Orgão oficial da:
Revista Portuguesa
de Diabetes
Factores de Mau Prognóstico no Pé Diabético: Análise de uma Consulta Multidisciplinar de Pé Diabético V. Pires, J. Monteiro, A. Carvalho, A. Giestas, A. Maia, C. Amaral, C. Freitas, D.Vaz, G. Melo Rocha, S.Teixeira, H. Neto, I. Gonçalves, J. Dores, J. Martins, J. Muras, R. Carvalho, R. Guimarães, S. Pinto
A Diabetes e a Evolução do Mecanismo de Funcionamento das Tiras para Determinação da Glicemia
F. Rodrigues, B. Sarmento
Protocolo de Tratamento da Hiperglicémia no Doente Não Crítico no Internamento
J. Louro, M. Ricciulli
Papel da Insulinorresistência na Patogénese da Diabetes Mellitus Tipo 1 – A Controversa Hipótese do Acelerador
A.Vieira, F. Carrilho, M. Carvalheiro
Tratamento com Vácuo no Pé Diabético A. Giestas, S. Pinto, C. Amaral, C. Freitas, J. Dores, H. Neto, R. Guimarães,
J. Martins, R. Almeida, J. Muras, I. Gonçalves, I. Palma, R. Carvalho Diabetes: Factos e Números 2009
Relatório Anual do Observatório Nacional da Diabetes Observatório Nacional da Diabetes
Estocolmo
de Diabetes
Ficha Técnica
Revista Médica Trimestral, excluída de registo no ICS de acordo com a alínea a) do art. 12º do D.R. nº 8/99 de Junho de 1999 • Propriedade: Sociedade Portuguesa de Diabetologia - Rua do Salitre 149 - 3º Esq - 1250-198 Lisboa Tm.96 825 22 97 - Fax 21 385 93 71 - web:www.spd.pt - e-mail:diabetes@sapo.pt Edição: Cortex - Publicações Técnicas e Científicas, Lda. - Rua Diogo de Silves, 4-B 1400-107 Lisboa Tel. 21 302 07 06 Fax 21 302 07 07 e-mail: cortex.lda@net.novis.pt • Paginação: Daniel Viseu • Impressão: Taligraf Artes Gráficas, Lda. Estrada de Paço de Arcos, Centro Empresarial do Cacém, Armazém L 2735-336 Cacém Tel. 214 269 870 Fax 214 269 879 e-mail: taligraf@mail.telepac.pt • ISSN 1646-3994 Nºs avulsos:
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Sociedade Portuguesa de Diabetologia
Presidentes Anteriores da SPD
Editorial / Editorial Rui Duarte
Artigo Original / Original Article
Factores de Mau Prognóstico no Pé Diabético:
Análise de uma Consulta Multidisciplinar de Pé Diabético V. Pires, J. Monteiro, A. Carvalho, A. Giestas, A. Maia, C. Amaral, C. Freitas, D.Vaz, G. Melo Rocha, S.Teixeira, H. Neto, I. Gonçalves, J. Dores, J. Martins, J. Muras, R. Carvalho, R. Guimarães, S. Pinto Artigos de Revisão / Review Articles
A Diabetes e a Evolução do Mecanismo de
Funcionamento das Tiras para Determinação da Glicemia F. Rodrigues, B. Sarmento
Protocolo de Tratamento da Hiperglicémia no Doente Não Crítico no Internamento J. Louro, M. Ricciulli
Papel da Insulinorresistência na Patogénese da Diabetes Mellitus Tipo 1
– A Controversa Hipótese do Acelerador A.Vieira, F. Carrilho, M. Carvalheiro
Tratamento com Vácuo no Pé Diabético
A. Giestas, S. Pinto, C. Amaral, C. Freitas, J. Dores, H. Neto, R. Guimarães, J. Martins, R. Almeida, J. Muras, I. Gonçalves, I. Palma, R. Carvalho Prog. Nac. Prev. e Controlo da Diabetes / Nat. Prog. of Diabetes Prev. and Control Diabetes: Factos e Números 2009
Relatório Anual do Observatório Nacional da Diabetes Observatório Nacional da Diabetes
Página da SPD / SPD Page 147 148 154 162 170 173 178 189 Presidente Dr. José Manuel Boavida Vice-Presidentes Dr. Manuel João Gomes Dr. Pedro Carneiro de Melo Secretário-Geral Dra. Cristina Valadas
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Conselho Científico Internacional / International Scientific Council Prof. G. Bolli Prof. J. P. Assal Prof. Lefèbvre Dr. J. Rosenstock Prof. Martin Buysschaert Dr. Daniel Figueirola Prof. António Chacra
Este número marca o final do 5º ano de actividade da RPD.
É uma boa altura para todos os interessados, responsáveis pela edição da Revista, Direcção da SPD e, sobretudo, os seus leitores reflectirem acerca do conteúdo e in-teresse do actual formato da RPD.
2011 poderá ser um ano de renovação na imagem e conteúdo da RPD, caso haja von-tade e energia suficientes par levar a cabo tal tarefa.
Entretanto, este número da RPD foca dois trabalhos do Grupo da Consulta de Pé dia-bético do Serviço de Endocrinologia do Hospital de Santo António no Porto; um tra-balho de revisão da Dra. Alexandra Vieira e col. do Serviço de Endocrinologia dos HUC acerca da controversa associação da insulino-resistência como factor acelera-dor da Diabetes Tipo 1; uma muito relevante e actual proposta de protocolo para o tratamento da hiperglicemia no doente internado por parte das Dras. Joana Louro e Manuela Ricciulli do Serviço de Medicina Interna do Hospital das Caldas da Rainha e uma revisão pela Dra. Francisca Rodrigues da Fac. Farmácia do Porto acerca dos me-canismos de funcionamento das tiras para a determinação da glicemia capilar. Aproveitámos, também, para divulgar de modo mais alargado aos sócios da SPD e res-tantes assinantes da RPD, o Relatório Anual do Observatório Nacional da Diabetes referentes ao ano de 2009 cujos números se tornam assim mais fáceis de consultar e referenciar.
O corpo editorial da RPD deseja a todos um feliz ano de 2011!
Factores de Mau Prognóstico no Pé Diabético: Análise
de uma Consulta Multidisciplinar de Pé Diabético
V. Pires1, J. Monteiro2, A. Carvalho3, A. Giestas3, A. Maia3, C. Amaral3, C. Freitas3, D.Vaz3, G. Melo Rocha3, S.Teixeira3, H. Neto3, I. Gonçalves4, J. Dores3, J. Martins5, J. Muras4, R. Carvalho3, R. Guimarães3, S. Pinto3
1- UCSP de Lordelo do Ouro, ACeS Porto Ocidental 2- USF das Ondas, ACES Porto Norte
3- Serviço de Endocrinologia, Diabetes e Metabolismo, Hospital Santo António, Centro Hospitalar do Porto (CHP) 4- Serviço de Ortopedia, Hospital Santo António, Centro Hospitalar do Porto (CHP)
5- Serviço de Angiologia e Cirurgia Vascular, Hospital Santo António, Centro Hospitalar do Porto (CHP)
Resumo
Introdução: A diabetes mellitus (DM) é responsável por 70% das
amputações não traumáticas de membros inferiores.
Objectivos: Caracterizar a Consulta Multidisciplinar de Pé
Dia-bético (CMPD) do Centro Hospitalar do Porto. Determinar fac-tores associados a amputação.
Material e Métodos: Estudo analítico e transversal. Amostra:
utentes referenciados à CMPD em 2008. Sexo, idade, tipo de DM, terapêutica, tempo de DM, HbA1C, complicações micro e macro-vasculares, amputação prévia, tipo de pé, lesão, localização, infecção e evolução. Dados processados em Microsoft Excel 2007®e SPSS 16.0®.Testes estatísticos: qui-quadrado e T de student.
Resultados: Avaliados 731 doentes: 53% do sexo masculino, idade
média de 67,5 anos, 16 anos de evolução da DM, 90% com DM tipo 2, 74% não controlados e 45% com pé neuropático.A úlcera super-ficial foi a lesão mais frequente (45%) e o dorso dos dedos o local mais atingido (23%); 40% ficaram curados e 16% sofreram ampu-tação. Significância estatística para: sexo masculino, maior tempo de DM, descontrolo metabólico, complicações macrovasculares, pé neuroisquémico, infecção grave e úlcera profunda.
