NGHIÊN CỨU NỒNG ĐỘ β – HYDROXYBUTYRATE MÁU Ở BỆNH NHÂN ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, các bác sĩ, điều dưỡng tại Bệnh viện Nội tiết Trung ương đã giúp đỡ tôi trong quá trình lựa chọn bệnh nhân và lấy mẫu máu của các đối tượng nghiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Phùng Thị Thu Phương

NGHIÊN CỨU NỒNG ĐỘ β – HYDROXYBUTYRATE MÁU

Ở BỆNH NHÂN ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Phùng Thị Thu Phương

NGHIÊN CỨU NỒNG ĐỘ β – HYDROXYBUTYRATE MÁU

Ở BỆNH NHÂN ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Ở VIỆT NAM

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS BS Bùi Tuấn Anh

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa sinh học, bộ môn sinh lý thực vật và hóa sinh trường Đại học khoa học tự nhiên Đại học quốc gia đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS.BS Bùi Tuấn Anh - Trưởng khoa Hóa sinh – Bệnh viện Bạch Mai, người thầy đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Quang Huy- chủ nhiệm khoa Sinh học- trường đại học KHTN-ĐHQG Hà Nội đã giúp đỡ và chỉ bảo tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc, các bác sĩ, điều dưỡng tại Bệnh viện Nội tiết Trung ương đã giúp đỡ tôi trong quá trình lựa chọn bệnh nhân và lấy mẫu máu của các đối tượng nghiên cứu

Tôi xin chân thành cảm ơn các Bác sỹ khoa khám bệnh bệnh viện Bạch Mai; toàn thể nhân viên khoa Hóa sinh bệnh viện Bạch Mai – các đồng nghiệp đã giúp đỡ

và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong lựa chọn các đối tượng thuộc nhóm chứng, nghiên cứu, trong quá trình phân tích các số liệu để hoàn thành luận văn này

Và cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và những người bạn đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2015

Phùng Thị Thu Phương

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu của tôi là hoàn toàn trung thực và đề tài này không trùng với bất cứ đề tài nào đã công bố Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Tác giả

Phùng Thị Thu Phương

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Hiệp hội Đái tháo đường Hoa Kỳ

Hiệp hội Đái tháo đường quốc tế

Đái tháo đường tự miễn dịch tiềm tàng ở người lớn

Đái tháo đường khởi phát ở người trẻ tuổi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các giai đoạn của bệnh thận mạn tính 31

Bảng 3.1 Đặc điểm về tuổi và giới của nhóm chứng 34

Bảng 3.2 Đặc điểm về tuổi và giới của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 34

Bảng 3.3.Phân bố nhóm bệnh nghiên cứu theo nhóm tuổi 35

Bảng 3.4 Phân bố nhóm bệnh nhân nghiên cứu theo biến chứng thận 36

Bảng 3.5 Kết quả một số thông số hóa sinh máu 37

Bảng 3.6 Nồng độ BHB trong máu của nhóm chứng và nhóm BN ĐTĐ typ 1 42

Bảng 3.7 Tương quan giữa BHB trong máu với một số chỉ số 47

Bảng 3.8 Mối liên quan giữa BHB máu với MLCT 49

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG, BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 3

