดพลาดได้ในบางกรณี (ประมาณ 5 - 15 mg/dl) อีกวิธีหนึ่ง คือ การใช้เอนไซม์ที่มีความจำเพาะต่อกลูโคส โดยเอนไซม์พื้นฐานที่สุดที่ใช้สำหรับวิธีนี้ คือ glucose oxidase และ hexokinase

การตรวจด้วยระบบสารเคมีโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของแถบตรวจซึ่งสามารถใส่เข้าไปในเครื่องอ่านและหยอดลงไป สำหรับรูปร่างของแถบตรวจและการจัดวางองค์ประกอบของเคมีจะแตกต่างกันระหว่างเครื่องอ่านและไม่สามารถใช้ด้วยกันได้ แต่เดิมนั้นแถบตรวจกลูโคสจะถูกอ่านด้วยตาและแปลผลโดยเทียบกับสีข้างขวดใส่แถบตรวจ แถบตรวจชนิดนี้ยังใช้สำหรับการตรวจระดับกลูโคสในปัสสาวะ แต่สำหรับการตรวจกลูโคสในเลือดถือว่าเป็นสิ่งที่ล้าสมัย เนื่องจากอัตราความผิดพลาดของมันค่อนข้างสูง

การตรวจกลูโคสในปัสสาวะเป็นประโยชน์น้อย เนื่องจากในสภาวะการทำงานของไตที่ปกตินั้นเราไม่สามารถตรวจพบกลูโคสได้ การตรวจพบกลูโคสในปัสสาวะนั้นแสดงว่าอยู่ในภาวะระดับกลูโคสสูงอย่างรุนแรงแล้ว นอกจากนี้ ปัสสาวะที่เก็บอยู่ในกระเพาะปัสสาวะนั้นเป็นระดับกลูโคสที่ผลิตขึ้น ณ เวลาใดเวลาหนึ่งเท่านั้นแ ถ้าหากเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเมทาบอลิซึมอย่างรวดเร็วการตรวจระดับกลูโคสจากปัสสาวะจึงเป็นการได้ข้อมูลที่ล่าช้าและไม่เป็นประโยชน์สักเท่าไหร่นัก การตรวจระดับกลูโคสจากเลือดจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่าทั้งในแง่ทางคลินิกและการสามารถตรวจได้เองที่บ้าน ระดับกลูโคสในปัสสาวะของผู็ที่มีสุขภาพดีถูกนำมาใช้เป็นค่ามาตรฐานและตีพิมพ์เป็นครั้งแรกเมื่อ ค.ศ. 1965 [7] โดย Hans Renschler