Conclusões: Registou-se menor taxa de amputação relativamente
aos maiores estudos de referência.As associações encontradas são concordantes com estes últimos. O conhecimento dos factores implicados num pior prognóstico permite uma intervenção mais precoce e eficaz.
Abstract
Introduction: Diabetes mellitus (DM) causes 70% of
nontrauma-tic lower limbs´ amputations.
Objective: Characterization of the multidisciplinary consultation
of diabetic foot (MCDF) at Centro Hospitalar do Porto, Portugal, and determination of amputation associated factors.
Methods: Analytical and crossed study. Sample: MCDF users with
first consultation during 2008. Gender, age, type of DM, treatment, duration of DM, provenance, metabolic control, previous amputa-tion, foot type, lesion´s locaamputa-tion, degree of infection and evolution. Data processed in Microsoft Excel 2007®and SPSS 16.0®. Statistical tests: chi-square and t-student.
Results: Evaluated 731 patients: 53% were male; mean age was
67.5 years, 90% had DM type 2 and 74% weren´t metabolically con-trolled, 45% had neuropathic foot. The most frequent lesion was superficial ulcer (45%); fingers´ dorsum was the most affected region (23%); 40% were cured and 16% underwent amputation. Found statistical association between amputation and male gender, longer duration of DM, highest HbA1C, macrovascular complica-tions, neuroischemic foot, severe infection and deep ulcer.
Conclusions: Comparatively to the major reference studies, a
lower amputation rate was found; the statistical associations regis-tered were consistent with the ones in literature. Knowledge of the risk factors implicated in poor prognosis allows a more early and effective intervention.
INTRODUÇÃO
A diabetes mellitus (DM) corresponde a uma doença meta-bólica de etiologia múltipla, que se caracteriza por hiper-glicemia crónica resultante de deficiências na secreção ou acção da insulina, ou de ambas(1). No ano 2000 existiam 171 milhões de diabéticos em todo o mundo e prevê-se um aumento para os 366 milhões em 2030(2). No caso particu-lar de Portugal, a prevalência de indivíduos diabéticos da po-pulação em geral era de 4,7% em 1999 e de 6,7% em 2006. De acordo com os dados mais recentes, em indivíduos entre os 20 e os 79 anos, esta prevalência demonstrou ser de 11,7% no ano de 2009(3). Segundo alguns autores estima-se que 9,8% da população portuguesa seja diabética em 2025(4,5).
A DM é uma das principais causas de morbi-mortalidade e perda da qualidade de vida nomeadamente no que concerne às suas complicações macrovasculares como as amputações de membros inferiores. A neuropatia e a vasculopatia asso-ciadas à DM tornam os pés de um doente diabético em risco de ulceração, infecção e amputação. Apenas 2/3 das úlceras de pé diabético cicatrizam, com um tempo médio de cura de 6 meses e até um terço poderão resultar em am-putação. A recorrência de lesões pode ocorrer entre 17 a 81% nos dois anos que se seguem à cura (6). A DM é ainda responsável por 70% das amputações não traumáticas de membros inferiores e 85% são precipitadas por úlceras. Al-guns estudos defendem que 25% dos doentes diabéticos irão desenvolver uma úlcera ao longo da sua vida(6). De acordo com o Relatório Anual do Observatório Nacio-nal da Diabetes em Portugal a DM foi responsável por cerca de 1900 amputações de membros inferiores no ano de 2004. Este nº tem vindo a diminuir no entanto, situou-se ainda nas 1600 amputações em 2008, um número assaz ele-vado(7).
Correspondência:
João Ricardo Alves Monteiro
Rua Frei João de Vila do Conde, Nº 12, 2º andar 4480-817 Vila do Conde, Portugal
Tlm.: 912 811 613
A abordagem destas situações numa Consulta Multidiscipli-nar de Pé Diabético (CMPD) pode levar a uma redução de 49 a 85% da incidência de amputação (8). O conhecimento dos factores implicados na amputação do pé diabético per-mite prevenir ou retardar desfechos mais desfavoráveis. O Estudo Eurodiale caracterizou 1088 doentes de 14 cen-tros europeus de CMPD entre 2003 e 2004(9).
Os objectivos deste estudo foram determinar factores asso-ciados à amputação de membro inferior em doentes diabéti-cos, caracterizar a Consulta Multidisciplinar de Pé Diabético (CMPD) “Dr.ª Beatriz Serra” do Hospital de Santo António, Centro Hospitalar do Porto (CHP) e comparar os resulta-dos obtiresulta-dos com os presentes na literatura, nomeadamente com o Estudo Eurodiale.
MATERIAL E MÉTODOS
Realizou-se um estudo analítico e transversal durante os meses de Março a Junho de 2009 tendo como população alvo os utentes que recorreram à CMPD “Dr.ª Beatriz Serra” do Hospital de Santo António, CHP.
Da população de utentes frequentadores da consulta ob-teve-se uma amostra de conveniência que correspondeu a todos os utentes que recorreram a uma destas consultas pela primeira vez durante o ano de 2008.
Como critérios de exclusão definiram-se: ausência de dados e utentes não diabéticos erradamente enviados à referida consulta.
Os dados foram obtidos através do processo individual do utente da CMPD e através de registos do programa infor-mático “Sistema de Apoio ao Médico” (SAM).
Foram obtidas informações sobre as variáveis de que seguem:
• Sexo – definido como feminino ou masculino;
• Idade – definida como a idade em anos à data da primeira CMPD;
• Tipo de diabetes mellitus – tipo 1, tipo 2 ou outros, con-forme definição utilizada pela Sociedade Portuguesa de Diabetologia;
• Terapêutica – definida como utilização de antidiabéticos orais, insulina, ambos ou unicamente medidas não farma-cológicas como dieta e exercício físico;
• Tempo de evolução da DM – nº de anos, à data da CMPD, desde o diagnóstico de DM;
• Proveniência da referenciação à CMPD – definida como proveniente dos Cuidados de Saúde Primários, Cuidados de Saúde Secundários (Consultas Externas ou Serviço de Urgência do HSA e outros Hospitais) e outros (Clínicas, médicos particulares ou outros técnicos de Saúde); • Controlo da diabetes mellitus – definida pelo valor da
hemoglobina glicosilada A1C com o valor alvo de 6,5% conforme o Programa Nacional de Prevenção e Controlo da Diabetes da Direcção Geral de Saúde de 2007; • Presença de amputação prévia do membro inferior; • Tipo de pé – definido como neuropático (se
polineuropa-tia distal, originando diminuição da sensibilidade à estimu-lação com monofilamento de Semmes-Weinstein,
pareste-sias ou dor neuropática), neuroisquémico (se oclusão arte-rial, com diminuição dos pulsos periféricos – pedioso, tibial posterior ou poplíteo – à palpação ou com recurso a Doppler) ou normal (se sem queixas ou alterações ao exame objectivo)(10);
• Tipo de lesão – ausência de lesão, helomas, onicocriptose, úlcera superficial, úlcera profunda, abcesso/fleimão, úlcera varicosa, necrose seca e Charcot agudo;
• Tipo de úlcera – superficial ou profunda de acordo com o Sistema Pedis, Sistema de Classificação de úlceras de pé diabético para fins de Investigação(8);
• Localização da lesão ou das lesões mais graves quando múltiplas – definido como dorso dos dedos, polpa dos dedos, bordo do pé, dorso do pé, planta do pé, espaços interdigitais, unhas, coto de amputação ou outras;
• Tipo de infecção – sem infecção, infecção ligeira (eritema a menos de 2cm da úlcera, limitada ao tecido celular sub-cutâneo), grave (se eritema a mais de 2 cm do bordo da úlcera, linfangite, progressão pela fáscia, gangrena ou atin-gimento do músculo, tendão, cápsulas articulares ou osso) e com sinais sistémicos(10);
• Presença de complicações macrovasculares da DM – defi-nidas como Doença Cardíaca Isquémica, Doença Cerebro-vascular e/ou Doença Vascular Periférica;
• Presença de complicações microvasculares da DM – defi-nidas como Retinopatia, Nefropatia e/ou Neuropatia; • Evolução – à data da recolha de dados a evolução foi
definida de acordo com o destino do doente e o estado da lesão - alta com cura, alta em tratamento para Cuidados de Saúde Primários ou Cuidados de Saúde Secundários, am-putação ou em cicatrização;
• Amputação – definida como major quando ocorre ao nível da perna ou coxa e minor se a um nível inferior.
