Jak sensor mierzy glukozę w płynie tkankowym

Płyn tkankowy to płyn wypełniający przestrzenie między komórkami ciała, poza naczyniami krwionośnymi i poza komórkami. Stale otacza komórki w tkankach i łączy krew z komórkami [1]. Za jego pośrednictwem każda komórka otrzymuje glukozę, tlen i inne substancje potrzebne do przeżycia albo prawidłowej pracy. W ten sam sposób komórki pozbywają się produktów, których już nie wykorzystują (odpadów).

Płyn ten pochodzi z osocza, czyli płynnej części krwi, i przechodzi przez cienkie ściany najmniejszych naczyń ciała, nazywanych naczyniami włosowatymi. Płynu tkankowego jest dużo tuż pod skórą, w tkance podskórnej, dokładnie tam, gdzie umieszcza się cienkie włókno sensora. Dlatego sensor łatwo do niego dociera i może tam mierzyć stężenie glukozy, bez wchodzenia do naczynia krwionośnego [2].

Sensor mierzy stężenie glukozy w płynie tkankowym, bo płyn ten znajduje się tuż pod skórą i można do niego łatwo dotrzeć bardzo cienkim włóknem. Umieszczenie włókna w tkance podskórnej jest proste i niemal bezbolesne, a włókno pozostaje tam przez kilka dni, czasem tygodni [3].

Bezpośredni, ciągły pomiar we krwi wymagałby, żeby sensor stale znajdował się w naczyniu krwionośnym. Niosłoby to ryzyko zakażenia, powstania skrzepliny i uszkodzenia naczynia. Płyn tkankowy daje rozwiązanie znacznie bezpieczniejsze i wygodniejsze, a stężenie glukozy w nim blisko podąża za wartością we krwi [4]. Możesz więc uzyskiwać powtarzane pomiary w każdej chwili, bez nakłuwania palca za każdym razem.

Glukoza krąży we krwi i dociera w ten sposób do naczyń włosowatych, które mają bardzo cienkie ściany. Stąd glukoza przechodzi przez ścianę naczynia włosowatego do płynu tkankowego. Przesuwa się z miejsca, gdzie jest jej więcej (z krwi), do miejsca, gdzie jest jej mniej (do płynu tkankowego). Przejście to nazywa się dyfuzją i odbywa się samoistnie (biernie), bez zużycia energii [1].

Po dotarciu do płynu tkankowego glukoza jest pobierana przez komórki, część z nich z pomocą insuliny, a inne przez własne transportery w ścianie komórkowej, które insuliny nie potrzebują. Krótko mówiąc, droga glukozy to krew, ściana naczynia włosowatego, płyn tkankowy i wreszcie wnętrze komórki. Sensor jest umieszczony dokładnie na tej drodze, w płynie między komórkami, i dlatego może śledzić poziom glukozy niemal w czasie rzeczywistym [2].

Gdy glikemia jest stabilna, stężenie glukozy w płynie tkankowym jest ściśle powiązane ze stężeniem w osoczu, choć zwykle jest nieco niższe, bo komórki stale zużywają glukozę. W takiej sytuacji wartość pokazywana przez sensor może pokrywać się z glikemią, nie dlatego, że oba stężenia są identyczne, ale dlatego, że sygnał z płynu tkankowego jest kalibrowany względem glikemii (fabrycznie albo przez pacjenta). Różnica pojawia się, gdy glikemia zmienia się szybko, na przykład po posiłku, w trakcie wysiłku albo po skorygowaniu niskiej wartości. W tych chwilach glukoza potrzebuje kilku minut, by przejść z krwi do płynu tkankowego, więc sensor pokazuje wartość z niewielkim opóźnieniem [5].

Dlatego przy szybkim wzroście glikemii wartość w płynie tkankowym jest nieco niższa niż we krwi. Odwrotnie, przy szybkim spadku glikemii wartość pokazywana przez sensor (z płynu tkankowego) jest nieco wyższa niż we krwi. Różnice te są zwykle umiarkowane i krótkotrwałe. Nowoczesne sensory próbują je nawet korygować obliczeniami wewnętrznymi, żeby pokazywana liczba była jak najbliższa rzeczywistej glikemii, jak pokazuje rysunek poniżej [6].

Tak, w większości sytuacji pomiar w płynie tkankowym prawidłowo odzwierciedla poziom glukozy we krwi, zwłaszcza gdy wartości są stabilne. Związek między glukozą w płynie tkankowym a tą we krwi jest ścisły, a sensor został zaprojektowany tak, by na jego podstawie szacować glikemię. Na potrzeby codziennego życia informacja z sensora jest dość dokładna, by kierować Twoimi decyzjami [4].

Jest jednak kilka sytuacji, w których wartości mogą być mniej dokładne. Należą do nich pierwsze godziny po założeniu sensora, szybkie zmiany glikemii oraz chwile, gdy pewne substancje zakłócają pomiar [7]. Dlatego, jeśli objawy nie zgadzają się z liczbą na ekranie, warto zmierzyć glikemię glukometrem [4]. Zrób tak samo zaraz po skorygowaniu niskiej wartości. Ten prosty sprawdzian ogólnie zwiększa Twoją pewność i bezpieczeństwo, ale największe znaczenie ma przed prowadzeniem samochodu, przed wysiłkiem, w ciąży i w dniach choroby.

Sensor mierzy stężenie glukozy, czyli stosunek glukozy do otaczającego płynu, a nie całkowitą ilość glukozy ani płynu. Dlatego niewielka zmiana ilości płynu tkankowego nie zmienia wprost pokazywanej wartości. Liczy się, ile glukozy znajduje się w danej objętości płynu, a stosunek ten pozostaje bliski temu we krwi [6]. Miejscowe warunki wokół sensora mogą jednak przejściowo wpłynąć na pomiar. Ucisk na sensor podczas snu, odwodnienie, zimno, miejscowy obrzęk albo naturalna reakcja tkanki w pierwszych godzinach po założeniu mogą przez krótki czas zmieniać wyniki.

Jeśli przypadkiem uciśniesz sensor we śnie, zauważysz nieoczekiwanie niską wartość, czasem bliską zeru. To błąd znany jako nocne tłumienie sygnału (NSA), a zmiana pozycji podczas snu zwykle go usuwa [8]. Zanim przypiszesz taką wartość temu błędowi, sprawdź glikemię glukometrem, bo niski odczyt może też być prawdziwą hipoglikemią.

Wszystkie sensory do zastosowań medycznych i większość tych spoza zastosowań medycznych mierzą stężenie glukozy w płynie tkankowym [3]. Dotyczy to zarówno sensorów przezskórnych (z cienkim włóknem umieszczonym tuż pod skórą), jak i wszczepialnych [7] [9]. Wszystkie te urządzenia korzystają z tej samej zasady, czyli odczytują stężenie glukozy w płynie między komórkami, a potem szacują na tej podstawie glikemię.

Bada się również sensory, które odczytywałyby glukozę przez skórę, bez włókna, albo wprost z krwi. Wersja bez włókna korzysta ze spektroskopii w bliskiej podczerwieni: przepuszcza przez skórę niewidzialne światło i analizuje, ile go wraca. Sensory te nie należą jeszcze do urządzeń używanych codziennie do prowadzenia leczenia [10]. Krótko mówiąc, jeśli nosisz zwykły sensor na ramieniu albo brzuchu, mierzy on glukozę w płynie tkankowym.