I. วิธีทางเคมี
A. Oxidation-reduction reaction
G l u c o s e + A l k a l i n e   c o p p e r   t a r t a r a t e → R e d u c t i o n C u p r o u s   o x i d e {\displaystyle \mathrm {Glucose} +\mathrm {Alkaline\ copper\ tartarate} {\xrightarrow {\mathrm {Reduction} }}\mathrm {Cuprous\ oxide} }
1. Alkaline copper reduction
Folin-Wu method C u + + + P h o s p h o m o l y b d i c   a c i d → O x i d a t i o n P h o s p h o m o l y b d e n u m   o x i d e {\displaystyle \mathrm {Cu} ^{++}+\mathrm {Phosphomolybdic\ acid} {\xrightarrow {\mathrm {Oxidation} }}\mathrm {Phosphomolybdenum\ oxide} } ผลผลิตสุดท้ายให้สีฟ้า
Benedict's method
  • เป็นการปรับปรุงจากวิธี Folin-Wu method เพื่อวัดระดับกลูโคสในปัสสาวะ (เชิงคุณภาพ)
Nelson-Somogyi method C u + + + A r s e n o m o l y b d i c   a c i d → O x i d a t i o n A r s e n o m o l y b d e n u m   o x i d e {\displaystyle \mathrm {Cu} ^{++}+\mathrm {Arsenomolybdic\ acid} {\xrightarrow {\mathrm {Oxidation} }}\mathrm {Arsenomolybdenum\ oxide} } ผลผลิตสุดท้ายให้สีฟ้า
Neocuproine method C u + + + N e o c u p r o i n e → O x i d a t i o n C u + + n e o c u p r o i n e   c o m p l e x {\displaystyle \mathrm {Cu} ^{++}+\mathrm {Neocuproine} {\xrightarrow {\mathrm {Oxidation} }}\mathrm {Cu} ^{++}\mathrm {neocuproine\ complex} } *Yellow-orange color neocuproine[8]
Shaeffer-Hartmann-Somogyi
  • ใช้หลักการของปฏิกิริยาระหว่างไอโอดีนกับทองแดง
  • I2 ที่มากจะถูกไตเตรทกับ thiosulfate.
2. Alkaline Ferricyanide Reduction
Hagedorn-Jensen G l u c o s e + A l k a l i n e   f e r r i c y a n i d e ⟶ F e r r o c y a n i d e {\displaystyle \mathrm {Glucose} +\mathrm {Alkaline\ ferricyanide} \longrightarrow \mathrm {Ferrocyanide} } ผลผลิตสุดท้ายไม่มีสี; ปฏิกิริยาสามารถถูกรบกวนได้จากสาร reducing อื่น ๆ
B. Condensation
Ortho-toluidine method
  • ใช้ aromatic amines และ hot acetic acid
  • Forms Glycosylamine และ Schiff's base จะปรากฏสีเขียวมรกต
  • วิธีนี้เป็นวิธีที่มีความจำเพาะอย่างมาก แต่สารเคมีที่ใช้เป็นพิษ
Anthrone (phenols) method
  • Forms hydroxymethyl furfural ใน hot acetic acid
II. วิธีทางเอนไซม์
A. Glucose oxidase
G l u c o s e + O 2 → O x i d a t i o n g l u c o s e   o x i d a s e C u p r o u s   o x i d e {\displaystyle \mathrm {Glucose} +\mathrm {O} _{2}{\xrightarrow[{\mathrm {Oxidation} }]{\mathrm {glucose\ oxidase} }}\mathrm {Cuprous\ oxide} }
Saifer–Gerstenfeld method H 2 O 2 + {\textit {O}}-dianisidine → O x i d a t i o n p e r o x i d a s e H 2 O + o x i d i z e d   c h r o m o g e n {\displaystyle \mathrm {H_{2}O_{2}} +{\textrm {{\textit {O}}-dianisidine}}{\xrightarrow[{\mathrm {Oxidation} }]{\mathrm {peroxidase} }}\mathrm {H_{2}O} +\mathrm {oxidized\ chromogen} } ถูกยับยั้งด้วยสาร reducing เช่น BUA, bilirubin, glutathione, ascorbic acid
Trinder method
  • ใช้ 4-aminophenazone oxidatively ร่วมกับ phenol
  • การตรวจจะถูกรบกวนน้อยจากการที่มีcreatinine, uric acid หรือ hemoglobin ในระดับที่สูง
  • ยังยั้งโดย catalase
Kodak Ektachem
  • เป็นวิธีทางเคมีอย่างแห้ง (dry chemistry method)
  • ใช้ reflectance spectrophotometry ในการวัดความเข้มของสีผ่านทางฟิล์ม
Glucometer
  • เป็นวิธีการตรวจระดับกลูโคสในเลือดที่บ้าน
  • ใช้แถบตรวจที่อิ่มตัวด้วย glucose oxidase reagent
B. Hexokinase

G l u c o s e + A T P → P h o s p h o r y l a t i o n H e x o k i n a s e + M g + + G-6PO 4 + A D P G-6PO 4 + N A D P → O x i d a t i o n G-6PD G-Phosphogluconate + N A D P H + H + {\displaystyle {\begin{alignedat}{2}&\mathrm {Glucose} +\mathrm {ATP} {\xrightarrow[{\mathrm {Phosphorylation} }]{\mathrm {Hexokinase} +\mathrm {Mg} ^{++}}}{\textrm {G-6PO}}_{4}+\mathrm {ADP} \\&{\textrm {G-6PO}}_{4}+\mathrm {NADP} {\xrightarrow[{\mathrm {Oxidation} }]{\textrm {G-6PD}}}{\textrm {G-Phosphogluconate}}+\mathrm {NADPH} +\mathrm {H} ^{+}\\\end{alignedat}}}

  • NADP เป็น cofactor
  • NADPH (reduced product) ถูกวัดที่ 340 nm
  • มีความจำเพาะมากกว่าวิธี glucose oxidase เนื่องจาก G-6PO4 ยับยั้งรบกวนจากสารอื่นยกเว้นเมื่อสิ่งส่งตรวจเกิด hemolyzed

วิธีการตรวจระดับกลูโคสในเลือด

  1. fasting blood sugar test (FBS)
  2. urine glucose test
  3. two-hr postprandial blood sugar test (2-h PPBS)
  4. oral glucose tolerance test (OGTT)
  5. intravenous glucose tolerance test (IVGTT)
  6. glycosylated hemoglobin (HbA1C)
  7. การตรวจระดับกลูโคสด้วยตัวผู้ป่วยเอง

