Un caso clinico oggetto di studio : una diagnosi clinica di diabete

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Un caso clinico oggetto di studio :
una diagnosi clinica di diabete fondata su dati biochimici
Il glucosio è una sorgente di energia del metabolismo per tutte le cellule nel corpo umano , e
il cervello e gli eritrociti richiedono unicamente glucosio per la produzione di energia .
Nonostante lunghi periodi di digiuno , di discontinua alimentazione di glucosio nella dieta , di
periodi di esercizio fisico con richiesta di energia , un uomo sano può mantenere una
concentrazione di glucosio relativamente costante nel tempo . Per esempio il glucosio nel
sangue può aumentare da circa 4-5 mmol/L prima del pranzo (preprandiale ) a 7-8 mmol/L
entro due ore dopo il pranzo ( postprandiale ) . Dopo 3-4 ore il glucosio nel sangue ritorna al
valore preprandiale . L’omeostasi del glucosio dipende nei diversi organi da una serie di
ormoni anabolici e catabolici , e dal sistema nervoso . Un livello elevato di glucosio nel sangue
promuove il rilascio dell’insulina dal pancreas e l’insulina stimola l’ingresso di glucosio nel
muscolo e negli altri tessuti . Il fegato è responsabile della gluconeogenesi durante il periodo
post assorbimento e può rilasciare fino a 125 g di glucosio durante il digiuno .
Perché siamo interessati a misurare il livello di glucosio nel sangue ?
Il diabete mellito è un gruppo di malattie caratterizzate da iperglicemia durante il periodo
preprandiale e postprandiale . La cura dei pazienti con diabete comprende una largo insieme
di fattori che vanno da stili di vita e interventi farmaceutici che hanno come scopo la
prevenzione e il controllo della iperglicemia . E’ noto che l’iperglicemia danneggia i tessuti del
corpo e causa patologiche complicazioni sul lungo periodo . In particolare , l’effetto diretto e
indiretto dell’iperglicemia nei vasi sanguigni , include complicazioni macrovascolari ( malattie
delle arterie coronarie , delle arterie periferiche e ictus ) e microvascolari ( nefropatia ,
neuropatia , e retinopatia ) che sono la maggior causa di morbilità e mortalità sia nel diabete
tipo 1 che nel tipo 2 .
L’attuale raccomandazione per la glicemia della Associazione Americana per il Diabete per
uomini e donne non incinta adulti con diabete sono : glucosio preprandiale nel plasma
capillare 4.4-7.2 mmol/L e il picco postprandiale del glucosio nel plasma capillare < 10 mmol/L.
Nelle fasi iniziali sia del diabete tipo 1 che tipo 2 vi è la prova che un controllo più intensivo
della glicemia è vantaggioso e riduce il rischio di malattie cardiovascolari . Tuttavia insieme al
controllo della iperglicemia , ci sono rischi associati con l’ipoglicemia (cioè cadute , incidenti
stradali e altri danni ) , e l’ipoglicemia può essere un fattore limitante nel controllo del
trattamento insulinico del diabete tipo 1 e tipo 2 . Questi rischi , particolarmente per pazienti
con diabete tipo 2 , possono limitare la capacità di raggiungere la normoglicemica .
Come fare il monitoraggio clinico per il controllo della glicemia ?
Una scelta è l’auto monitoraggio della concentrazione del glucosio nel sangue da parte del
paziente pizzicando un dito e ottenendo un piccolo campione di sangue , applicando una
goccia di sangue sul reagente depositato in una striscia e inserendo la striscia in un fotometro
a riflettanza per una lettura automatica . Una seconda opzione , che è diventata sia un
indicatore di controllo della glicemia a lungo termine che una pietra angolare per il controllo del
diabete , è la misura della emoglobina HbA1c (A1c) . A1c è una emoglobina che ha subito
una modificazione covalente ( glicazione non enzimatica ) alla estremità N- terminale della
valina della catena β .
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Nella figura sotto , la sequenza della struttura indicata HbA (struttura A ) passa a A1c
( struttura F ) .