Os dados obtidos foram registados e tratados em Microsoft Excel 2007®e SPSS®16.0. e foram determinados resultados referentes a estatística descritiva e a estatística inferencial. Os testes estatísticos utilizados foram o qui-quadrado, ANOVA e T de student com um nível de significância de 0,05.
RESULTADOS
Foram avaliados os processos individuais da CMPD de 731 doentes, com primeira consulta durante o ano de 2008. Destes, foram excluídos 30 processos por informação insu-ficiente e má qualidade de registos ou por ausência de diag-nóstico de DM.Ao longo do ano de 2008 ocorreram 99 dias de consulta com uma média de 7,4 primeiras consultas por dia de CMPD. A distribuição de primeiras consultas pelos vários meses do ano encontra-se representada na Figura 1. Dos 701 doentes avaliados, a maioria era do sexo masculino (53%), a média de idades foi de 67,5 anos (idade máxima – 100; idade mínima – 29; desvio-padrão – 11,8) e 90% dos casos (n=631) correspondia a doentes com diabetes mellitus tipo 2 (Figura 2).
Em média, os doentes tinham 16,2 anos de evolução de DM (mínimo – 1; máximo – 59; desvio-padrão – 10,9). Cinquenta
e cinco por cen-to dos doentes encontravam-se a fazer tera-pêutica com an-t i d i a b é an-t i c o s orais (n=351), 33% a fazer in-sulina (n=213), 10% medicados com ambos (n= 62) e 2% ape-nas sob dieta e exercício físico. Relativamente ao controlo metabólico, 74% dos doentes não estavam con-trolados (Hb A1c > 6,5%). O valor médio de Hb A1c foi de 8,2%, (mínimo – 4,8; máximo - 20; desvio-padrão - 2,2), a mediana foi de 7,6% e a moda de 6,2%, sendo que 80% dos doentes estavam acima deste último (Figura 3).
No que diz respeito à proveniência dos doentes, 423 foram referenciados à CMPD pelos Cuidados de Saúde Primários, o que correspondeu a 60% dos casos (Figura 4).
Em 10% dos doentes havia história de amputação prévia. Ao exame objectivo na primeira consulta,45% dos doentes apre-sentavam pé neuropático, 41% apreapre-sentavam pé neuroisquémico e 14% não apresentavam alterações sensitivas ou vasculares. Nos doentes com lesões (n=513), as mais frequentes foram a úlcera superficial (n=232), a úlcera profunda (n=169) e os
helomas (n=36), correspondendo respectivamente a 45%, 33% e 7% das lesões (Figura 5). O local mais frequentemente atingido foi o dorso dos dedos (n=116) (Figura 6). Vinte e cinco por cento dos doentes não apresentavam qualquer lesão.
Do total de doentes avaliados, 27% apresentavam infecção profunda, 23% apresentavam infecção superficial, 1% apre-sentava sinais sistémicos e 49% não apreapre-sentavam sinais de infecção.
No que diz respeito às complicações macrovasculares da DM, 18,7% (n= 131) dos doentes tinha tido algum episódio de doença cardíaca isquémica, 36% (n = 253) apresentava doença arterial periférica e 19,8% (n = 139) já tinha tido algum episódio de doença cerebrovascular. Quarenta por cento (n = 280) dos doentes nunca tinha tido nenhuma das complicações, 35,8% (n = 251) tinham uma destas compli-cações, 14,4% (n= 101) tinha duas e 3,4% (n = 24) já apre-sentava as três complicações macrovasculares da DM. Relativamente à presença de complicações microvasculares, 38,5% (n = 270) apresentavam retinopatia diabética, 22% apresentavam nefropatia (n = 155) e 64% apresentavam neu-ropatia periférica; 38,8% os doentes avaliados apresentavam apenas uma complicação microvascular, 26,7% apresentavam duas e 11% apresentavam as três complicações microvascu-lares estudadas.
Dos 513 doentes com lesões, avaliando a sua evolução ao longo das diversas consultas, 197 tiveram alta com cura das lesões (40%), 132 foram orientados para outros serviços ou médico assistente com lesões em tratamento (27%) e 77
Figura 1 - Número de primeiras consultas por mês no ano de 2008. Figura 4 - Proveniência dos doentes observados na consulta (n =701).
Figura 3 - Distribuição do valor de Hemoglobina A1C nos doentes
obser-vados da consulta (N=452).
Figura 2 - Tipo de diabetes mellitus dos doentes
observados na consulta (n=701). DM- diabetes mellitus.
CSP- Cuidados de Saúde Primários; HSA- Hospital Sto António; CE – Consulta Externa; SU – Serviço de Urgência.
(45% vs 41%) o que corrobora a tendência actual para uma equiparação percentual dos dois tipos de pé, contrariando o que os dados epidemiológicos afirmavam no final dos anos 90. A percentagem de pés neuroisquémicos foi, contudo, inferior ao Estudo Eurodiale (41% vs 47,5%). Dos doentes com lesões, 40% tiveram alta curados e 27% foram orienta-dos para outros Serviços em tratamento nos quais se previa a sua cura, um valor semelhante ao descrito na literatura com a cura de 2/3 das úlceras mas ligeiramente inferior ao estudo Eurodiale (77%). Dez por cento dos doentes encon-travam-se ainda em cicatrização o que poderá estar rela-cionado com a proximidade da recolha de dados (Março a Junho de 2009 com primeiras consultas até 31 de Dezembro de 2008).
No geral, 16% dos doentes foram sujeitos a amputação (18% no Estudo Eurodiale), valor muito menor ao esperado quan-do os quan-doentes não frequentam uma CMPD. A taxa de am-putação major foi de 6,6% (5% no Estudo Eurodiale), o qual se tem mantido relativamente constante (7% em 2006 e 7,7% em 2007).
Relativamente à evolução para amputação major, e tal como noutros estudos (Quadro II), o sexo masculino(9), o maior tempo de evolução da DM(11), o descontrolo metabólico(12,13), foram amputados (16%). Dois doentes acabaram por falecer.
Relativamente às amputações (n=78), 44 corresponderam a amputações minor (56%), a mais frequente das quais a de dedos, já as amputações major ocorreram em 34 casos (44% do total de am-putações) (Figu-ra 7). No global dos doentes, a taxa de amputação major foi de 6,6% (34 ampu-tações em 513 doentes com le-sões).
Do total de
doentes com pé neuroisquémicos (n=269), 17% foram revascularizados e 11%, apesar de terem indicação para revascularização, não apresentavam condições para o fazer.
A análise estatística dos factores associados a mau prognós-tico, definido como evolução para amputação, revelou que o sexo masculino (p=0,031), o maior tempo de evolução da diabetes mellitus (p=0,011), o maior valor de HbA1C (p=0,008), as complicações macrovasculares (p<0,001), o pé neuro-isquémico (p<0,001), a infecção grave (p<0,001) e a existên-cia de úlcera profunda/lesão grave (p<0,001) foram factores de pior prognóstico.As complicações microvasculares, a pre-sença de amputação prévia e a idade do doente não demons-traram associação com a amputação (Quadro I).
DISCUSSÃO
A idade média dos doentes observados, a percentagem de doentes com DM de longa data e a presença de infecção foram sobreponíveis aos observados no Estudo Eurodiale.A percentagem de doentes do sexo masculino foi inferior ao Estudo Eurodiale (53% vs 64%) bem como, a percentagem de úlceras profundas (24% vs 43%). A DM tipo 2, a terapêutica com ADO´s e o descontrolo metabólico caracterizaram a maior parte dos utentes da CMPD. Verificou-se um ligeiro predomínio do pé neuropático sobre o neuroisquémico
Figura 6 - Região do pé atingida pela lesão.
Figura 7 - Tipo de amputação realizada (N=78).
TrM- Amputação Trans-Metatarsiana.