1.1.1 Dịch tễ của bệnh đái tháo đường 3

1.1.2 Định nghĩa đái tháo đường 4

1.1.3 Phân loại bệnh đái tháo đường 4

1.1.4 Cơ chế bệnh sinh của bệnh ĐTĐ 7

1.1.5 Các biến chứng của bệnh đái tháo đường 8

1.2 ĐÁI THÁO ĐƯỜNG CÓ NGUY CƠ NHIỄM TOAN CETON 9

1.2.1 Đại cương 9

1.2.2 Phân loại 10

1.2.3 Biến chứng nhiễm toan ceton ở bệnh nhân ĐTĐ 12

1.2.4 Những đặc điểm chính trong sinh lý bệnh 12

1.2.5 Biểu hiện lâm sàng của nhiễm toan ceton ĐTĐ 13

1.2.6 Các triệu chứng cận lâm sàng 13

1.3.CÁC THỂ CETON TRONG CƠ THỂ 14

1.3.1 Khái niệm về thể ceton 14

1.3.2 Sự hình thành và chuyển hóa thể ceton 14

1.3.3 Các phương pháp phân tích thể ceton trong hóa sinh lâm sàng 18

1.4 BETA- HYDROXYBUTYRIC ACID VÀ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 19

1.5 Các nghiên cứu về Beta-hydroxybutyrat và bệnh đái tháo đường 21

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

2.1.Địa điểm và thời gian nghiên cứu 23

2.2.Đối tượng nghiên cứu 23

2.2.1 Nhóm bệnh 23

2.2.2 Nhóm chứng 23

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Thiết kế nghiên cứu 24

2.3.2 Thu thập số liệu 24

2.3.3 Xử lý số liệu 24

2.4 Các phương pháp xét nghiệm và tiêu chuẩn đánh giá 25

2.4.1 Định lượng beta-hydroxybutyric acid máu 25

2.4.2 Định lượng glucose trong máu 26

2.4.3 Định lượng HbA1c 26

2.4.4 Định lượng insulin trong máu 28

2.4.5 Định lượng C – peptid 29

2.4.6 Định lượng ure máu 30

2.4.7 Định lượng creatinin máu 30

2.4.8 Đánh giá biến chứng thận 30

2.5 Sơ đồ nghiên cứu 32

2.6 Khía cạnh đạo đức của nghiên cứu 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 34

3.1 Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu 34

3.1.1 Đặc điểm chung của nhóm chứng: 34

3.1.2 Đặc điểm chung của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 34

3.2.Một số đặc điểm cận lâm sàng của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 37

3.2.1.Xét nghiệm máu 37

3.2.2.Xét nghiệm nước tiểu 40

3.3.Nồng độ BHB máu ở nhóm chứng và nhóm bệnh nhân ĐTĐ typ 1 41

3.3.1 Nồng độ BHB máu ở nhóm chứng và nhóm BN ĐTĐ typ 1 41

3.3.2 Phân bố nồng độ BHB máu ở nhóm bệnh nhân nghiên cứu 43

3.4 Mối liên quan giữa BHB máu với một số chỉ số hóa sinh và biến chứng mạn

tính thường gặp ở BN ĐTĐ typ1 44

3.4.1 Mối tương quan giữa BHB máu với nồng độ insulin máu 44

3.4.2 Mối tương quan giữa BHB máu với glucose máu lúc đói 46

3.4.3 Mối tương quan giữa nồng độ BHB máu và một số chỉ số khác 47

3.4.4 Mối liên quan giữa BHB máu với ceton niệu 48

3.4.5 Mối liên quan giữa nồng độ BHB với biến chứng thận 49

3.4.6 Về mối liên quan với biến chứng thận 50

KẾT LUẬN 51

KIẾN NGHỊ 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53

PHỤ LỤC 59

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Sự hình thành thể ceton 15

Hình 3.1 Phân bố kết quả ceton niệu của nhóm bệnh nhân nghiên cứu 40

Hình 3.2 Phân bố nồng độ BHB máu ở nhóm BN nghiên cứu 43

Hình3.3 Tương quan giữa nồng độ -hydroxybutyrat máu và insulin máu 44

Hình 3.4 Tương quan giữa nồng độ BHB máu và glucose máu lúc đói 46

Hình 3.5 Mối liên quan giữa nồng độ BHB máu với ceton niệu 48

là 382 triệu người mắc ĐTĐ [3], [11], [34]

ĐTĐ làm giảm chất lượng cuộc sống của người bệnh và đang trở thành gánh nặng đối với sự phát triển kinh tế và xã hội Năm 1997, thế giới đã phải chi ra 1030

tỷ đô la cho điều trị bệnh ĐTĐ, riêng nước Mỹ với 15 triệu người mắc bệnh ĐTĐ

đã phải tiêu tốn 98,2 tỷ đô la Ở các nước công nghiệp phát triển, chi phí điều trị bệnh ĐTĐ thường chiếm từ 5 – 10% ngân sách dành cho ngành Y tế [3] Mặt khác, ĐTĐ còn gây biến chứng tim mạch, thận, thần kinh và là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trong các bệnh nội tiết ĐTĐ được chia ra làm hai nhóm chính typ 1 và typ 2 Trong đó, đái tháo đường typ 1 chiếm tỷ lệ từ 5 đến 10% trong tổng số các bệnh nhân ĐTĐ nói chung [21] Nhiễm toan ceton là một biến chứng cấp tính của đái tháo đường, gặp chủ yếu ở ĐTĐ typ 1, hiếm gặp ở ĐTĐ typ 2, và gây ra nhiều rối loạn chuyển hóa thứ phát nặng nề có thể dẫn tới tử vong Đây là một cấp cứu nội khoa, cần được theo dõi và điều trị tại các khoa điều trị tích cực [3] Để chẩn đoán nhiễm toan ceton ở bệnh nhân đái tháo đường, người ta phải dựa vào các dấu hiệu lâm sàng điển hình như: dấu hiệu mệt mỏi, mất nước, thở nhanh, tình trạng lơ mơ, hơi thở có mùi aceton Nhưng nhiều khi các dấu hiệu này không điển hình, bệnh nhân chỉ biểu hiện đau bụng dữ dội hoặc rối loạn tâm thần hoặc tình trạng shock, tụt huyết áp… Trên phương diện hóa sinh lâm sàng có thể giúp ích cho chẩn đoán như: xét nghiệm khí máu thấy bệnh nhân rơi vào tình trạng toan chuyển hóa, phát hiện thể ceton trong nước tiểu – đây là một xét nghiệm quan trọng nhưng chỉ phát hiện (định tính) được thành phần acetoacetat (chỉ chiếm khoảng 22%) nên nhiều khi khó phát hiện hoặc chỉ dương tính nhẹ Một kỹ thuật mới có thể giúp định lượng chất