A raffigura la regione N-terminale di HbA prima di ogni legame con qualsiasi substrato . Qui la valina terminale
è protonata come R- NH3+ ( dove R è il resto della proteina ) ; questa rappresenta la proteina prima di qualsiasi
legame . Per passare da A a B è necessario che una base deprotoni la valina terminale a R-NH2 ( dove R è il
resto della proteina )
Nella transizione da B a C si lega una molecola di glucosio nella forma isomera ad anello chiusa . La molecola di
glucosio è a questo punto legata in modo covalente o non covalente ?
Non covalente
In C , il residuo di istidina reagendo con lo zucchero si comporta come acido o come base ?
Base
In C , ̶ BH rappresenta un residuo di amminoacido che si comporta da acido coniugato e qui serve per
l’apertura dell’anello del glucosio stabilizzando l’anione ossigeno dell’emiacetale attraverso un legame a
idrogeno . Ora (in D) il glucosio legato è nella forma di anello aperto , è un elettrofilo migliore o peggiore
rispetto alla forma di glucosio ad anello chiuso ?
Il glucosio nella forma aperta è un elettrofilo migliore . Specificatamemte , il glucosio nella
forma aperta possiede il carbonio carbonilico del gruppo aldeidico che è un buon elettrofilo .
Il glucosio è a questo punto legato in modo covalente o non covalente ad HbA ?
Non covalente
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Nel passaggio da D a E l’N-terminale della valina è un nucleofilo o un elettrofilo ?
Nucleofilo
Nota che in D il residuo terminale della valina si presenta neutrale ( R- NH2 invece di R-NH3+ dove R è la
proteina). Se non fosse così ( cioè se la valina terminale fosse stata R-NH3+ ) potrebbe la valina terminale reagire
come neutrofilo ? Motiva la risposta .
No . Se la valina fosse protonata non sarebbe più disponibile il doppietto elettronico dell’azoto da donare ad
un elettrofilo ( il carbonio carbonilico del glucosio )
In un reale ambiente fisiologico a pH= 7.4 , la valina terminale sarà caricata , protonata a R-NH3+ . Perciò , in
realtà , una base deve deprotonare R-NH3+ per dare R- NH2 prima dell’attacco all’anello aperto del glucosio
( la nostra transizione da A a B ). Sotto sono raffigurati una serie di note molecole fisiologiche . Quale tra questi
questi ( uno o più ) è capace di depronotare R-NH3+ a R- NH2 ?
Posfato dibasico , Bicarbonato , Lattato
Se la concentrazione di ciascuna specie precedente dovesse cambiare , la velocità di glicazione delle proteine del
paziente in generale cambierebbe? Motiva la risposta .
Si . Ciascuna delle specie sopra , potendo agire come base , può deprotonare R- NH3+ a R-NH2 e perciò
facilita la glicazione , permettendo al residuo amminoacidico di agire come nucleofilo .
La velocità di glicazione ( e la progressione potenziale del diabete ) è limitata soltanto dalla concentrazione di
glucosio ? Motiva la risposta .
No . La velocità di glicazione dipende anche dalla concentrazione degli anioni fisiologici che possono agire
come basi .
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Nel passaggio da D a E sono stati saltati i meccanismi di diversi stadi ( gli stadi mancanti sono indicati da diversi
equilibri con frecce multiple ) . Il risultato finale del processo è la formazione di una immina o base di Schiff .
L’immina o base di Schiff è a questo punto legata in modo covalente o non covalente alla proteina ?
Covalente
La transizione da A - E è reversibile o non reversibile ?
Reversibile
Nella transizione da E a F , sono stati omessi i meccanismi di diversi stadi . Il risultato del processo è la
formazione di un intermedio di Amadori dalla basa di Schiff . L’intermedio di Amadori è a questo punto legato in
modo covalente o non covalente ?
Covalente
La transizione da E – F è reversibile o non reversibile ?