Quadro I - Análise inferencial das variáveis, comparando os
doentes amputados com os não amputados
Variáveis Amputados Não
Amputados Teste Estatístico Valor de p Idade (Média) 68,91±9,91 67,34±11,85 T de Student 0,266 Masculino 50 (13,7%) 316 (86,3%) Sexo Feminino 27 (8,4%) 293 (91,6%) Qui-Quadrado 0,031 DM tipo 1 9 (13,8%) 56 (86,2%) Tipo de DM DM tipo 2 68 (11%) 550 (89%) Qui-Quadrado 0,491 Anos de evolução (Média) 19,3±12,73 15,79±10,68 T de
Student 0,011 Valor de Hemoglobina A1C
(Média) 8,91±2,53 8.08±2,14 T de Student 0,008 Sim 69 (18,9%) 297 (81,1%) Complicações macrovasculares Não 8 (2,6%) 295 (97,4%) Qui-Quadrado <0,001 Sim 58 (11%) 470 (89%) Complicações microvasculares Não 19 (13,2%) 125 (86,8%) Qui-Quadrado 0,461 Sim 9 (13,6%) 57 (86,4%) Amputação prévia Não 68 (11%) 548 (89%) Qui-Quadrado 0,526 Normal 2 (2,2%) 91 (97,8%) Neuropático 14 (4,7%) 284 (95,3%) Tipo de Pé Neuroisquémico 61 (23,2%) 202 (76,8%) Qui-Quadrado <0,001 Sem úlcera 0 240 (100%) Úlcera superficial 23 (10,2%) 203 (89,8%) Tipo de lesão Úlcera profunda/lesão grave 53 (27,7%) 138 (72,3%) Qui-Quadrado <0,001 Sem infecção 8 (2,4%) 331 (97,6%) Ligeira 16 (10,1%) 143 (89,9%) Grave 53 (29%) 130 (71%) Grau de infecção Sinais sistémicos 0 2 (100%) Qui-Quadrado <0,001
a existência de complicações macrovasculares e o pé neu-roisquémico(11-15), a infecção grave(14,15)e a úlcera profunda(15) demonstraram ser factores de mau prognóstico. Noutros estudos foram ainda descritas associações estatisticamente significativas com o tabagismo (11,15), hipertensão arterial e índice de massa corporal(11), variáveis não incluídas neste es-tudo.
Não se observou significância estatística com o pé neuro-pático e a ocorrência de amputação tal como no estudo de Prompers L et al(9),que em termos metodológicos e de di-mensão amostral mais se aproximou ao presente estudo mas contrariamente ao demonstrado no estudo de AbuBakr H et al(14)pese embora neste último a taxa de amputação ter sido muito superior ao observado na CMPD do HSA (28,5%>16%) o que poderá ter subjacente população subs-tancialmente diferentes ou disparidade nos cuidados presta-dos aos doentes.
Ainda existe algum grau de desconhecimento do que pre-tende ser uma CMPD visto que 25% dos doentes referencia-dos não apresentavam qualquer lesão, 4% apresentavam úlceras varicosas e 7,6% apresentavam onicocriptoses e he-lomas. A referenciação errada de doentes não diabéticos ou doentes diabéticos sem lesões e a título preventivo a uma CMPD, não sendo este o objectivo desta consulta específica, alerta para a necessidade de formação dos vários profissio-nais de saúde que com esta consulta se articulam.A
referen-ciação de situações como onicocriptoses e helomas demons-tra a necessidade de se equiparem os Cuidados de Saúde Primários com recursos materiais e humanos mínimos que permitam resolver estas situações de gravidade minor sem ser necessário recorrer aos Cuidados de Saúde Secundários e inviabilizar o acesso de situações graves por sobrelotação da CMPD.
A patologia do Pé surge em cerca de 15% dos doentes dia-béticos. A existência de uma consulta de referência como a CMPD é de extrema importância, pela quantidade de doen-tes que recebe e pela possibilidade de tratar atempada-mente lesões do Pé Diabético.
O conhecimento dos factores implicados num pior prognós-tico permite a prevenção das lesões, a sinalização de doen-tes em risco, a intervenção mais precoce e intensiva quando existem lesões e a prevenção da catástrofe da amputação.
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3. Sociedade Portuguesa de Diabetologia, Observatório Nacional de Diabetes, Associação Protectora dos Diabéticos de Por-Referência Caracterização
Conclusões concordantes com o estudo em análise
Conclusões discordantes com estudo em análise
Outras associações encontradas Hämäläinen H et al (1999) Miyajima S et al (2005) Shojaiefard A et al (2008) Yesil S et al (2009) AbuBakr H et al (2009) 733 doentes; Idade: 10 a 89 anos; Estudo prospectivo, duração de 7 anos; Taxa de amputação 3%. 210 doentes, Japão; Taxa de amputação 52%. 146 doentes; Cuidados hospitalares; Taxa de amputação major: 5.5%; Taxa de amputação minor: 22.6%. 510 doentes com lesões; Estudo retrospectivo.
2.321 doentes;
Idade média: 55.5 ± 12.3 anos; 71% DM tipo 2;
Taxa de amputação 28,5%; Taxa de amputação major 10%.
DVP Duração da DM DCI DVP Descontrolo metabólico (HbA1c>= 8%) DVP Descontrolo metabólico (glicemia jj > 200 mg/dl) DVP, Infecção grave e úlcera profunda (Classif. de Wagner) – factores de risco indepen-dentes.
DCI
DVP - factor independente. Infecção grave.
Idade, tipo de DM (DM tipo 2), Complicações microvas-culares.
Nefropatia, amputação prévia
Neuropatia
HTA, tabagismo, IMC
Insuficiência renal terminal
Tabagismo.
Marcadores de fase aguda: nº de leucócitos, PMN, pla-quetas, VS, PCR e albumina. Anemia.
Dimensões da lesão. Insuficiência renal terminal.
Quadro II - Estudos em que foram investigadas associações estatisticamente significativas com a amputação de membros inferiores em
doentes diabéticos.
Legenda: DVP- doença vascular periférica; DM- diabetes mellitus; DCI- doença cardíaca isquémica; HTA- hipertensão arterial; IMC- índice de massa corporal;Tx.Amput- taxa de amputação; PMN- polimorfonucleares neutrófilos;VS- velocidade de sedimentação; PCR- proteína reactiva C.
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A Diabetes e a Evolução do Mecanismo
de Funcionamento das Tiras para Determinação
da Glicemia
F. Rodrigues1, B. Sarmento1,2
1- Faculdade de Farmácia, Universidade do Porto 2- Instituto Superior de Ciências da Saúde-Norte, Gandra
Resumo
A diabetes é uma das principais causas de morbilidade crónica e de perda de qualidade de vida no nosso país. Prevê-se um aumento desta doença nas próximas décadas, com consequente aumento da frequência de consultas e de serviços de urgência, assim como um significativo número de internamentos hospitalares. Tais factos co-locam a diabetes como um problema de Saúde Pública de elevada magnitude, sendo previsível que constitua uma das principais causas de morbilidade e incapacidade total ou parcial durante o século XXI.
No final de 1970 foram introduzidas no mercado tiras de teste se-melhantes às de determinação da glicose na urina, mas de determi-nação da glicose sanguínea.Tal como as tiras anteriormente usadas para despiste de glicose na urina, as tiras de teste de sangue recor-riam a um reagente impregnado na tira de plástico para, enzimati-camente, converter a glicose num produto corado.A utilização ade-quada deste equipamento exigia a remoção do excesso de amostra e a estimativa visual da concentração sanguínea.
Desde a década de 1980, as medições com tiras ficaram mais fáceis e mais rápidas, e actualmente o tempo necessário é de apenas 3 segundos. Paralelamente, o volume de amostra requerida diminuiu consideravelmente (~0,3 µL).
A tecnologia em que se baseiam estes que se encontra por trás destes equipamentos é formada por tiras de teste, as quais contêm enzimas, coenzimas, mediadores e os indicadores, sob a forma de uma camada seca, convertendo a concentração de glicose no san-gue num sinal que é lido pelo contador. A determinação da glicose rapidamente e com especificidade, exactidão e precisão é domina-da pelas características químicas e de design domina-da tira. Durante as últi-mas décadas têm sido desenvolvidos equipamentos para executar a medição num tempo de 5 segundos, com menos de 1 µL de san-gue(1-4).
O objectivo desta revisão é avaliar o mecanismo químico de fun-cionamento das tiras diabéticas, bem como rever toda a evolução das mesmas desde a sua geração.
Abstract
Diabetes is a major cause of chronic morbidity and loss of quality of life in our country.
It is expected an increase of this disease in the coming decades, with consequent increase in the frequency of visits and emergency services, as well as a significant number of hospital admissions. These facts pose diabetes as a public health problem of great mag-nitude and are projected to constitute a major cause of morbidity and total or partial incapacity during this century.
At the end of 1970 were marketed test strips similar to the deter-mination of glucose in urine, but the deterdeter-mination of blood glu-cose. As the strips previously used to screen for glucose in urine test strips for blood resorted to a reagent impregnated in the plas-tic strip to enzymaplas-tically convert glucose into a colored product. Proper use of this equipment required the removal of excess sam-ple and visual estimation of blood concentration.