beta-hydroxybutyrate trong máu (là thành phần chủ yếu, chiếm tới 78% tổng số các thể ceton) có thể giúp ích đắc lực cho lâm sàng trong chẩn đoán và theo dõi điều trị các trường hợp nhiễm toan ceton - một biến chứng có thể gây tử vong ở bệnh nhân ĐTĐ typ 1

-hydroxybutyrate máu ở bệnh nhân đái tháo đường ở Việt Nam” với hai mục tiêu

sau:

1 Khảo sát nồng độ -hydroxybutyrate máu ở người bình thường và ở bệnh nhân đái tháo đường typ 1

2 Đánh giá mối liên quan giữa nồng độ -hydroxybutyrate máu với một số chỉ

số hóa sinh và biến chứng mạn tính thường gặp ở bệnh nhân đái tháo đường typ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

1.1.1 Dịch tễ của bệnh đái tháo đường:

Vào cuối thế kỷ XX, đầu thế kỷ XXI, bệnh đái tháo đường (ĐTĐ) đã trở thành một trong số 10 bệnh gây tử vong nhiều nhất ĐTĐ tăng nhanh ở các nước đang phát triển [54] ĐTĐ là một trong những rối loạn chuyển hóa phổ biến nhất trên thế giới, tỷ lệ ĐTĐ ở người lớn đang tăng nhanh trong những thập kỷ vừa qua

Sự bùng nổ ĐTĐ và các biến chứng đang là thách thức lớn đối với cộng đồng [47],[53]

Theo Hiệp hội ĐTĐ quốc tế (IDF), tổng số bệnh nhân mắc ĐTĐ năm 1994 là

110 triệu người, tăng lên 151 triệu người vào năm 2000, tới năm 2006 là 246 triệu người, năm 2011 có 366 triệu người mắc ĐTĐ, ước tính năm 2013 có 382 triệu người mắc ĐTĐ, con số này dự tính tăng 55%, lên tới 592 triệu người vào năm

2035 Hầu hết các bệnh nhân ĐTĐ gặp ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình, những nơi mà sẽ có số bệnh nhân ĐTĐ tăng cao nhất trong 22 năm tới [3],[34]

Ở Việt Nam, điều tra trên toàn quốc năm 2002 – 2003 cho thấy tỷ lệ mắc ĐTĐ chung là 2,7% Trong đó tỷ lệ ĐTĐ ở vùng núi cao là 2,1%, vùng trung du là 2,2%, vùng đồng bằng và ven biển là 2,7%, khu đô thị và khu công nghiệp là 4,4%

Tỷ lệ giảm dung nạp glucose (Impaired Flucose Tolerance - IGT) tại khu vực đô thị

là 6,5%, tại vùng đồng bằng là 7,0%, tại miền núi là 7,1% và tại trung du là 8,3% Tỷ

lệ IGT trên toàn quốc là 7,3% [3]

Bệnh ĐTĐ đã, đang và sẽ là gánh nặng cho nền kinh tế, xã hội của cả thế giới và mỗi quốc gia vào thế kỷ 21 Đái tháo đường gắn liền với các biến chứng, nhất là biến chứng tim mạch Các biến chứng này cùng với các stress về tâm lý không chỉ làm chất lượng cuộc sống của người bệnh giảm đi, mà còn làm hao tổn cả tuổi thọ

1.1.2 Định nghĩa đái tháo đường:

Đái tháo đường là rối loạn chuyển hóa của nhiều nguyên nhân, bệnh được đặc trưng bởi tình trạng tăng đường huyết mạn tính phối hợp với rối loạn chuyển hóa carbohydrat, lipid và protein do thiếu hụt của tình trạng tiết insulin, tác dụng của insulin hoặc cả hai [4]