Non reversibile
La struttura F è ora denominata A1c . Essa è una emoglobina permanentemente alterata che possiede un
glucosio modificato unito in modo covalente ( nella forma dell’intermedio di Amadori ) alla sua valina terminale
(Val1).
Nota che in HbA , un tetramero , ci sono quattro residui amminoacidici N- terminali tali che ciascuno di essi
dall’uno al quarto può avere attaccato in modo covalente un glucosio modificato . Quindi ciascuna
combinazione di queste strutture è misurata come A1c . Perciò A1c non è necessariamente una singola struttura
ma può essere una serie di strutture a seconda del grado di glicazione .
Se dopo la formazione di A1c la struttura complessiva terziaria della proteina è modificata , si può avere come
conseguenza anche la modifica della funzione della proteina . Così , se la struttura di A1c possiede una
struttura secondaria differente rispetto alla struttura di HbA , si può avere una modifica della funzione della
proteina. Modificazioni covalenti delle proteine portano ad alterare la struttura terziaria causando una
modifica della funzione della proteina , che sono alla base delle complicazioni del diabete mellito . Tuttavia la
glicazione della HbA di per se è improbabile che contribuisca alle complicazioni fisiopatologiche del diabete .
Come possiamo determinare se la struttura di A1c è differente rispetto ad HbA ?
La cromatografia a scambio cationico è attualmente il più diffuso metodo per misurare A1c in ambiente
clinico.
La cromatografia a scambio cationico implica l’attrazione elettrostatica tra proteine cariche e siti carichi leganti
su un solido assorbente a scambio ionico . Questo permette la separazione di proteine che differiscono in
termini di carica netta totale superficiale . La carica netta di superficie in una proteina dipende dal numero e
tipo di gruppi ionizzabili esposti al solvente ( superficie ) . Questo comprende anche cariche su residui ammino
e carbossilici terminali . I gruppi acidi , nelle catene laterali , di glutammato e aspartato possono , teoricamente ,
essere neutrali o trasportare cariche negative . A pH fisiologico , questi residui saranno anioni e contribuiranno
alla carica negativa .
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Quei residui , le cui catene laterali sono basi , includono lisina , arginina e istidina . Allo stesso modo dell’ Nterminale della valina , questi residui potrebbero essere protonati e carichi positivamente a pH = 7.4 .
La quantità di gruppi carichi sulla superficie di una proteina determinerà la quantità di carica netta e perciò
l’intensità della interazione con la resina a scambio cationico e il conseguente tempo di diluizione .
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Come la carica netta positiva sulla superficie della proteina cresce , il grado di interazione con la fase stazionaria
( la resina ) aumenta o diminuisce ?
Aumenta
Come la carica netta positiva sulla superficie della proteina cresce , il tempo di diluizione sarà : ( corto o lungo )
Lungo
Se una proteina subisce un cambiamento nella struttura secondaria , è facile che il numero di cariche positive e
negative sulla sua superficie rimanga costante ? ( facile o non facile )
Non facile
Se una proteina subisce un cambiamento nella struttura secondaria , è facile che il suo tempo di diluizione in
una colonna a scambio ionico rimanga costante ? (facile o non facile )
Non facile
Puoi prevedere se una cromatografia a scambio ionico possa dare informazioni sulla struttura terziaria di una
proteina? ( si o no )
Si
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HbS è una emoglobina modificata che causa l’anemia a cellule falciformi . Questa malattia è caratterizzata da
una sostituzione di un singolo amminoacido . Nell’HbA il sesto residuo amminoacidico in entrambe le catene β è
un glutammato . Nell’HbS il sesto residuo amminoacidico in entrambe le catene β è una valina . Il resto della
sequenza degli amminoacidi è identica nelle due emoglobine ( cioè circa 680 residui amminoacidici sono identici
e solo uno è diverso ).
