Princípio de medição dos sensores de glicose transcutâneos

O sensor transcutâneo tem um filamento muito fino e flexível, bem mais fino do que uma agulha, que se introduz mesmo por baixo da pele, no tecido adiposo aí existente. Este filamento não se encontra num vaso sanguíneo, mas sim no líquido entre as células, chamado líquido intersticial. O sensor não mede diretamente no sangue, avaliando antes a concentração de glucose neste líquido, que acompanha de perto a glicemia do sangue [1].

A medição é feita por via eletroquímica. O sensor transforma a concentração de glucose numa corrente elétrica muito pequena, com a ajuda de uma enzima e de um elétrodo (aquele filamento fino) [2]. Quanto mais glucose houver no líquido intersticial, maior é a corrente gerada localmente. O resultado pode ficar ligeiramente atrás daquilo que está no sangue quando a glicemia muda rapidamente, uma vez que a glucose deste líquido se sincroniza com os valores do sangue com um pequeno atraso [3].

A ponta do filamento situada sob a pele está revestida por uma enzima fixada à sua superfície, na maioria das vezes a glucose-oxidase. Esta enzima é um catalisador biológico, ou seja, acelera a reação química da glucose com o oxigénio sem se consumir neste processo [4]. É ela a parte que, na realidade, reconhece a glucose e que faz do sensor um instrumento dedicado especificamente à glucose, e não apenas um simples elétrodo geral.

O principal papel da enzima é conferir especificidade ao sensor, ou seja, fazer com que responda à glucose e ignore em grande parte outras substâncias [5]. Sem esta enzima, o sensor não conseguiria distinguir a glucose das restantes moléculas do líquido intersticial. Alguns sensores mais antigos utilizam uma enzima aparentada, a glucose-desidrogenase, mas o princípio de medição mantém-se o mesmo [5] [6].

A enzima (glucose-oxidase) faz com que a glucose reaja com o oxigénio do líquido intersticial. Desta reação resultam um ácido (glucónico) e água oxigenada (peróxido de hidrogénio). A quantidade de água oxigenada produzida é diretamente proporcional à concentração de glucose, ou seja, mais glucose significa mais água oxigenada [4].

A água oxigenada chega ao elétrodo do sensor, onde se decompõe e liberta eletrões, que formam uma corrente elétrica muito fraca. Esta corrente é, no essencial, o sinal captado pelo sensor, e a sua magnitude reflete a concentração de glucose do líquido intersticial [5].

Sim, a reação consome uma quantidade muito pequena de glucose. Cada molécula de glucose que reage com o oxigénio local transforma-se em ácido glucónico, sendo por isso utilizada no momento. A enzima fixada ao filamento está revestida por uma membrana especial que deixa passar apenas uma quantidade pequena e controlada de glucose, de modo que a reação permanece sempre limitada e segura [7].

Esta quantidade consumida é suficientemente pequena para não baixar a glicemia nem alterar os valores medidos no futuro. O corpo repõe permanentemente a glucose do líquido intersticial, a partir da que existe no sangue. A enzima é um catalisador e não se consome, mas, com o tempo, tanto ela como a membrana se podem desgastar, razão pela qual o sensor tem uma duração de utilização limitada [8].

Aquilo que vês como um simples filamento sob a pele contém, na realidade, vários elétrodos, dispostos em camadas muito finas e isolados entre si, sobre o mesmo suporte flexível. O elétrodo de trabalho está revestido com a enzima e produz o sinal, o elétrodo de referência fornece um potencial estável e o elétrodo auxiliar fecha o circuito elétrico [6]. O componente eletrónico ligado ao sensor mantém uma tensão constante entre o elétrodo de trabalho e o de referência, e a reação química não altera esta tensão, mas sim a intensidade da corrente. Quanto maior for a concentração de glucose no líquido intersticial, maior se torna a intensidade da corrente que atravessa o elétrodo de trabalho. Alguns sistemas acrescentam um quarto elétrodo, sem enzima (que mede o ruído de fundo), cujo sinal é subtraído ao sinal útil para eliminar a influência de outras substâncias.

A corrente medida é lida continuamente pelo componente eletrónico (transmissor). Um fator de calibração transforma esta corrente num valor estimado da glicemia [2]. Muitos sensores modernos vêm calibrados de fábrica, ao passo que outros necessitam, de tempos a tempos, de uma verificação e, eventualmente, de uma recalibração com o glicómetro [9]. Os programas internos do sistema suavizam as pequenas variações elétricas e corrigem em parte o atraso entre o líquido intersticial e o sangue [3]. O resultado é expresso em mg/dl ou mmol/L e enviado sem fios para um telefone ou outro recetor.

Sim, o sensor precisa de uma pequena fonte de energia, geralmente uma bateria situada no transmissor. Esta energia mantém um potencial elétrico constante no elétrodo, e a reação química catalisada pela glucose-oxidase gera uma corrente proporcional à concentração de glucose [6]. É também ela que alimenta o processamento do sinal, a memória interna e o envio sem fios dos dados para o telefone ou recetor [10].

O consumo de energia é muito reduzido, pelo que uma bateria em miniatura é suficiente para todo o período em que usas o sensor. A maioria dos sistemas de monitorização contínua funciona entre 7 e 15 dias (recentemente até 21 dias), após o que o sensor é substituído por um novo, juntamente com a sua fonte de energia [11] [12]. Nos modelos mais antigos, o transmissor é reutilizado em vários sensores [10].