Theo Hiệp hội ĐTĐ Hoa Kỳ (American Diabetes Association – ADA) năm

2014, chẩn đoán ĐTĐ nếu có ít nhất 1 trong 4 tiêu chuẩn sau [21]:

1 HbA1c trong máu ≥ 6,5%, được định lượng bằng phương pháp sắc kí lỏng áp lực cao (HPLC), hoặc

2 Đường huyết lúc đói ≥ 7,0 mmol/L (126mg/dL) khi bệnh nhân không được

sử dụng bất kỳ một nguồn calo nào trong vòng ít nhất 8 giờ (tính từ thời điểm lấy máu đến thời điểm bữa ăn cuối cùng trước đó), hoặc

3 Đường huyết 2 giờ sau làm nghiệm pháp tăng đường huyết ≥ 11,1 mmol/L (200mg/dL) Nghiệm pháp được làm đúng theo quy trình của Tổ chức Y tế thế giới, sử dụng 75g glucose khan hòa tan trong nước, hoặc

4 Có các triệu chứng kinh điển của tăng đường huyết hoặc cơn tăng đường huyết, với đường huyết bất kì ≥ 11,1 mmol/L (200mg/dL)

 Trong trường hợp tăng đường huyết không rõ ràng thì nên lặp lại xét nghiệm để xác định chắc chắn kết quả

1.1.3 Phân loại bệnh đái tháo đường:

1.1.3.1 Phân loại truyền thống [18], [21]

a ĐTĐ type 1:

Tế bào β của đảo tụy bị phá hủy, đặc trưng bởi sự thiếu hụt hoàn toàn insulin

Do đó trong điều trị cần phải sử dụng insulin ngoại lai để duy trì chuyển hóa, ngăn ngừa tình trạng nhiễm toan ceton có thể gây hôn mê và tử vong ĐTĐ type 1 được chia thành :

 ĐTĐ type 1 do bệnh tự miễn dịch

Chiếm 5-10% trong tổng số bệnh nhân mắc ĐTĐ, trước đây còn gọi là ĐTĐ phụ thuộc insulin, ĐTĐ type 1, ĐTĐ khởi phát tuổi vị thành niên… Thể này đặc

trưng bởi sự phá hủy tế bào β của tiểu đảo tụy do các chất trung gian miễn dịch Tỷ

lệ tế bào β bị phá hủy ở nhóm này rất khác nhau, có thể mức độ phá hủy rất nhanh

và rất cao ở trẻ nhỏ nhưng lại chậm ở người trưởng thành (thể LADA: latent autoimmune diabetes in alduts) có nhiều tác giả còn gọi thể này là ĐTĐ type 1,5 Bệnh thường khởi phát sau 35 tuổi cùng với sự có mặt của các tự kháng thể kháng đảo tụy trong huyết thanh (Thường là GAD hoặc ICA) nhưng không cần điều trị insulin ngay khi bắt đầu khởi phát bệnh Các nghiên cứu về chức năng tế bào β trên những đối tượng ĐTĐ thể LADA chỉ được nghiên cứu trên mẫu cỡ nhỏ Nồng độ C-peptide lúc đói và sau sử dụng các biện pháp kích thích ở bệnh nhân LADA cao hơn so với bệnh nhân ĐTĐ type 1 Tuy nhiên có sự giảm bài tiết C-peptide nội sinh trong một vài năm thường xuất hiện sau 5 năm kể từ khi chẩn đoán khiến nồng độ C-peptide giảm gần giống ở bệnh nhân ĐTĐ type 1 Điều đó làm cho bệnh nhân chuyển từ trạng thái không phụ thuộc insulin sang trạng thái phụ thuộc insulin [22], [43], [45],[46]

 ĐTĐ type 1 không rõ nguyên nhân:

Những bệnh nhân này có sự thiếu insulin thường xuyên, liên tục và có nguy

cơ nhiễm toan ceton nhưng lại không tìm thấy bằng chứng về căn nguyên của quá trình tự miễn dịch Thể này thường gặp ở người gốc châu Phi và châu Á Bệnh có tính chất di truyền Phương pháp điều trị chính là dùng insulin ngoại lai