Data le due strutture proteiche di seguito (HbA e HbS ) , c’è una differenza tra la loro carica netta ? (si o no )
No
( nota : l’ammide a pH = 7.4 fisiologico è neutra )
Nota il cromatogramma di seguito :
Basandosi sul cromatogramma , le due proteine eluiscono in tempi diversi . Quale proteina interagisce più
ampiamente con la fase stazionaria ? (HbA e HbS)
HbS
Quale proteina ha una maggiore carica positiva netta in superficie ? (HbA e HbS)
HbS
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Come precedentemente stabilito , il cambiamento del residuo amminoacidico passando da HbA a HbS di per se
non aggiunge o toglie alcuna carica . Allora … come può un cambiamento nella struttura secondaria giustificare
questo comportamento ?
Il cambiamento nella struttura secondaria può alterare il grado di superficie carica esposta di altri residui
amminoacidici carichi , influenzando l’interazione con la resina a scambio cationico e il tempo di eluizione .
Se in un cambiamento della struttura terziaria di una data proteina , la nuova conformazione espone più lisina o
arginina sulla superficie della proteina , cosa accadrebbe nel cromatogramma di una cromatografia a scambio
ionico e perché ?
Lisina e Arginina sono cariche positivamente , così esponendo ciascuna di esse sulla superficie della proteina
si avrà una maggiore interazione con la resina a scambio cationico e perciò un tempo di eluizione più lungo .
Se in un cambiamento della struttura terziaria di una data proteina , la nuova conformazione espone di più un
residuo di acido glutammico sulla superficie di una proteina , cosa accadrà nel cromatogramma di una
cromatografia a scambio cationico e perché ?
Il residuo di acido Glutammico è negativo , così esponendolo di più si avrà una minore interazione sulla resina a
scambio cationico e perciò diminuirà il tempo di diluizione
Se in un cambiamento della struttura terziaria di una data proteina , la nuova conformazione sposta una lisina
dalla superficie della proteina e la porta verso l’interno , rivolta verso il cuore della proteina ( cioè rimuove una
lisina dalla superficie ) , cosa accade nel cromatogramma di una cromatografia a scambio ionico e perché ?
La Lisina è caricata positivamente , così rimuovendo la lisina dalla superficie vi sarà una diminuzione netta di
carica positiva sulla superficie , portando ad una minore interazione con la resina a scambio cationico e perciò
ad un minor tempo di diluizione
Perciò , riassumendo , basandoci sui dati esposti qui , può essere usata una cromatografia a scambio ionico per
seguire i cambiamenti nella struttura secondaria di una proteina ? (si o no )
Si
Questa conoscenza sarà usata più tardi nel nostro caso oggetto di studio ……
Il Caso :
il paziente è un uomo di 62 anni di età affetto da diabete di tipo 2 con una elevata pressione sanguigna
(ipertensione a 148/90 mmHg ) , lamenta mal di testa , debolezza muscolare , affaticamento generale e crampi
alle gambe . Non fu trattato per la sua ipertensione . Egli , tuttavia , esegue un auto monitoraggio del glucosio
nel sangue tre volte al giorno . Dopo averlo visitato , viene misurato il valore del glucosio nel suo sangue , che è
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poi confrontato con il valore di A1c che viene misurato con una rapida cromatografia a scambio ionico . Il
nostro paziente ha un valore di A1c dell’ 8% . Questo risultato si basa sul cromatogramma a scambio ionico
seguente :
Chomatogram 1
Un valore misurato dell’ 8% di A1c significa che questo paziente è diabetico ( come ogni misura sopra il 7% è
indicativa di uno stato diabetico ) . Allo scopo di valutare il paziente in termini del livello misurato di glucosio
nel sangue , noi per prima cosa abbiamo bisogno di guardare ai dati di riferimento che equiparano A1c con i
livelli medi di glucosio nel sangue :
Allo scopo di capire i dati del paziente , abbiamo bisogno di mettere in relazione i dati di A1c con i livelli di
glucosio nel sangue . Perciò mettendo in un diagramma i livelli medi di glucosio nel sangue (in mg/dL ) sulle asse
delle X e la % di A1c su quella delle Y , otteniamo un grafico di correlazione :
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In questo caso , il livello di glucosio misurato nel paziente ( 127 mg/dL) è significatamene differente rispetto al
valore medio del glucosio (183 mmol/L ) a cui dovrebbe corrisponde il valore di A1c dell’8% . Il paziente con un
valore misurato di A1c dell’8% ha un valore medio di glucosio di 127 mg /dL ( 7.1 mmol / L ) . Basandoci sul
grafico precedente , il suo valore di A1c è più alto , più basso o in accordo con il valore medio di glucosio nel
sangue rispetto ai dati di riferimento ?
