Wie der Sensor die Glukose in der Gewebeflüssigkeit misst

Die Gewebeflüssigkeit ist jene Flüssigkeit, welche die Räume zwischen den Zellen Ihres Körpers füllt, außerhalb der Blutgefäße und außerhalb der Zellen. Sie umgibt die Zellen der Gewebe dauerhaft und stellt die Verbindung zwischen Blut und Zellen her [1]. Über sie erhält jede Zelle Glukose, Sauerstoff und weitere Stoffe, die sie zum Überleben oder für ihre gute Arbeit braucht. Ebenso geben die Zellen darüber jene Erzeugnisse ab, die sie nicht mehr verwenden (Abfallstoffe).

Diese Flüssigkeit stammt aus dem Plasma (dem flüssigen Teil des Blutes), das durch die dünnen Wände der feinsten Gefäße des Körpers, der Kapillaren, hindurchtritt. Die Gewebeflüssigkeit findet sich reichlich unmittelbar unter der Haut, im Unterhautfettgewebe, genau dort, wo der dünne Faden des Sensors platziert wird. Aus diesem Grund erreicht der Sensor sie leicht und kann dort die Glukosekonzentration messen, ohne in ein Blutgefäß einzudringen [2].

Der Sensor misst die Glukosekonzentration in der Gewebeflüssigkeit, weil diese Flüssigkeit unmittelbar unter der Haut liegt und mit einem sehr dünnen Faden leicht zu erreichen ist. Den Faden im Unterhautfettgewebe zu platzieren, ist einfach und nahezu schmerzfrei, und der Faden bleibt dort mehrere Tage, mitunter Wochen [3].

Eine unmittelbare und fortlaufende Messung im Blut würde verlangen, dass der Sensor dauerhaft in einem Blutgefäß liegt. Das brächte Gefahren mit sich: Infektionen, die Bildung von Gerinnseln und die Verletzung des Gefäßes. Die Gewebeflüssigkeit bietet eine weit sicherere und bequemere Lösung, und die Glukosekonzentration in ihr folgt dem Wert im Blut eng [4]. So können Sie jederzeit wiederholte Messungen erhalten, ohne sich jedes Mal in die Fingerbeere zu stechen.

Die Glukose fließt mit dem Blut und gelangt so in die Kapillaren, die sehr dünne Wände haben. Von dort tritt die Glukose durch die Kapillarwand in die Gewebeflüssigkeit. Sie bewegt sich von dem Ort, an dem sie in größerer Menge vorliegt (dem Blut), zu jenem, an dem sie in kleinerer Menge vorliegt (der Gewebeflüssigkeit). Dieser Übertritt heißt Diffusion und geschieht von selbst (passiv), ohne Energieverbrauch [1].

Nachdem sie in die Gewebeflüssigkeit gelangt ist, wird die Glukose von den Zellen aufgenommen, von manchen mithilfe des Insulins, von anderen über eigene Transporter in der Zellwand, die kein Insulin brauchen. Kurz gesagt ist der Weg der Glukose: Blut, Kapillarwand, Gewebeflüssigkeit und schließlich das Innere der Zelle. Der Sensor wird genau auf diesem Weg platziert, in der Flüssigkeit zwischen den Zellen, und kann den Glukosespiegel deshalb beinahe in Echtzeit verfolgen [2].

Wenn der Blutzucker beständig ist, hängt die Glukosekonzentration in der Gewebeflüssigkeit eng mit jener im Plasma zusammen, ist wegen des fortlaufenden Verbrauchs durch die Zellen in der Regel aber etwas niedriger. In dieser Lage kann der vom Sensor angezeigte Wert mit dem Blutzucker übereinstimmen, nicht weil die beiden Konzentrationen gleich wären, sondern weil das Signal aus der Gewebeflüssigkeit am Blutzucker geeicht wurde (ab Werk oder durch die Anwenderin oder den Anwender). Der Unterschied zeigt sich, wenn sich der Blutzucker rasch ändert, zum Beispiel nach dem Essen, während einer Anstrengung oder nach der Behandlung eines niedrigen Werts. In diesen Augenblicken braucht die Glukose einige Minuten, um aus dem Blut in die Gewebeflüssigkeit überzutreten, sodass der Sensor den Wert mit einer kleinen Verzögerung zeigt [5].