c Đái tháo đường thai kỳ

Là tình trạng rối loạn dung nạp glucose ở bất kỳ mức độ nào, khởi phát hoặc được phát hiện lần đầu tiên trong lúc mang thai ĐTĐ trong thời kỳ mang thai làm tăng nguy cơ các tai biến sản khoa như thai có trọng lượng to hơn so với tuổi thai ở các sản phụ bình thường, dị dang, thai chết lưu và các biến cố sản khoa xung quanh cuộc đẻ Nghiệm pháp dung nạp đường huyết được chỉ định cho các thai phụ có nguy cơ mắc bệnh ĐTĐ cao cần được tầm soát như: tiền sử đẻ con > 4kg, mắc hội chứng buồng trứng đa nang Đái tháo đường trong thai kỳ (gestational diabetes mellitus - GDM) hay còn gọi là đái tháo đường trong thời gian mang thai, là một loại đái tháo đường chỉ xảy ra ở phụ nữ mang thai Nếu một phụ nữ bị đái tháo đường khi mang thai nhưng chưa bao giờ bị đái tháo đường trước đó thì được chẩn đoán là đái tháo đường trong thai kỳ Tỷ lệ mắc đái tháo đường trong thai kỳ là khoảng 5% trên tổng số các bà mẹ mang thai, tại Hoa kỳ có khoảng 200,000 trường hợp mỗi năm Hiện nay bác sỹ sẽ kiểm tra hầu hết các phụ nữ có nguy cơ đái tháo đường trong thai kỳ từ 24-28 tuần Nếu nguy cơ cao hơn, nhân viên y tế

có thể kiểm tra sớm hơn, có thể ngay khi phát hiện sản phụ có mang thai [21]

d Đái tháo đường do các nguyên nhân khác

ĐTĐ còn được thấy xuất hiện bởi các nguyên nhân khác như thiếu hụt di truyền chức năng tế bào β, thiếu hụt di truyền về tác động của insulin, người ta thường thấy ở các bệnh nhân mắc bệnh thuộc tuyến tụy ngoại tiết như: xơ nang tụy, ung thư tụy Một số xuất hiện sau khi dùng thuốc hoặc hóa chất như: các bệnh nhân sau khi điều trị thuốc chống thải ghép sau ghép gan, thận hoặc bệnh nhân sau sử dụng thuốc điều trị HIV/AIDS [21]

1.1.3.2 Phân loại ĐTĐ theo hệ thống Aβ [7], [24], [37], [42]

Gần đây nhiều nghiên cứu đã bổ sung thêm vào phân loại của ADA giúp tách biệt cụ thể hơn các dưới nhóm dựa trên hai yếu tố: Một là có hoặc vắng mặt kháng thể tiểu đảo tụy (A) Hai là còn hoặc mất chức năng tế bào β (B) Phân loại này hiệu quả đối với dạng ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton nhưng không mâu thuẫn với phân loại của ADA

A+: Có mặt kháng thể tiểu đảo tụy

B+: Còn bảo tồn chức năng tế bào β

Khi có tổ hợp xét nghiệm thể dương tính (A+) và không còn chức năng tế bào β (β-): Phân loại dưới nhóm 1A (A+ β-)

Khi có tổ hợp xét nghiệm kháng thể âm tính (A-) và không còn chức năng tế bào β (β-): Phân loại dưới nhóm 1 B (A- β-)

Phân loại ADA nhóm bệnh nhân ĐTĐ type 1 sẽ có dưới nhóm 1A và 1B do

có hoặc không có kháng thể và đều không còn chức năng tế bào β ĐTĐ type 1A phá hủy chức năng tế bào β có nguyên nhân tự miễn chiếm 90% số trường hợp còn ĐTĐ type 1B thì nguyên nhân chưa sáng tỏ

Khi có tổ hợp xét nghiệm kháng thể dương tính (A+) và còn chức năng tế bào β (β+): Phân loại dưới nhóm 2B (A+β+)

Khi có tổ hợp xét nghiệm kháng thể âm tính (A-) và còn chức năng tế bào β (β+): Phân loại dưới nhóm 2B (A-β+)

Phân loại ADA nhóm bệnh nhân ĐTĐ type 2 sẽ có dưới nhóm 2A và 2B do đặc điểm còn chức năng tế bào β nhưng có thể có kháng thể hoặc không

1.1.4 Cơ chế bệnh sinh của bệnh ĐTĐ

1.1.4.1 Cơ chế bệnh sinh của bệnh ĐTĐ type 1

Có nhiều bằng chứng cho thấy cơ chế bệnh sinh của bệnh ĐTĐ type 1 có liên quan đến cả hai loại miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào Hậu quả cuối cùng của quá trình này là các tế bào β bị phá hủy, insulin máu giảm nhiều, lâm sàng biểu hiện

là ĐTĐ phụ thuộc insulin [4]

Cho đến nay quá trình phát triển và diễn biến của ĐTĐ type 1 được chia thành các giai đoạn [21]:

- Giai đoạn 1: Bản chất di truyền-Nhạy cảm gen

- Giai đoạn 2: Khởi phát quá trình tự miễn

- Giai đoạn 3: Phát triển một loạt các kháng thể

- Giai đoạn 4: Tổn thương chức năng tế bào β, được xác định bằng nghiệm pháp dung nạp glucose máu bằng đường tĩnh mạch