Since the 1980s, measurements of strips are easier and faster, and now the time is only 3 seconds. In parallel, the required sample vo-lume decreased significantly (~0.3 µL).
The technology underpinning these that lies behind these devices is composed of test strips, which contain enzymes, coenzymes, me-diators and indicators in the form of a dry layer, converting the concentration of glucose in the blood in a sign that is read by the counter. The determination of glucose quickly and with specificity, accuracy and precision is dominated by the chemical characteris-tics and the design of the strip. During the last decades equipments have been developed to perform the measurement in a time of 5 seconds, with less than 1 µL of blood(1-4).
The purpose of this review is to evaluate the chemical mechanism of operation of diabetic strips, as well as to review all their evolu-tion since its generaevolu-tion.
INTRODUÇÃO
A diabetes é uma das principais causas de morbilidade cróni-ca e de perda de qualidade de vida no nosso país. Prevê-se um aumento desta doença nas próximas décadas, com con-sequente aumento da frequência de consultas e de serviços
de urgência, assim como um significativo aumento no núme-ro de internamentos hospitalares.Tais factos colocam a dia-betes como um problema de Saúde Pública de elevada mag-nitude, sendo previsível que constitua uma das principais causas de morbilidade e incapacidade total ou parcial duran-te o século XXI. Peranduran-te o exposto, torna-se imperiosa uma intervenção de âmbito nacional planeada e especificamente dirigida ao combate à Diabetes, representando a farmácia o meio de contacto privilegiado para alertar a população(5). A diabetes apresenta variações de incidência e prevalência nas várias regiões do mundo, verificando-se um crescimento progressivo em todas as regiões. A sua maior prevalência situa-se no grupo etário acima dos 45 anos. De facto, esta Correspondência:
Francisca Pinto Rodrigues Rua Aníbal Cunha, 164 4099-030 Porto, Portugal Tel.: 222 078 900 Fax: 222 003 977
doença afecta quase 250 milhões de pessoas no mundo in-teiro, tendo surgido 50 milhões de novos casos nos últimos 4 anos(6). A incidência tem vindo a aumentar nos seus prin-cipais subtipos 1 e 2, tendo concorrido para isso nestas últi-mas décadas factores genéticos e ambientais, como a obesi-dade e o sedentarismo, apesar da maior atenção no diagnós-tico precoce e dos avanços terapêudiagnós-ticos farmacológicos en-tretanto alcançados. Na realidade, a diabetes tipo 2 repre-senta 85-95% de todos os casos.A prevalência está em cres-cimento mais rápido nos países ocidentais desenvolvidos. Na América do Norte 9,2 % da população tem diabetes enquan-to que na Europa a prevalência de diabetes é ligeiramente inferior rondando os 8,4%.As estimativas apontam para que em 2030 existam 380 milhões de diabéticos.A nível mundial, a maioria das pessoas com diabetes não consegue um con-trolo glicémico adequado. Mesmo em sociedades altamente desenvolvidas uma grande percentagem das pessoas não atinge as metas recomendadas para o controlo glicémico o que enfatiza a necessidade de maior atenção ao controlo e tratamento dos diabéticos(2,5,7).
EVOLUÇÃO DOS APARELHOS DE DETERMINA-ÇÃO DA GLICOSE SANGUÍNEA ATRAVÉS DO TEMPO
Os testes químicos para determinação de glicose surgiriam, inicialmente, com a introdução da polarimetria, em 1833, por Baptise. Em 1841, recorrendo ao sulfato de cobre no seu ensaio, Baterias identificou a glicose, sendo o seu método posteriormente modificado por Fehling. Este teste é habi-tualmente designado como Teste de Fehling. Estas tecnolo-gias emergentes estiveram na base do estudo pioneiro de-senvolvido por Claude Bernard e da importante observação, em 1890, por von Mering e Minkowski. Estes investigadores reconheceram que a pancreatectomia, realizada no cão, resultava numa poliúria associada com a secreção de gran-des quantidagran-des de açúcar, ou seja, a Diabetes mellitus (2,7). Inicialmente, os testes para determinação da glicose exigiam grandes volumes de sangue, mas o trabalho de Bang, rapida-mente seguido por Lewis e Benedict em 1915, e em 1918 por Hagedorn e Jensen, conduziu ao aparecimento de mi-crométodos, em meados de 1913. Estes desenvolvimentos seguiram-se ao extenso trabalho, em clínica, de Lauritzen que envolveu estimativas de glicose na urina e avaliou o açú-car no sangue de indivíduos normais e com diabetes (nota-do por Jacobsen Hage(nota-dorn, em 1917 e em 1921). O primei-ro teste de glicose na urina semi-quantitativo foi concebido em 1911 por Bento e tem o seu nome. Mais tarde, em 1915, o método de Benedict, após as alterações introduzidas por Lewis e Benedict, foi introduzido na medição da glicemia em jejum. A Figura 1 mostra uma versão mais recente (através de um método colorimétrico) do método de análise de gli-cose na urina.
Os progressos obtidos desde o teste de Benedict conduzi-ram ao ensaio em que há mistura de urina com reagentes (Clinditest ou Gelatest) e, finalmente, em 1960 a uma varidade de tiras de análise de glicose na urina, como por
e-xemplo Glikotest, Cli-nistix, Dreypack e o co-nhecido Combur-Test. Este teste permite a determinação de glico-se, proteínas e pH. As tiras para determi-nação da glicose san-guínea surgiram no final dos anos 60, no-meadamente com o Dextrostix®e o Reflo-test®, para usar em métodos reflectores, e o Haemo-Glukotest®para determinação visual.
A auto-monitorização da glicose sanguínea foi introduzida em 1962 por Keen e Knight, os quais desenvolveram um mé-todo que permitia ao doente, no conforto de sua casa, colo-car uma pequena gota de sangue numa tira de papel. Esta, depois de seca, era analisada no laboratório do hospital, ten-do em conta o histórico clínico ten-do ten-doente, a data e o tempo da amostra. O método para determinação da glicose era colorimétrico e considerado adequado desde que com uma semana de amostras. Este método revelou-se de extrema importância no caso de pacientes que tinham problemas renais bem como daqueles que sofriam de episódios espon-tâneos de hipoglicémia. Tratava-se de um método semi-quantitativo que permitia ter uma estimativa dos níveis de glicose sanguínea capilar. A comparação com os valores obti-dos usando um AutoAnalizador (Technicon Corp, NY), per-mitiu concluir que as tiras enzimáticas faziam estimativas da glicose sanguínea superiores aos valores reais. Mais tarde, em meados de
1970, para elimi-nar os erros ine-rentes à avaliação visual da cor que a tira adquiria em contacto com o sangue, surgiu um equipamento leve, portátil e que o-perava com base na reflectância (Eye-tone®, Ames). Con-tudo, persistiam pequenos erros(2,7) (Figura 2). O
Haemo-Gluko-test® (Roche Diagnostics, Mannheim, Germany), foi desen-volvido em 1968 e comercializado a partir de 1979 sendo ainda um produto estrela na determinação com precisão da glicose sanguínea (Figura 3).
No final dos anos 70 foram publicados, simultaneamente, dois artigos na Lancet, demonstrando que os métodos rápi-dos de auto-monitorização da glicose sanguínea, principal-mente em pacientes com diabetes tipo 1, permitiam
Figura 1 - Ilustração de um método de
análise da glicose na urina (adaptado da referência 1).
Figura 2 - Dispositivo para determinação da
glicose sanguínea com base na reflectância -Ames Eyetone (adaptado da referência 1).
resultados extra-ordinários no con-trolo da doença. O estudo, de Sön-ksen et al., envol-veu 64 pacientes e utilizou as tiras de Dextrostix e de Eyetone. Os resul-tados foram sur-preendentes: 83% dos pacientes con-seguiram controlar a glicemia e dois terços concon-seguiram manter a concentração de glicose sanguínea abaixo dos 10mmol/L (180 mg/dL) ao longo tempo. Verificou-se igual-mente que o ajuste da dose e do tipo de insulina se tornou mais fácil, comparativamente à análise à urina e que os episó-dios de hipoglicémia eram menos frequentes. No final do estudo, a maioria dos pacientes (~70%) preferiu continuar com a análise sanguínea e apenas uma pequena parte (~20%) voltou à análise à urina. Resultados similares viriam a ser demonstrados num outro estudo que recorreu a tiras Reflotest®e ao Reflomat®(Boehringer Ingelheim, Mannheim) (8-9)(Figura 4).