Più alto
Essendo il suo glucosio a 127 mg/dL (7.1 mmol/L ) quale valore ci si aspetterebbe di A1c ?
6%
Dal controllo dei valori nel paziente un anno prima , il livello di glucosio era risultato di 130 mg/dL (7.2
mmol/L) e quello di A1c del 6% . Un anno prima il valore di A1c era stato più alto , più basso o in accordo con il
valore di glucosio nel sangue ?
In accordo
Qualcosa è accaduto durante l’anno passato . Il paziente ha ora un livello di A1c misurato più alto rispetto a un
anno fa , nonostante il valore del glucosio sia rimasto essenzialmente costante .
Dato il suo stato di diabetico e il suo dolore nella parte inferiore dell’addome si sospetta una malattia renale e
sono richieste analisi chimico cliniche addizionali . Tra i nuovi dati richiesti si nota un significante aumento della
concentrazione di urea nel sangue (uremia ). L’urea è sintetizzata soprattutto nel fegato tramite il ciclo dell’urea
( chiamato anche ciclo dell’ornitina ) . La normale escrezione dell’urea è una vitale funzione dei reni sani . L’urea
elevata nel sangue del paziente uremico è convertita a isocianato ( vedi schema seguente ).
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Supponendo che l’isocianato possa attraversare la membrana dell’eritrocita , è possibile che la presenza di
elevate concentrazioni di isocianato nel sangue del paziente possa influenzare la misura di A1c ? Per rispondere
a questa domanda , abbiamo bisogno di domandarci e rispondere a questioni correlate .
Primo, affinchè interferisca con la misurazione di A1c , l’isocianato dovrebbe legare HbA nello stesso sito in cui si
lega il glucosio per formare A1c , cioè il sito N-terminale della valina (Val 1) . Inoltre , una volta legato , dovrebbe
reagire e produrre una emoglobina covalentemente modificata . Così il punto di partenza è chiedersi se
l’isocianato può legare HbA a Val 1 . Per verificare se questo è possibile venne eseguita una simulazione al
computer . La struttura di HbA venne costruita usando le coordinate statiche di un suo cristallo per ricavare un
programma di modellistica molecolare , in cui l’ energia era minimizzata . Poi l’isocianato venne fatto interagire
con HbA , per verificare se poteva aver luogo un legame esoergonico . Vennero raccolti i dati seguenti :
Il legame dell’isocianato con la Val 1 della catena β dell’HbA è -2.7 Kcal / mol , esoergonico . Questo significa che
il legame con la Val 1 è possibile ? ( si o no )
Si
La concentrazione dell’isocianato nell’eritrocita di questo paziente è probabilmente più alta della
concentrazione di glucosio . Ora , il legame del glucosio a Val 1 è quasi il doppio esoergonico rispetto a quello
dell’isocianato ( -4.2 a -4.4 Kcal / mol ), ma tuttavia l’isocianato si prevede si leghi allo stesso sito . E’ ragionevole
affermare che entrambi si legano ( non contemporaneamente ma in competizione ) ? ( si o no )
Si
Se l’isocianato in questo paziente si lega ad HbA in competizione con il glucosio , il suo A1c è aumentato o
diminuito in confronto a quanto sarebbe se non ci fosse isocianato ?