Aus diesem Grund ist der Wert in der Gewebeflüssigkeit bei rasch steigendem Blutzucker etwas niedriger als jener im Blut. Umgekehrt ist der vom Sensor angezeigte Wert (aus der Gewebeflüssigkeit) bei rasch fallendem Blutzucker etwas höher als jener im Blut. Diese Unterschiede sind im Allgemeinen vertretbar und von kurzer Dauer. Moderne Sensoren versuchen sogar, sie über interne Berechnungen auszugleichen, damit die angezeigte Zahl dem tatsächlichen Blutzucker möglichst nahe kommt, wie die Abbildung unten zeigt [6].

Ja, in den meisten Fällen bildet die Messung in der Gewebeflüssigkeit den Blutzuckerspiegel richtig ab, vor allem wenn die Werte beständig sind. Die Verbindung zwischen der Glukose in der Gewebeflüssigkeit und jener im Blut ist eng, und der Sensor ist darauf ausgelegt, den Blutzucker ausgehend von dieser Verbindung zu schätzen. Für den Alltag ist die vom Sensor gelieferte Information genau genug, um Ihre Entscheidungen zu leiten [4].

Es gibt dennoch einige Lagen, in denen die Werte weniger genau sein können. Dazu gehören die ersten Stunden nach dem Anbringen des Sensors, rasche Änderungen des Blutzuckers und Augenblicke, in denen bestimmte Stoffe die Messung stören [7]. Wenn Ihre Beschwerden nicht zu der Zahl auf dem Bildschirm passen, ist es deshalb gut, den Blutzucker mit einem Messgerät zu prüfen [4]. Ebenso unmittelbar nachdem Sie einen niedrigen Wert behandelt haben. Diese einfache Prüfung erhöht Ihr Vertrauen und Ihre Sicherheit allgemein, zählt aber am meisten vor dem Autofahren, vor körperlicher Anstrengung, in der Schwangerschaft und an Krankheitstagen.

Der Sensor misst die Glukosekonzentration, also das Verhältnis von Glukose zur umgebenden Flüssigkeit, nicht die Gesamtmenge an Glukose oder Flüssigkeit. Aus diesem Grund ändert eine kleine Schwankung der Menge an Gewebeflüssigkeit den angezeigten Wert nicht unmittelbar. Es zählt, wie viel Glukose sich in einem bestimmten Flüssigkeitsvolumen befindet, und dieses Verhältnis bleibt jenem im Blut nahe [6]. Dennoch können die örtlichen Bedingungen rund um den Sensor die Messung vorübergehend beeinflussen. Druck auf den Sensor im Schlaf, Flüssigkeitsmangel, Kälte, eine örtliche Schwellung oder die normale Reaktion des Gewebes in den ersten Stunden nach dem Anbringen können die Zahlen kurzzeitig verändern.

Wenn Sie im Schlaf versehentlich auf den Sensor drücken, werden Sie einen unerwartet niedrigen Wert bemerken, mitunter nahe null. Das ist ein bekannter Fehler, der als nächtliche Abschwächung des Signals bezeichnet wird (auf Englisch Nocturnal Signal Attenuation, NSA); ein Wechsel der Schlafhaltung behebt ihn gewöhnlich [8]. Bevor Sie den Wert diesem Fehler zuschreiben, prüfen Sie den Blutzucker mit einem Messgerät, denn ein niedriger Wert kann auch eine wirkliche Unterzuckerung sein.

Alle Sensoren für den medizinischen Gebrauch und die meisten für den nichtmedizinischen Gebrauch messen die Glukosekonzentration in der Gewebeflüssigkeit [3]. Dazu gehören sowohl die transkutanen Sensoren (mit einem dünnen Faden unmittelbar unter der Haut) als auch die implantierbaren Sensoren [7] [9]. All diese Geräte verwenden dasselbe Prinzip: die Glukosekonzentration in der Flüssigkeit zwischen den Zellen zu lesen und daraus den Blutzucker zu schätzen.

Es gibt auch Forschung zu Sensoren, welche die Glukose durch die Haut ohne Faden oder unmittelbar im Blut lesen würden. Die Variante ohne Faden verwendet die Spektroskopie im nahen Infrarot, das heißt, sie schickt durch die Haut ein für das Auge unsichtbares Licht und wertet aus, wie viel davon zurückkommt. Diese Sensoren gehören noch nicht zu den Geräten, die täglich zur Steuerung der Behandlung verwendet werden [10]. Kurz gesagt: Wenn Sie einen gewöhnlichen Sensor am Arm oder am Bauch tragen, misst er die Glukose in der Gewebeflüssigkeit.