Analyses de glucose dans le sang Stéphanie Chlapowski Virginie Mégel Séminaire de chimie analytique janvier 2005 SCGC, semestre 5

Plan Introduction Méthodes d’analyses étudiées: Avec prise de sang:  Méthodes enzymatiques et colorimétriques  Méthodes enzymatique et ampérométrique  Analyse des hémoglobines « glyquées » Par contrôle continu:  Iontophorèse inverse  Viscosité Conclusion Remerciements

Introduction Le glucose constitue la source principale d’énergie des cellules (glycolyse) Dosage du glucose pour :  Détermination d’états hypoglycémiques ou hyperglycémiques  Dépistage et surveillance du diabète  Affectations pancréatiques, métaboliques ou endocriniennes

Méthodes d’analyse A.Méthodes nécessitant une prise de sang  Visites de deux laboratoires d’analyses médicales: utilisation de méthodes enzymatiques

Méthodes enzymatique couplées avec méthode colorimétrique Le sérum est d’abord séparé du sang par centrifugation Il est mis en contact avec un réactif contenant une enzyme spécifique au glucose, la glucose oxydase: Le peroxyde d’hydrogène formé est ensuite traité par une autre enzyme, la peroxydase, ce qui conduit à la formation d’un composé coloré, la quinonéimine:

La quinonéimine est de couleur rosée et l’intensité de cette coloration est proportionnelle à la concentration de glucose. On mesure l’absorbance à 505 nm.

Autre enzyme utilisée: l’hexokinase Le glucose est phosphorylé en glucose-6 phosphate: Une seconde enzyme, la glucose-6-phosphate deshydrogenase catalyse l’oxydation du glucose-6- phosphate par le NAD + pour former du NADH;

La concentration de NADH formée est proportionnelle au glucose et on mesure son absorbance à 340 nm.

Tubes stockant le glucose avant l’analyse: Ils doivent contenir un inhibiteur (fluorures) pour stopper l’action des enzymes naturelles dégradant le glucose (7% par heure). Concentration ajustée pour ne pas inhiber le réactif lors de l’analyse.

Méthode enzymatique avec détecteur ampérométrique Autre mode de détection Le peroxyde d’hydrogène formé diffuse jusqu’à l’électrode de travail Il est oxydé en oxygène grâce au potentiel appliqué Le courant produit est proportionnel à la concentration de glucose

Hémoglobines « glyquées » HbA1c  Réaction spontanée entre les groupes aminés terminaux des hémoglobines et le glucose.  HbA1c dépendent du taux de glucose, elles restent dans les hématies jusqu’à la mort de celles-ci.  Enregistrement de la glycémie durant la période de 4 à 8 semaines précédents le prélèvement

Analyse des HbA1c Chromatographie  échange cationique, Hb glyquées ont une plus grande électronégativité que normales Electrophorèse Méthodes immunologiques: anticorps spécifiques

Avantages Méthodes précises, fiables Analyses de routine Inconvénients Analyses in vitro Dans le cas du diabète: ne permet pas de suivre l’évolution du taux de glucose rapidement Contrariant Réponse de l’analyse pas instantanée

B.Méthodes permettant un contrôle continu

Technique de l’iontophorèse inverse Iontophorèse  passage d’un courant électrique à travers la peau  délivrance de médicaments à travers la peau Iontophorèse inverse  Direction opposée (de la peau vers l’extérieur)  Applicable pour substances hydrosolubles, petites et chargées  Extraction d’ions pour un dosage biochimique du glucose

Fonctionnement courant électrique à travers la peau mouvement des ions Na + Production d’un flux qui transporte les espèces non chargées, comme le glucose Transport par électro osmose

Le signal électrique est proportionnel à la concentration du glucose Glucose mesuré par capteur où se trouve une enzyme qui oxyde le glucose Mesure faite avec le sodium, standard fait par calibration à 133mM RECEIVER + – EPIDERMIS DERMISCl -, anions (ascorbate, urate) Na+, cations neutral species (i.e., glucose)  V ANODE CATHODE

Application: la Glucowatch Montre capable d’analyser le taux de glucose dans le sang continuellement et de manière non-invasive Avantages  Alarme lors de chutes de glycémies  Méthode non-invasive  Méthode d’analyse en continu, meilleure visualisation de l’évolution du taux de glucose Problèmes  nécessite un calibrage toutes les 12heures (piqûre)  allergies cutanées  coût  interférence avec la transpiration, variation de température

Méthode par analyse de viscosité Mesure la concentration de glucose sous cutanée Couplage microdialyse et mesure de viscosité d’un liquide sensible Liquide sensible  macromolécules de Dextran avec des résidus terminaux glucoses  molécules de concanavalin A, se liant spécifiquement au glucose

En absence de glucose  La concanavalin se lie au dextrose (4 sites)  Formation d’une structure en gel  Haute viscosité En présence de glucose  Compétition entre glucose libre et lié au dextrose  Affaibli l’affinité concanavalin- dextrose  Viscosité diminue

Équation de Poiseuille Si la vitesse du liquide et la taille du capillaire sont constant, en mesurant ΔP, la viscosité peut être calculée

Avantages Mesures plus fréquentes, meilleure visualisation de l’évolution du taux de glucose Visualisation immédiate Inconvénients Trop invasif (piqûre) Stabilité des mesures de trop courte durée Prototype

Conclusion Enormément de recherches sont faites dans le domaine de la mesure du taux de glucose. Nouvelles techniques développées. La mesure du taux de glucose est utilisée tous les jours par les diabétiques donc marché énorme.

Remerciements Laboratoire de chimie clinique Rue du midi 15, Lausanne Laboratoire d’analyse médicales Bregnard Rue des lilas 8, Delémont