Abbassato
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Considerando che il valore di A1c del paziente è 8% , il 92% di HbA non è modificata dal glucosio o
dall’isocianato nella Val 1 . Come tale , un legame competitivo tra isocianato e glucosio per il sito della Val 1 può
non influenzare il livello di interazione del glucosio . Se , tuttavia , c’è un effetto dell’isocianato sul legame del
glucosio con Val 1 , l’interazione del glucosio dovrebbe diminuire e la % di A1c dovrebbe essere bassa rispetto
al livello di glucosio nel sangue del paziente . Detto questo , il nostro paziente ha un valore più alto di A1c
rispetto a quello atteso per il valore di glucosio nel suo sangue . Così qualcos’altro deve essere la causa del valore
elevato di A1c che è stato misurato .
Mentre il legame competitivo dell’isocianato al sito di Val 1 , che si dovrebbe manifestare con una % più bassa
di A1c , non è una spiegazione , dobbiamo allora domandarci quale è l’effetto dell’isocianato in questo
paziente .
Data la struttura dell’isocianato , questa specie è un potenziale elettrofilo ? ( si o no )
Si
Se l’isocianato reagisce come un elettrofilo con HbA ( con la valina terminale che agisce come nucleofilo ) ,
quale atomo nella struttura dell’isocianato dovrebbe subire l’attacco nucleofilo ?
Carbonio
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A illustra la regione della valina terminale di HbA con Val 1 protonata . Una base deve deprotonare Val 1 per
dare B . Questo è il sito dove il glucosio può legarsi e formare l’emoglobina glicata , A1c . Qui , come passiamo
da B a C , l’isocianato si lega al posto del glucosio se il terminale amminico (Val 1) non è protonato , allora questi
può agire come un nucleofilo e attaccare in carbonio elettrofilo dell’isocianato . Quando questo accade ( come
noi passiamo da C a D per arrivare a F ) un nuovo legame si forma tra l’azoto della Val 1 e l’isocianato ,
generando una nuova specie chiamata emoglobina carbamilata . Questa specie si indica CHb . E’ la proteina
carbamilata (CHb ) una proteina modificata covalentemente ? ( si o no )
Si
Data la condizione uremica del paziente , è ragionevole affermare che l’analisi cromatografia a scambio
cationico potrebbe fornire tre picchi principali ? ( si o no )
Si
Quali specie dovrebbero essere presenti nel campione del paziente che potrebbero dare luogo a tre picchi ?
HbA, A1c, e CHb
L’analisi cromatografica a scambio ionico per A1c , nella pratica clinica , è programmata come una analisi rapida.
Perciò , è usata una colonna corta e l’analisi completa è un processo automatizzato che dura circa tre minuti .
Nell‘analisi cromatografica a scambio cationico del nostro paziente sembra che vi siano due picchi
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(Cromatogramma 1 a pag. 9 ) . Ci dovrebbero essere invece tre picchi . Ma ci sono solo due picchi . Quale
potrebbe essere la spiegazione di questa osservazione ?
Due dei tre picchi si sovrappongono formando un picco più ampio invece dei due picchi singoli
Nel Cromatogramma 1 notiamo la larghezza del picco assegnato a A1c . Il rapporto larghezza – altezza
assegnato al picco a A1c è più grande o più piccolo del rapporto larghezza – altezza assegnato al picco HbA ?
Più grande
Così il picco assegnato a A1c è molto ampio . Inoltre è simmetrico il picco ? (si o no )
No
E’ possibile che quello che è stato assegnato ad A1c in una analisi clinica rapida con una corta colonna , è in
realtà una sovrapposizione di picchi , forse uno di A1c e l’altro di CHb ? (si o no )
Si
Dai tre ragioni perché è ragionevole pensare che il picco assegnato ad A1c nel cromatogramma clinico è di fatto
una sovrapposizione di A1c e CHb .
1) Picco ampio
2) Un picco manca di simmetria
3) Il paziente ha un valore di A1c più alto rispetto al livello del glucosio nel sangue
Se si usasse una colonna analitica a scambio cationico che è cinque volte più lunga della colonna clinica , ti
aspetteresti di separare i picchi sovrapposti ad A1c ( se , di fatto , c’è una sovrapposizione di picchi ) ? Se si
perché ?
