Principio de medición de los sensores transcutáneos de glucosa

El sensor transcutáneo tiene un filamento muy fino y flexible, mucho más fino que una aguja, que se introduce justo debajo de la piel, en el tejido adiposo de esa zona. Este filamento no se encuentra dentro de un vaso sanguíneo, sino en el líquido que hay entre las células, llamado líquido intersticial. El sensor no mide directamente en la sangre, sino que evalúa la concentración de glucosa de este líquido, que sigue de cerca la glucemia de la sangre [1].

La medición se realiza por vía electroquímica. El sensor transforma la concentración de glucosa en una corriente eléctrica muy pequeña, con ayuda de una enzima y de un electrodo (ese filamento fino) [2]. Cuanta más glucosa hay en el líquido intersticial, mayor es la corriente generada localmente. El resultado puede quedar ligeramente por detrás de lo que hay en la sangre cuando la glucemia cambia rápidamente, porque la glucosa de este líquido se sincroniza con los valores de la sangre con un pequeño retraso [3].

La punta del filamento situada bajo la piel está recubierta por una enzima fijada en su superficie, con mayor frecuencia la glucosa oxidasa. Esta enzima es un catalizador biológico, es decir, acelera la reacción química de la glucosa con el oxígeno sin consumirse en este proceso [4]. Es la parte que en realidad reconoce la glucosa y convierte el sensor en un instrumento dedicado específicamente a la glucosa, y no en un simple electrodo general.

El papel principal de la enzima es dar especificidad al sensor, es decir, hacer que responda a la glucosa e ignore en gran parte otras sustancias [5]. Sin esta enzima, el sensor no podría distinguir la glucosa del resto de moléculas del líquido intersticial. Algunos sensores más antiguos utilizan una enzima emparentada, la glucosa deshidrogenasa, pero el principio de medición sigue siendo el mismo [5] [6].

La enzima (glucosa oxidasa) hace que la glucosa reaccione con el oxígeno del líquido intersticial. De esta reacción resultan un ácido (glucónico) y agua oxigenada (peróxido de hidrógeno). La cantidad de agua oxigenada producida es directamente proporcional a la concentración de glucosa, es decir, más glucosa significa más agua oxigenada [4].

El agua oxigenada llega al electrodo del sensor, donde se descompone y libera electrones, que forman una corriente eléctrica muy débil. Esta corriente es, en esencia, la señal captada por el sensor, y su magnitud refleja la concentración de glucosa del líquido intersticial [5].

Sí, la reacción consume una cantidad muy pequeña de glucosa. Cada molécula de glucosa que reacciona con el oxígeno local se transforma en ácido glucónico, por lo que se utiliza en el acto. La enzima unida al filamento está recubierta por una membrana especial que solo deja pasar una cantidad pequeña y controlada de glucosa, de modo que la reacción permanece siempre limitada y segura [7].

Esta cantidad consumida es lo bastante pequeña como para no bajar la glucemia ni alterar los valores medidos en el futuro. El cuerpo repone continuamente la glucosa del líquido intersticial a partir de la que hay en la sangre. La enzima es un catalizador y no se consume, pero con el tiempo tanto ella como la membrana pueden desgastarse, razón por la cual el sensor tiene una duración de uso limitada [8].

Lo que ves como un simple filamento bajo la piel contiene en realidad varios electrodos, dispuestos en capas muy finas y aislados entre sí, sobre el mismo soporte flexible. El electrodo de trabajo está recubierto de enzima y produce la señal, el electrodo de referencia ofrece un potencial estable, y el electrodo auxiliar cierra el circuito eléctrico [6]. El componente electrónico unido al sensor mantiene una tensión constante entre el electrodo de trabajo y el de referencia, y la reacción química no modifica esta tensión, sino la intensidad de la corriente. Cuanto mayor es la concentración de glucosa en el líquido intersticial, mayor es la intensidad de la corriente que pasa por el electrodo de trabajo. Algunos sistemas añaden un cuarto electrodo, sin enzima (mide el ruido de fondo), cuya señal se resta de la señal útil para eliminar la influencia de otras sustancias.

La corriente medida es leída de forma continua por el componente electrónico (transmisor). Un factor de calibración transforma esta corriente en un valor estimado de la glucemia [2]. Muchos sensores modernos vienen calibrados de fábrica, mientras que otros necesitan de vez en cuando una comprobación y, en su caso, una recalibración con el glucómetro [9]. Los programas internos del sistema suavizan las pequeñas variaciones eléctricas y corrigen en parte el retraso entre el líquido intersticial y la sangre [3]. El resultado se expresa en mg/dl o mmol/L y se envía de forma inalámbrica a un teléfono o a otro receptor.

Sí, el sensor necesita una pequeña fuente de energía, normalmente una batería situada en el transmisor. Esta energía mantiene un potencial eléctrico constante en el electrodo, y la reacción química catalizada por la glucosa oxidasa genera una corriente proporcional a la concentración de glucosa [6]. Esa misma energía alimenta el procesamiento de la señal, la memoria interna y el envío inalámbrico de los datos al teléfono o al receptor [10].

El consumo de energía es muy pequeño, así que una batería miniatura es suficiente para todo el tiempo que llevas el sensor. La mayoría de los sistemas de monitorización continua funcionan entre 7 y 15 días (recientemente incluso 21 días), tras lo cual el sensor se sustituye por uno nuevo, junto con su fuente de energía [11] [12]. En los modelos más antiguos, el transmisor se reutiliza en varios sensores [10].