ความสัมพันธ์เชิงคลินิก

การตรวจหาระดับกลูโคสในเลือดหลังอดอาหาร 8 ชั่วโมงเป็นการตรวจที่พื้นฐ่นมากสำหรับบ่งชี้การรักษาสมดุลของกลูโคสเนื่องจากไม่มีการรบกวนจากการรับประทานอาหารเข้ามาเกี่ยวข้อง ผลกระทบของระดับกลูโคสแสดงในตารางด้านล่าง ซึ่งภาวะผิดปกติที่เกิดขึ้นนี้เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของกลไกการควบคุมระดับกลูโคส

การประเมินภาวะของการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตสามารถทำได้โดยการวัดระดับกลูโคสหลังจากการรับประทานอาหารหรือได้รับกลูโคสเป็นเวลา 2 ชั่วโมง รวมทั้ง การตรวจ glucose tolerance test ซึ่งจะทำการตรวจวัดระดับกลูโคสหลายครั้งหลังจากรับประทานกลูโคสที่มีปริมาณมาตรฐานเข้าไป การตรวจนี้มีจุดมุ่งหมายสำหรับการตรวจวินิจฉัยโรคเบาหวาน ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานสำหรับการตรวจวัดระบบควบคุมอินซูลิน/กลูโคส แต่มีขั้นตอนที่ยุ่งยากและใช้เวลา รวมทั้ง ต้องทำการตรวจเลือดหลายครั้ง เมื่อเปรียบเทียกับการตรวจกลูโคสหลังจากการอดอาหาร หรือที่เรียกว่า fasting blood glucose test ซึ่งเป็นการตรวจคัดกรองที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเนื่องจากมีปัจจัยที่ทำให้เกิดความแปรปรวนมากกว่า เช่น ปริมาณคาร์โบไฮเดรตในอาหารที่รับประทานและการใช้พลังงานก่อนเข้ารับการตรวจวัด ผู้เข้ารับบริการที่อยู่ในภาวะก่อนเป็นโรคเบาหวานรวมถึงผู้ป่วยโรคเบาหวานสามารถมีระดับกลูโคสในเลือดหลังจากการอดอาหารในระดับที่ต่อกว่าเกณฑ์ได้ ถ้าพวกเขารับประทานอาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตต่ำและสามารถเผาผลาญกลูโคสก่อนเข้ารับการตรวจ นอกจากนี้ ควรหลีกเลี่ยงอาหารที่มีผลต่อการวัดระดับกลูโคสในเลือด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ค่าที่ได้ออกมามีความน่าเชื่อถือ

อัตราการผิดพลาดของการวัดระดับกลูโคสจะมีความแตกต่างกันไปขึ้นกับห้องปฏิบัติการและวิธีการวัดของแต่ละแห่ง การวัดโดยวิธีการวัดจากสีนั้นสามารถทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนจากสีที่เปลี่ยนไปบนแถบตรวจได้ (อาจจะเกิดจากการปนเปื้อนที่เกิดจากอากาศหรือนิ้วมือ) หรือเกิดจากสิ่งรบกวน (เช่น สีปนเปื่อน) ที่เกิดกับแหล่งกำเนิดแสงหรือตัวจับแสง สำหรับการตรวจระดับกลูโคสด้วยตัวเองที่บ้านนั้นก็มีแนวโน้มที่จะมีความผิดพลาดอยู่บ้าง ถ้าหากการตรวจนั้นมีความผิดพลาดประมาณ 10% ผลกระทบก็อาจจะเกิดขึ้นไม่มากนัก ตราบเท่าที่การเปลี่ยนแปลงมีการติดตามอย่างถูกต้อง เช่น เนื่องจากการออกกำลังกายหรือปรับเปลี่ยนยารักษาโรค ในสหรัฐอเมริกา เครื่องมือที่ใช้ตรวจระดับกลูโคสในเลือดต้องผ่านการตรวจสอบจากกรรมการอาหารและยาของรัฐบาลกลางก่อนจึงขายได้

สาเหตุของระดับกลูโคสที่ผิดปกติ
ภาวะน้ำตาลในเลือดสูงอย่างเรื้อรังภาวะน้ำตาลในเลือดสูงอย่างชั่วคราวภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างเรื้อรังภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างชั่วคราว
ช่วงค่าอ้างอิง, FBG: 70–110 mg/dl
Diabetes mellitusPheochromocytomaInsulinomaAcute alcohol ingestion
Adrenal cortical hyperactivity Cushing's syndromeSevere liver diseaseAdrenal cortical insufficiency Addison's diseaseDrugs: salicylates, antituberculosis agents
HyperthyroidismAcute stress reactionHypopituitarismSevere liver disease
AcromegalyShockGalactosemiaSeveral glycogen storage diseases
ObesityConvulsionsEctopic insulin production from tumorsHereditary fructose intolerance