Si . La colonna analitica a scambio cationico fornisce più tempo per la separazione se davvero ci sono picchi
sovrapposti . Saremo così capaci di vedere i singoli picchi .
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Il cromatogramma seguente è il risultato di un campione di sangue del paziente analizzato con una colonna con
un tempo di eluizione di oltre venti minuti .
Cromatogramma 2
Ora ci sono i tre picchi che ti aspettavi ? ( si o no )
Si
Questo risultato ti chiarisce che il picco che era stato misurato nell ‘analisi clinica rapida di A1c era in realtà sia
A1c che CHb (si o no ) ?
Si
Basandoci sul cromatogramma precedente ( Cromatogramma 2 ) , a chi si potrebbe assegnare il picco di 6.5
minuti ?
Ac1
Basandoci sul cromatogramma precedente ( Cromatogramma 2 ) , a chi si potrebbe assegnare il picco di 4
minuti ?
CHb
Basandoci sul cromatogramma precedente (Cromatogramma 2) , quale delle due proteine modificate A1c o
CHb presentano nel complesso una maggiore carica positiva ?
Ac1
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Nel disegno sopra , l’ N- terminale della valina , Val 1 , della HbA è protonato . Così anche l’N-terminale delle
due proteine modificate A1c e CHb . La quantità di carica positiva nell’ N-terminale è differente per le tre
proteine ? (si o no )
No
Che cosa può spiegare il relativo ordine di eluizione dei picchi nel Cromatogramma 2 ?
Il cambiamento conformazionale che avviene in seguito alla formazione di CHb potrebbe spostare cariche
positive dalla superficie , trasportandole verso l’interno o spostare residui acidi caricati negativamente da
una posizione interna alla superficie della proteina . Sebbene le cariche positive N-terminali siano le stesse ,
alterare la esposizione superficiale di alcuni residui amminoacidici potrebbe portare ad un differente grado di
interazione con la resina a scambio cationico ; perciò un diverso ordine di eluizione .
Ora è possibile spiegare il valore di 8 % di A1c del paziente ? Cioè , si spiega perché il paziente ha un valore di
A1c più alto se confrontato con il suo livello di glucosio nel sangue ? (si o no )
No
Il valore di A1c nel paziente è in realtà in accordo con il suo livello di glucosio nel sangue ? ( si o no )
Si
Basandoti su quello che conosci , quali condizione clinica ha il paziente , in aggiunta al diabete ?
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Malattia renale
Possiamo monitorare entrambe le condizioni senza interferenze ?
Si
Ritorniamo al nostro paziente ……
Vediamo il paziente dopo tre mesi e ripetiamo la misura clinica di A1c . Il valore riportato del livello di glucosio
nel sangue è molto simile a quello della precedente visita : valore medio = 125 mg/dL o 6.9 mmol/L . Tuttavia
ora il valore i A1c è sceso in modo significativo a 5.2% . Basandoti sul grafico precedente ( confronto tra A1c e il
valore medio del glucosio ) , la sua misura risulta più alta , più bassa o in accordo con il valore del suo glucosio?
Più bassa
La misura del suo glucosio è 125 mg/dL ( 7.1 mml/L ) , quale valore di A1c ci aspettiamo ?
6%
Con un 5.2% di A1c , e su questo solo dato , potrebbe essere considerato il paziente diabetico ? (si o no )
No
Ora ….non c’è nessuna ragione per sostenere che il paziente in qualche modo non è più diabetico . Qualcos’altro
deve essere in corso per spiegare il disaccordo tra il glucosio nel sangue e A1c . Ora dobbiamo ritornare al
problema dei reni di cui sappiamo soffre il nostro paziente .
Il nefrologo del paziente ha fatto due mesi fa l’analisi di laboratorio , constatando una ulteriore riduzione della
funzione renale . Inoltre venne stabilito che il paziente era anemico (significa che il paziente ha un ridotto
livello di HbA nel sangue . Il nefrologo prescrisse un trattamento con l’ormone eritropoietina (EPO) , la quale è
normalmente prodotta dal fegato , per stimolare la produzione delle cellule rosse del sangue nel midollo osseo.