- Giai đoạn 5: ĐTĐ lâm sàng

- Giai đoạn 6: Phá hủy hoàn toàn hoặc gần hoàn toàn tế bào β, biểu hiện lâm sàng là ĐTĐ phụ thuộc insulin, giai đoạn này thường kèm theo nhiều biến chứng Cũng có ý kiến cho rằng chỉ nên xếp 5 giai đoạn, giai đoạn 5 bao gồm luôn cả giai đoạn 6, gia đoạn ĐTĐ lâm sàng và các biến chứng của bệnh

1.1.4.2 Cơ chế bệnh sinh của bệnh ĐTĐ type 2

tiết insulin Cả hai quá trình ngày tương trợ nhau dẫn đến suy kiệt tế bào β

Rối loạn bài tiết insulin: rối loạn sản xuất insulin cả về chất lượng và số lượng có

biểu hiện:

- Mất pha sớm: rối loạn nhịp tiết

- Bất thường về số lượng insulin: Ban đầu đa tiết → suy kiệt → thiểu tiết

- Bất thường về chất lượng insulin: tăng pro-insulin trong máu

- Giảm hoạt động của enzyme tổng hợp glycogen

- Giảm phosphoryl hóa để chuyển glucose thành Glucose 6 Phosphat (G6 P)

ở cơ

- Kháng insulin ở gan

- Tăng glucagon dẫn đến tăng tạo glucose từ glycogen Tăng hoạt tính enzyme phosphoenol-pyruvat-carboxykinase → tăng tạo glucose ở gan

- Giảm số lượng receptor ở các tổ chức phụ thuộc insulin

1.1.5 Các biến chứng của bệnh đái tháo đường [21]

1.1.5.1 Các biến chứng cấp tính

- Nhiễm toan ceton và hôn mê nhiễm toan ceton do ĐTĐ

- Hạ glucose máu

- Hôn mê tăng glucose máu không nhiễm toán ceton (hôn mê tăng áp lực thẩm thấu)

- Hôn mê nhiễm toan lactic

- Rối loạn sinh dục do ĐTĐ

1.2 ĐÁI THÁO ĐƯỜNG CÓ NGUY CƠ NHIỄM TOAN CETON

1.2.1 Đại cương

Năm 1968, Adadevoh đã mô tả một số bệnh nhân người Negeria mắc toan ceton do ĐTĐ nhưng chỉ phụ thuộc insulin trong giai đoạn đầu [19] Năm 1978 Oli

đã mô tả 7 bệnh nhân người Negeria cũng với bệnh cảnh nhiễm toan ceton do ĐTĐ

và cần insulin điều trị tạm thời nhưng sau đó thì thuyên giảm dần sự phụ thuộc insulin [44] Tác giả Winter (1987) mô tả nhóm trẻ em béo phì người Mỹ gốc Phi khởi phát bệnh ĐTĐ với biểu hiện nhiễm toan ceton nhưng không tìm thấy sự có mặt của tự kháng thể và sau đó trở thành ĐTĐ không phụ thuộc insulin [56] Năm

1994, Banergi và cộng sự đã mô tả một vài trường hợp không điển hình ở người trưởng thành thừa cân ở Caribbean gốc Phi có biểu hiện nhiễm toan ceton nhưng lại

có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 2 [26] Đến năm 1995, Umpierrez và cộng sự đã nghiên cứu trên đối tượng béo phì người Mỹ gốc Phi ở Atlanta, Georgia khởi phát ĐTĐ muộn với bệnh cảnh nhiễm toan ceton cho kết quả dự trữ chức năng

tế bào β ở nhóm đối tượng này cao hơn so với nhóm bệnh nhân toan ceton thể trạng gầy và chức năng tế bào β cải thiện tốt sau 12 tuần điều trị [50] Và đến năm 2004, Mauvaris-Jarvis và cộng sự đã đưa ra tiêu chuẩn chọn lựa bệnh nhân ĐTĐ type 2 có nguy cơ nhiễm toan ceton: “Bệnh ĐTĐ mới khởi phát mà có ceton niệu dương tính hoặc có bệnh cảnh của nhiễm toan ceton thực sự và không có sự có mặt của kháng