O auto-controlo dos níveis de gli-cose sanguínea te-ve origem em me-ados de 1970, com as tiras de teste de avaliação visual. No final de 1970 foram introduzi-das no mercado tiras de teste se-melhantes às de determinação da glicose na urina, mas de determinação da glicose sanguínea. Tal como as tiras ante-riormente usadas para despiste de glicose na urina, as tiras de teste de sangue recorriam a um reagente impregnado na tira de plástico para enzimaticamente converter a glicose num produto corado. A utilização adequada deste equipa-mento exigia a remoção do excesso de amostra e a estima-tiva visual da concentração sanguínea. A qualidade do resul-tado estimado era fortemente dependente do operador. Pouco tempo após a introdução das tiras de teste de leitu-ra visual, a primeileitu-ra geleitu-ração de equipamento de determi-nação de glicose portátil chegava ao mercado. Com efeito, ao incorporar um pequeno sistema óptico (um fotómetro de reflectância), estes contadores permitiam ao utilizador usuário ler, electronicamente, a intensidade da coloração desenvolvida na tira.As leituras ópticas foram convertidas para um sistema digital de concentração de glicose no sangue. Embora tais equipamentos ainda necessitassem de ser melhorados, o seu melhor desempenho permitiu que os diabéticos auto-contro-lassem, com precisão, os seus níveis de glicose no sangue(2,6-7,10). Os aparelhos HGT 20-800 ou Chemstrip BG®, da Boeh-ringer Mannheim (Mannheim, Alemanha) e Dextrostix®, da
Ames (Elkhart, IN) foram considerados produtos típicos, em 1975. Com Chemstrip BG®o paciente tinha de colocar uma grande gota de sangue (com cerca de 25 µL) no revestimen-to químico.Após um minurevestimen-to medido com precisão, o sangue era eliminado manualmente e cerca de um minuto depois a cor da tira química era comparada com uma escala colori-métrica. Nesta escala cada cor correspondia a um valor de concentração de glicose no sangue. De facto, verificou-se que pacientes com grande prática eram capazes de ler a sua glicémia com suficiente precisão para controlarem os seus valores.
A revolução seguinte surgiu em 1987 quando a LifeScan (Mil-pitas, CA) introduziu o sistema One Touch®. A tira de teste apresentava-se como uma peça de plástico com um buraco coberto por uma membrana. Era sobre esta membrana que se colocava a gota de sangue. Uma vez que a membrana não separava os glóbulos vermelhos, o resultado era uma mistu-ra da cor vermelha da hemoglobina e da cor azul resultante da reacção da glicose. Concluíu-se, portanto, que a avaliação visual imediata não seria possível.Após 45 segundos era pos-sível a leitura visual, recorrendo a dois comprimentos de on-da, de modo a compensar a cor do sangue.
Em 1987 foi utilizada a primeira tira de medição electro-química, introduzida pela ExacTech®Pen metros (Medisense, Waltham, MA; agora Abbott Diabetes Care,Alameda, CA).A limpeza da tira era desnecessária e, evidentemente, a avalia-ção visual não era aplicável. De imediato todas as outras com-panhias reagiram, desenvolvendo novos sistemas.Actualmen-te sissistemas.Actualmen-temas de avaliação visual estão completamensistemas.Actualmen-te ultra-passados. Desde a década de 1980, as medições com tiras ficaram mais fáceis e mais rápidas, e actualmente o tempo necessário é de apenas 3 segundos. Paralelamente, o volume de amostra requerida diminuiu consideravelmente (~0,3 µL) (Figura 5).
A segunda geração de tiras chegou ao mercado no final dos anos 80. Uma nova tecnologia recentemente desenvolvida – a electroquímica – tal como mencionado anteriormente, unia-se à fotometria de reflectância para permitir a determi-nação da glicose sanguínea. Ambas as tecnologias recorriam a uma enzima para converter a glicose num produto
mensu-Figura 3 - Haemo-Glukotest, desenvolvido em
1968 e comercializado em 1979 (adaptado da referência 1).
Figura 4 - Reflomat meter (adaptado da
refe-rência 1).
Figura 5 - Volume de sangue em função do tempo nas tiras de glicemia
rectos para o fazer. O conceito de determinação indirecta é simples: converte-se a glucose numa substância facilmente quantificável. Os sistemas actualmente disponíveis no merca-do recorrem a merca-dois tipos de tecnologias: a fotometria de re-flectância (mede a intensidade de coloração de um produto formado) e a electroquímica (quantifica uma corrente eléc-trica). A Figura 6 resume de modo esquemático as duas tec-nologias (Figura 7).
Cada tira tem cerca de dez camadas, incluindo uma camada plástica, camadas com reagentes químicos e espaço entre ca-madas. Existe por exemplo, uma camada com dois eléctro-dos, de prata ou de um material equivalente, bem como ou-tra camada com enzima imobilizada, glicose oxidase, e uma camada contendo microcristais de ferrocianeto de potássio, (K3Fe(CN)6). Estas camadas estão devi-damente distanciadas de modo a per-mitir que entre apenas uma pequena quantidade de sangue (2). As reacções químicas que ocorrem no sensor encontram-se esquematizadas na Figu-ra 8.
De modo resumido pode-se afirmar que a glicose sanguínea reage com uma enzima específica, a glicose oxidase, originando ácido glucorónico, o qual, por sua vez, reage com o ferrocianato originando ferrocianito. O eléctrodo oxida o ferrocianito, gerando uma corrente que é directamente pro-porcional à concentração de glicose no sangue(2).
Actualmente, o sistema de teste que requer menor volume de sangue é o Precision Xtra®(agora Abbott Diabetes Ca-re's) Freestyle™ com 0,3µL de sangue e foi introduzido em 1999. Desenvolveram-se igualmente lancetas que efectuam a picada a menor profundidade, o que permite picadas com menos dor. O objectivo é obter com menos dor uma gota de sangue que ronde o volume de 1 µL. A Figura 5 represen-ta a evolução no volume de sangue necessário para a deter-minação. Quanto menor o volume de sangue obtido mais difícil é a determinação e, portanto, mais complexo tem de ser o equipamento utilizado. Uma nova redução do volume de líquido exigido não seria vantajoso para o paciente se fosse acompanhado por uma maior complexidade de fun-cionamento das tiras usadas na determinação da glicose san-guínea.
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS E DE FUNCIONA-MENTO DOS EQUIPAFUNCIONA-MENTOS
Os fundamentos principais das reacções bioquímicas que ocorrem nos equipamentos actualmente disponíveis para a rável. Contudo, em vez de avaliarem a intensidade de
co-loração do produto formado, recorriam a métodos electro-químicos para quantificar o número de electrões formados na reacção enzimática, e convertiam-nos numa concentra-ção sanguínea de glicose.
A medição precisa da glicose no sangue é o resultado da conversão da concentração de glicose num sinal específico, a partir de uma pequena quantidade de sangue (normal-mente em torno de 1 µL).
Os contínuos desenvolvimentos da ciência permitiram me-lhorias de tecnologia e deste modo desenvolver tiras para fazer esta difícil tarefa em apenas 3 segundos.
Actualmente, os equipamentos de determinação da glicose são pequenos dispositivos, do tamanho da palma da mão, com cerca de 5cm x 9 cm e 1,5 cm de espessura, apresen-tando um ecrã de projecção de cerca de 3 cm x 4cm. A Figura 6 representa dispositivos disponíveis no mercado por-tuguês.
As tiras de teste são inseridas numa pequena abertura na parte superior ou na borda inferior do dispositivo. A forma das tiras foi especialmente concebida para que não possam ser inseridas incorrectamente. A tecnologia por trás destes equipamentos é formada por tiras de teste, as quais contêm enzimas, coenzimas, mediadores e os indicadores, sob a for-ma de ufor-ma cafor-mada seca, convertendo a concentração de gli-cose no sangue num sinal que é lido pelo contador.A deter-minação da glicose rapidamente e com especificidade, exac-tidão e precisão são dominadas pelas características quími-cas e de design da tira. Durante as últimas décadas têm sido desenvolvidos equipamentos para executar a medição num tempo de 5 segundos, com menos de 1µL de sangue(1-4). A determinação directa da concentração de glicose no san-gue é difícil e inconveniente, recorrendo-se a métodos
indi-Figura 6 - Diferentes equipamentos disponíveis no mercado.