Poichè il paziente è anemico , è importante notare che avrà una ridotta vita media dei suoi eritrociti nel
sangue. L’età media dell’eritrocita , e perciò la vita media dell’emoglobina (HbA) , in un uomo sano ( non
anemico ) è 50 giorni . Per questo paziente anemico , è probabile che la vita media dei suoi eritrociti è più vicina
a 40 giorni ( o forse leggermente meno ).
Nella reazione tra emoglobina e glucosio , il glucosio disponibile varierà nel tempo in una reazione con la
molecola dell’emoglobina , che continua per tutta la durata della vita media di quest’ultima. Quando un
eritrocita muore ( che è un evento naturale ) ed è rimosso dalla circolazione , la reazione per produrre A1c
cessa. Perciò , se un paziente ha una condizione ( come il nostro paziente con l’anemia ) dove la vita media degli
eritrociti è più corta rispetto ad una persona sana , il periodo di tempo per generare A1c è ridotto . La misura di
A1c fornisce una media complessiva per tutte le molecole di emoglobina del sangue del paziente . Come tale ,
con il nostro paziente che presenta ora ( in questa visita ) un valore più basso del tempo di vita medio degli
eritrociti , rispetto a quando vennero fatte le misure iniziali di A1c , potrebbe la sua attuale misura di A1c
aumentare , diminuire o rimanere invariata rispetto alla sua prima visita ?
Diminuire
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Così … la misura di A1c del nostro paziente a 5.2 % è artificialmente bassa o alta a causa all’anemia di cui soffre?
Bassa
La misura di 5.2 % è un indicatore accurato del grado di glicazione proteica in questo paziente ?
No
Il valore di A1c al 7% che è usato per stabilire se un paziente è diabetico è previsto per pazienti che hanno gli
eritrociti con una normale vita media . Questo paziente ha una più bassa vita media degli eritrociti a causa della
sua anemia e , come tale , ha una ridotta % di A1c rispetto ad un paziente non anemico . Così … possiamo
stabilire che questo paziente , data la sua anemia , non è più diabetico in virtù della misura di A1c sotto il 7% ?
No
Possiamo in modo definitivo asserire che il controllo e il trattamento del diabete in questo paziente sta
funzionando ?
No
Mentre non possiamo monitorare bene il controllo di questo paziente diabetico seguendo A1c a causa delle sue
condizioni anemiche , noi non siamo senza opzioni . Consideriamo ….
L’emoglobina non è la sola emoglobina nel sangue che può essere glicata . E’ la singola proteina più spesso
seguita per monitorare e trattare il paziente diabetico , ma può essere monitorata la glicazione di molte altre
proteine . Per questo paziente , il problema della conversione dell’emoglobina a A1c è che la proteina risiede
dentro l’eritrocita e il tempo medio dell’eritrocita in questo paziente è alterato per le sue condizioni anemiche
.. Così … potremmo scegliere un’altra proteina che è dentro l’eritrocita o potremmo scegliere una proteina fuori
dell’eritrocita ( ma sempre nel sangue )? Che cosa è meglio per questo paziente e perché ?
Scegliere una proteina fuori dell’eritrocita è meglio perché il paziente ha una anemia che riduce la vita media
dell’eritrocita
Per questo paziente la glicazione di una proteina del plasma come l’albumina potrebbe permettere di misurare il
grado di glicazione indipendentemente dalla vita media dell’ emoglobina . In quale modo potrebbero queste
misure cliniche permettere una migliore valutazione del controllo del diabete in questo paziente ?
Il monitoraggio della glicazione dell’eritrocita in questo paziente non rappresenta con accuratezza le condizioni
diabetiche del paziente perché è un paziente anemico . L’albumina è una proteina del plasma , sempre nel
sangue , ma fuori dell’eritrocita , così la sua vita media non è influenzata dalle condizioni anemiche del
paziente. Perciò , prendendo le misure della glicazione di una proteina del plasma riusciamo a controllare
meglio il diabete di questo paziente