thể ICAs hoặc GAD 65” [32] Dựa vào các nghiên cứu trên đối tượng bệnh nhân ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan đã làm sáng tỏ dần đặc điểm lâm sàng và phân loại ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan như dạng trung gian giữa ĐTĐ type 1 và ĐTĐ type 2 Nhận định đó cũng trùng hợp với vấn đề đang được bàn luận nhiều về khái niệm thiếu hụt chức năng tế bào β có vẻ là tổn thương tiên phát trong sinh lý bệnh ĐTĐ bất luận là thuộc type nào Do nhiều trường hợp khởi phát ĐTĐ có rơi vào tình trạng nhiễm toan ceton hoặc có nguy cơ nhiễm toan ceton mà lại không có biểu hiện của ĐTĐ type 1 tự miễn điển hình nên nghiên cứu các đối tượng này mở ra một trang mới và sẽ đem lại đóng góp giá trị cho nghiêm cứu về cơ chế gây thiếu hụt chức năng tế bào β

1.2.2 Phân loại

Hiện nay phân loại ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton thành các dạng lâm sàng và các dưới nhóm dựa vào tiêu chuẩn về kháng thể, dựa vào tiêu chuẩn về kháng thể và nhu cầu về insulin, dựa vào BMI, dựa vào tiêu chuẩn về kháng thể và

sự bảo tồn chức năng tế bào β Từ đó hình thành nên bốn cách phân loại ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton khác nhau: Phân loại theo ADA, phân loại ADA có sửa đổi, phân loại dựa trên BMI và phân loại theo hệ thống Aβ [23]

- Phân loại thứ nhất: Theo phân loại của ADA thì ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton được xếp vào nhóm ĐTĐ type 1 Những bệnh nhân ĐTĐ có nguy có nhiễm toan ceton có giảm chức năng tế bào β, có sự có mặt của kháng thể và có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 1 thì được xếp vào nhóm 1A Những bệnh nhân ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton còn chức năng tế bào β, không có sự có mặt của kháng thể và có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 2 thì được xếp vào type 1B Cũng theo phân loại này thì cả type 1A và 1B đều phụ thuộc insulin và không

đề cập đến khả năng trở thành không phụ thuộc insulin của bệnh nhân Tuy nhiên nhóm nghiên cứu của Dallas thấy rằng type 1B có vẻ giống type 2 hơn và có thể trở thành không phụ thuộc insulin [24] Đây cũng là mặt hạn chế trong phân loại ĐTĐ

có nguy cơ nhiễm toan ceton theo ADA

- Phân loại thứ hai: Phân loại ADA có sửa đổi, nhóm tác giả Franck Mauvais-Jarvis và cộng sự, phân loại ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton thành ba

nhóm Bệnh nhân có kháng thể thì chia thành nhóm 1A giống như ADA Còn lại nếu không có kháng thể thì chia thành 2 dưới nhóm tùy theo có phụ thuộc insulin dài hạn hay không: ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton phụ thuộc insulin (Ketosis-prone-diabetes-insulin dependent: KDP-ID) và ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton không phụ thuộc insulin (Ketosis-prone-diabetes-noninsulin dependent: KDP-NID) ĐTĐ type 1a và KDP-ID đều có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 1 với đặc điểm chức năng tế bào β bị suy kiệt trong khi đó KDP-NID có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 2 đó là chức năng tế bào β còn bảo tồn [32]

- Phân loại thứ ba: dựa vào BMI theo nhóm tác giả Guillermo E.Umpierrez

kg/m2) và nhóm gầy (BMI<18 kg/m2) Nhóm gầy có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 1 và dự trữ chức năng tế bào β thấp trong khi nhóm béo có đặc điểm lâm sàng giống như ĐTĐ type 2 và bảo tồn chức năng tế bào β một cách nhất định [50]

- Phân loại thứ tư: Phân loại theo Aβ: Phần này đã được đề cập trong mục 1.1.3.2

Bốn phân loại trên được đánh giá về mức độ chính xác, giá trị dự báo về diễn biến lâm sàng và cơ chế bệnh sinh Trong trường hợp ĐTĐ có nguy có nhiễm toan ceton yếu tố quan trọng là phân loại phải đánh giá được dự trữ tế bào β trong dài hạn, điều này rất cần thiết cho việc điều trị bệnh nhân trong vấn đề kiểm soát glucose máu và các biến cố của ĐTĐ và mức độ phụ thuộc insulin [42] Theo nghiên cứu của nhóm tác giả Ashok Balasubramanyam và cộng sự so sánh bốn hệ thống phân loại trên thì thấy rằng phân loại theo hệ thống Aβ là hiệu quả và chính xác nhất trong dự báo bảo tồn chức năng tế bào β sau 12 tháng kể từ khi bị nhiễm toan ceton với độ nhạy là 99,4%; độ đặc hiệu là 95,9%; giá trị dự báo dương tính và