Ácido glucónico Glucose 2 Ferrocianato [Fe(CN)6]3− 2 Ferrocianito Glucose desidrogenase
Figura 8 - Reacções químicas que ocorrem no sensor. Figura 7 - Esquema de funcionamento das diferentes tiras diabéticas (adaptado Lifescan®)
determinação da glicose sanguínea têm por base diferentes mecanismos descritos em seguida.
Enzimas
Todas as tiras usam enzimas específicas para a glicose. As enzimas são usadas para catalisar as reacções que conver-tem a glicose numa substância mensurável. As enzimas uti-lizadas nos sistemas de monitorização de glicose no sangue são específicas para a glicose e produzem substâncias que são facilmente medidas quer por reflectância fotométrica quer por métodos electroquímicos. Como resultado, a quan-tificação de glicose no sangue tornar-se rápida, precisa e sen-sível. As enzimas mais comummente utilizadas são a glicose oxidase, glicose desidrogenase e hexoquinas.
As enzimas são classificadas como oxido-redutases, uma vez que oxidam a glicose a ácido glucoronónico. Os electrões da glicose são geralmente transferidos para a forma oxidada de uma molécula intermediária, convertendo-a na forma redu-zida (a molécula intermediária, designada por mediador, é ge-ralmente uma molécula química orgânica ou inorgânica de dimensões reduzidas, capaz de existir quer na forma oxida-da quer na forma reduzioxida-da e que geralmente reage rapioxida-da- rapida-mente quer para doar quer para receber electrões). O me-diador, por sua vez, cede os electrões a um eléctrodo, para quantificação electroquímica, ou a uma molécula indicadora que, por sua vez, origina coloração.
Todas as enzimas usam coenzimas (ou cofactores) e podem ser necessárias enzimas adicionais quando a reacção global envolve passos intermediários. O Quadro I representa, de modo sucinto e esquemático, as enzimas utilizadas nos equi-pamentos actualmente disponíveis no mercado.
A glicose oxidase é obtida a partir de um fungo, o Aspergillus niger. Trata-se de uma proteína dimérica, com um peso mo-lecular de cerca de 160 kD, altamente específica para a β-D-glicose (o tipo de β-D-glicose presente no sangue), apesar de 2-deoxi-D-glicose, D-manose e D-frutose poderem
igualmen-te ser oxidadas, mas a um ritmo muito mais lento.A reacção habitual da glicose oxidase pode ser resumida na Figura 9. A combinação da hexoquinase com a glucose 6 fosfato de-sidrogenase, o qual é o método de referência em muitos laboratórios, não é usado nas tiras reactivas. A enzima é responsável pela especificidade para o açúcar na tira reacti-va, mas nem todas as enzimas são completamente específi-cas para a glicose.
A glicose oxidase (GOD) é descrita como sendo altamente específica mas, por exemplo, a manose, é um interferente, apesar de o ser em pequena percentagem(1,4,7,9).
Com efeito, uma elevada especificidade da actividade enzi-mática é um excelente pré-requisito para o uso de enzimas nas tiras reactivas. Contudo, concentrações elevadas de en-zimas nas formulações podem conduzir a interferências por pequenas actividades paralelas. Os sistemas de controlo da glicose que utilizam a GDH-PQQ não permitem distinguir os açúcares glicose, maltose, galactose ou xilose, podendo fornecer leituras mais elevadas na presença de quaisquer destes açúcares.
Os sistemas de vigilância que utilizam GDH-NAD, glicose oxidase ou glicose hexoquinase são métodos que não são afectados pela presença destes açúcares na corrente san-guínea, sendo portanto sistemas muito mais específicos e seguros. Em geral, a maltose, a xilose ou a galactose não estão presentes no sangue de pessoas saudáveis ou de pes-soas com diabetes. Contudo, no caso de o doente tomar determinada medicação ou em situações de doenças raras, podem estar presentes, conduzindo a falsos positivos(2,8-11). Revela-se igualmente essencial para a indústria farmacêutica aumentar a especificidade das enzimas presentes nas tiras reactiva,
Actualmente, desenvolvem-se trabalhos para aumentar a es-pecificidade da PQQ – dependente GDH, recorrendo-se a mutações para reduzir a reacção da maltose a menos de 2% do valor normal.A Bayer Healthcare, inclusivamente, mudou a enzima do Ascensia Microfill strip de PQQ-dependente GDH para o FAD – dependente GDH.A GOD parece igual-mente ter vantagens em termos de especificidade de açúca-res, uma vez que a manose não é usada na medicação actu-al, mas o segundo substrato natural desta enzima é o oxi-génio. A forma reduzida deste substrato é o oxidante activo peróxido de hidrogénio. Consequentemente, a oxidação não ß-D-glucose + O2 Ácido glucónico + H2O2
glucose oxidase
tampão fosfato pH 7,3
Figura 9 - Reacção habitual da glicose oxidase.
Enzimas Coenzima Enzima Adicional Sistema Mediador Indicador Exemplo de Produtos
GOD GOD GOD GDH GDH GDH GDH GDH GDH FAD FAD FAD PQQ PQQ PQQ PQQ NAD FAD POD Nenhuma Nenhuma Nenhuma Nenhuma Nenhuma Nenhuma Nenhuma Nenhuma
Oxigénio Ar / Perózido de Hidrogénio Hexacianoferrato III /Hexacianoferrato II Hexacianoferrato III /Hexacianoferrato II Hexacianoferrato III /Hexacianoferrato II
Quinoneimina / Fenilenodiamina Quinoneimina / Fenilenodiamina
Ósmio Fenantrolina
Hexacianoferrato III /Hexacianoferrato II
Leucócitos Electrodo de Paladio Electrodo de Carbono Electrodo de Paladio Ácido Fosfomolibdico Electrodo de Ouro Electrodo Electrodo Electrodo de Paladio
Chemstrip bG; One Touch Accu-Chek Advantage
One Touch Ultra Accu-Chek Advantage Accu-Chek Active,Accu-Chek Compact,Accu-Chek Go Accu-Chek Aviva Freestyle Precision Xtra Ascensia, Microfill
medições fotométricas e electroquímicas, como é o caso do hexacianoferrato, o qual é usado como mediador electroquí-mico em muitos produtos e como parte do sistema fotomé-trico, agora retirado, Accu-Chek Easy®(Figura 11).
Contudo, alguns sistemas mediadores são mais complicados do que os acima descritos. A Figura 12 da GOD/peroxidase (POD) trabalha, por exemplo, com oxigénio atmosférico.
Trata-se de um sistema mediador atípico, uma vez que o oxigénio e o peróxido de oxigénio não são reciclados. Com efeito, o poder oxidativo do oxigénio é usado em dois pas-sos: o primeiro passo é dependente da glicose e o segundo utiliza o intermediário formado para oxidar o corante. Con-tudo, muitos corantes são também substratos para a GOD, incluindo o tetrametilbenzidino. A presença de glicose pode conduzir a que sejam novamente reduzidos à forma ante-rior.
Um excesso de glicose sobre o oxigénio pode conduzir a que não ocorra formação de cor. Esta é a explicação para que as tiras ópticas, ChemstripbG®, não adquiram quanti-dades significativas de cor no primeiro minuto, quando a tira é coberta com amostra. Apenas uma pequena linha no topo da amostra indica que a reacção está a decorrer numa pri-meira fase. A formação completa de cor apenas é visível quando a tira absorve por completo a amostra e o oxigénio se difunde para a película e compete com o corante para os electrões da glicose. Uma outra observação, nestas tiras o peróxido de hidrogénio forma muito mais cor do que uma quantidade equivalente de glicose.Além da competição pelo oxigénio, há outras reacções que conduziram à descoberta de novos mediadores.As nitrosoanilinas são um exemplo de um constituinte atípico das tiras reactivas em que não fun-cionam propriamente como mediador, mas proporfun-cionam as vantagens atrás mencionadas. Elas reagem in situ na tira tiva com a glicose e a enzima para formar uma espécie reac-tiva que irá actuar como mediador. Ao contrário das N-ni-trosoanilinas, as quais são conhecidas pelo seu poder muta-génico e carcinomuta-génico, o composto formado nesta reacção passou em todos os testes de mutagenicidade e carcinogeni-cidade com resultados satisfatórios. Os electrões são, poste-riormente, transferidos para um eléctrodo numa tira elec-troquímica. A redução de mediadores é uma fonte potencial de interferência por redução de outras substâncias. Por exemplo, o ácido úrico e a bilirrubina são interferentes en-dógenos. Acetaminofeno, dopamina, ácido ascórbico e ou-tros princípios activos de medicamentos introduzem equi-específica de metabolitos e drogas pelo peróxido de
hidro-génio pode conduzir a interferências como, por exemplo, do ácido úrico ou da bilirrubina. A alternativa para o uso da GOD é a utilização de um mediador não natural, em vez do oxigénio, mediador esse que necessita de compe-tir com o oxigénio para os electrões da glicose.Variações na quantidade de oxigénio da amostra, como por exem-plo no caso de se tratar de sangue venoso, capilar ou ar-terial, levam a diferentes valores de concentração de gli-cose obtidos (12).
Verifica-se igualmente que a altitude é, frequentemente, uma interferência nas tiras reactivas que usam a GODs, de modo a garantir a sua eficácia e segurança(12).
Mediadores
Infelizmente, as enzimas raramente trocam directamente os electrões com os eléctrodos. O mesmo é verdade para muitas moléculas biológicas, tais como a glicose. Assim, é necessária uma substância que facilite ou medeie esta trans-ferência. Estes reagentes presentes nas tiras são denomina-dos mediadores. Com efeito, as enzimas transferem os elec-trões da glicose para o mediador oxidado. O mediador, ago-ra reduzido, que se forma tago-ransfere, por sua vez, os electrões para um eléctrodo, produzindo corrente, ou para um indi-cador, originando a formação de coloração.
Os derivados férricos e hexacianoferrosos, como o ferrocia-neto de potássio, são exemplos de mediadores de um elec-trão usados nas tiras reactivas, tal como a Figura 10 repre-senta esquematicamente.
Mediadores de dois electrões, como as quinonas, são igual-mente usados. Por exemplo, a fenatrolina-quinona é o me-diador utilizado no Abbott Diabetes Care’s Precision Xtra®. O mesmo sistema enzima/mediador pode ser utilizado para
Ácido glucónico Glucose 2 Ferrocianato (Mox) 2 Ferrocianito(Mred) + 2H+ Glucose desidrogenase
Figura 10 - Ferrocianeto de Potássio - mediador de electrão utilizado na
reacção química que ocorre no sensor.
Glucose Glucono-lactone Water Oxygen GOD Hydrogen peroxide Leuco-dye POD Dye Glucono-lactone GOD Glucose
Figura 12 - Reacções na tira reactiva tendo como mediador o oxigénio
atmosférico e as enzimas GOD/POD. Trata-se de um sistema mediador atípico uma vez que o peróxido de hidrogénio/oxigénio não são recicla-dos(2).
valentes de redução externos. Com efeito, as interferências químicas diminuem com o uso de químicos mais complexos. Um mediador de elevada selectividade química, como uma enzima específica, é uma escolha vantajosa.
Cinética Química
A interacção da enzima com a glicose e o mediador não é uma simples curva de saturação de Michaelis-Menten. Quer a GOD quer a PQQ e a FAD – dependente GDH são en-zimas que têm apenas um centro activo. É necessária uma sequência de reacções para transferir os electrões da glico-se para o mediador.
PELÍCULAS QUÍMICAS SECAS
As tiras reactivas contêm enzimas, mediador, indicador e outros compostos adicionais na forma de camadas secas. Uma aproximação simples a este processo de produção consiste na impregnação de uma membrana pré formada com uma solução tampão de enzimas e indicadores. Pode igualmente recorrer-se à impressão de uma película. A aplicação de um revestimento laminar é o método utiliza-da para as tiras fotométricas utiliza-da Roche, sendo a aplicação seguida de secagem. A etapa de secagem, curta e intensa, é vantajosa para evitar a desnaturação das proteínas enzimáti-cas e/ou pré-reacções do indicador e mediador. Muitas en-zimas não desnaturam mesmo com temperaturas que ron-dam os 70 – 80ºC. A secagem da película termina com uma secagem a quente, onde as enzimas sobrevivem durante minutos desde que na ausência do líquido envolvente que produz desnaturação. A fase crítica ocorre quando a tem-peratura atinge a fase final de secagem e uma quantidade ínfima de água esta presente. Esta fase pode durar apenas alguns segundos, resultando como produto final uma pelícu-la seca que, posteriormente, é processada nas tiras reactivas. Um outro processo, designado “slot die coating” é usado pela Roche®nas tiras electroquímicas lançadas mais recen-temente. Neste processo, uma parte de uma tira reactiva pré-formada é revestida com uma película química, através de uma injecção por uma pequena fenda. A secagem proces-sa-se de modo semelhante ao processo anterior.
A mistura está ausente na secagem das tiras químicas, fazen-do com que a distribuição fazen-do produto através da parte infe-rior da membrana seja heterogénea.A película absorve con-tinuamente água e glicose da amostra, permitindo a difusão para o exterior de ingredientes solúveis como mediadores oxidados e reduzidos, produtos e mesmo enzima.A conver-são da glicose da amostra é usualmente incompleta. A velo-cidade de conversão das enzimas é afectada pela temperatu-ra. Para evitar essa influência e não surgir a alteração dos resultados obtidos, optou-se por transferir o controlo da velocidade para o processo de difusão da amostra e não para o processo de reacção enzima/mediador. Isto é con-seguido recorrendo-se a uma sobredosagem da enzima na película química. Logo que a difusão da glicose é mais lenta do que a sua conversão enzimática, mesmo a baixas
tempe-raturas, a dependência da temperatura é eliminada De igual modo, a maioria das tiras reactivas exclui os glóbulos ver-melhos da película de reacção, funcionando para isso a su-perfície de reacção como um filtro. Este processo ocorre mesmo em tiras reactivas feitas exclusivamente de compos-tos solúveis. Nos poucos segundos que decorrem até à me-dição, não ocorre a completa dissolução e homogeneização com a amostra. O entupimento do filtro com os glóbulos vermelhos é evitado recorrendo-se a membranas com es-pessura de poucos micrómetros. A membrana do LifeScan One Touch® apenas exclui parcialmente as células sanguí-neas. Esta situação obriga a que a medição seja efectuada em dois comprimentos de onda distintos. As tiras Accutrend® (Roche) operam com uma película mais espessa. Os glóbu-los vermelhos são filtrados pela membrana química usando uma fibra de vidro que funciona como um filtro extrema-mente rápido (cerca de 0,5 segundos). Contudo, esta fibra de vidro tem uma espessura superior o que requer um vo-lume de amostra maior, necessitando de pelo menos 10 µL de amostra e, como tal, não se enquadra nos produtos actualmente no mercado.
MÉTODOS DE MEDIÇÃO:
ELECTROQUÍMICOS E FOTOMÉTRICOS
Quer os métodos electroquímicos quer os métodos foto-métricos usam designs similares na zona de detecção das tiras reactivas. Em ambos os casos, a amostra é colocada na pelícu-la. O produto é observado do lado oposto à aplicação da amostra. Contudo, os métodos de medição são diferentes. Nas tiras reactivas fotométricas Accu-Chek Active®(Figura 11) a medição é feita por iluminação.
Usualmente, recorre-se a um feixe de luz com comprimen-tos de onda curcomprimen-tos, por exemplo, um díodo de emissão de feixes de luz. Uma parte da reflexão difusa de luz atinge o fotodetector e é convertida em corrente. A medição pode ser feita com um feixe de luz rápido. O produto da reacção não é alterado pela medição, a qual é puramente física. Estas tiras têm como características exactidão e precisão de resultados. O volume de amostra necessário para a determi-nação da glicose sanguínea é definido por:
Área do filme químico x espessura necessária da amostra sobre o filme.
O volume captado pelo filme é desprezível no caso das tiras reactivas de reduzida espessura. Existe uma relação entre a cor e a espessura da amostra, relação essa que define uma curva de saturação, isto é, somente acima de um determina-do limite, a cor torna-se independente determina-do volume de amos-tra. A área medida é definida pela área iluminada pela fonte de luz. Esta fonte de luz tem uma área que é, normalmente, superior à área iluminada. O limite teórico para minimização da área e, por inerência, minimização do volume de amostra necessário é dado pela granulometria da película, à qual está ligada à precisão da medição. Por outras palavras, a área mí-nima de tira a utilizar varia em função da granulometria da película. Este limite mínimo de sensibilidade da tira reactiva é, correntemente, de alguns nanolitros. Pelo contrário, as