âm tính lần lượt là 97,1% và 99,2% Cũng theo nghiên cứu này phân loại theo ADA

tỏ ra kém hiệu quả nhất [23]

Gần đây khái niệm ĐTĐ có nguy có nhiễm toan ceton đã được đề cập nhiều trong y văn Thông thường nó đề cập dưới nhóm A-β+ Đặc điểm dưới nhóm này là ĐTĐ khởi phát có nhiễm toan ceton hoặc nhiễm toan ceton không do nguyên nhân khác [23] Đây là dưới nhóm đông đảo nhất của ĐTĐ có nguy cơ nhiễm toan ceton

(55% trong số những bệnh nhân có nguy có nhiễm toan ceton được theo dõi sau 12 tháng và chiếm 74% trong nhóm ĐTĐ khởi phát có nguy cơ nhiễm toan ceton) [23] Trong nhóm này bệnh nhân thường nhập viện do nhiễm toan ceton và có bệnh cảnh lâm sàng giống ĐTĐ type 2 Do đó tên gọi ĐTĐ type 2 có nguy có nhiễm toan ceton có vẻ phù hợp với dưới nhóm này Tuy nhiên cách gọi dưới nhóm theo phân loại hệ thống Aβ cũng thể hiện rõ nét hơn liên quan với cơ chế bệnh sinh

1.2.3 Biến chứng nhiễm toan ceton ở bệnh nhân ĐTĐ

Là một biến chứng nguy hiểm đến tính mạng người bệnh, nguyên nhân là do thiếu insulin đã gây ra những rối loạn nặng nề trong chuyển hóa protid, lipid và carbohydrate Toan ceton là biến chứng gây tử vong hàng đầu trong các biến chứng của ĐTĐ ở trẻ em Theo thống kê ở Mỹ tử vong do toan ceton chiếm 83% các nguyên nhân gây tử vong ở bệnh nhân ĐTĐ dưới 20 tuổi từ năm 1990-1996 (n=116) [33]

1.2.4 Những đặc điểm chính trong sinh lý bệnh [21], [29], [33]

Toan ceton do ĐTĐ gây ra do thiếu hụt insulin kèm theo sự tăng các hormon đối kháng như glucagon, catecholamin, cortisol và growth hormone (GH) Chính điều này làm tăng glucose máu do tăng phân hủy glycogen từ gan, tăng tổng hợp glucose tại gan từ các amino acid và giảm sử dụng glucose ở mô ngoại vi (cơ vân và

mô mỡ) Tăng phân hủy mô mỡ làm tăng sản xuất thể ceton bao gồm hydrobutyrate [β-OH β], aceton và acetoacetate, chính các sản phẩm này gây ra toan chuyển hóa Thể ceton tăng lên trong vòng từ 1-2 giờ sau khi lượng insulin máu hạ xuống Tăng glucose máu dẫn đến tăng thải đường niệu, kéo theo mất nước và điện giải Tình trạng nhiễm toan ceton còn gây nôn, làm tình trạng mất nước ở người bệnh càng nặng nề thêm Người ta thấy nếu một người bị mất vào khoảng 5-7 lít dịch sẽ kèm theo một lượng điện giải bị mất bao gồm:

1.2.5 Biểu hiện lâm sàng của nhiễm toan ceton ĐTĐ [52]

a Yếu tố thuận lợi

Nhiễm toan ceton nhiều khi xảy ra không rõ nguyên nhân, nhưng sẽ dễ dàng xảy ra nếu người mắc bệnh ĐTĐ có thêm:

- Các bệnh nhiễm trùng như viêm phổi, viêm màng não, các nhiễm trùng đường tiêu hóa, nhiễm trùng đường tiết niệu, cảm cúm…

- Chấn thương, kể cả stress về tinh thần

- Nhồi máu cơ tim, đột quỵ…

- Sử dụng các thuốc có cocain

- Sử dụng thuốc hạ glucose máu không đúng chỉ định và liều lượng

b Các triệu chứng và dấu hiệu lâm sàng

* Các triệu chứng

- Buồn nôn và nôn

- Khát nhiều, uống nhiều và tiểu nhiều

- Mệt mỏi và/hoặc chán ăn

- Suy giảm ý thức và/hoặc hôn mê

- Hơi thở có mùi ceton

- Sụt cân

1.2.6 Các triệu chứng cận lâm sàng

Các mức độ nhiễm toan [50]

1.3.CÁC THỂ CETON TRONG CƠ THỂ

1.3.1 Khái niệm về thể ceton:

Thể ceton là những phân tử giàu năng lượng, bao gồm Acetoacetat (AcAc), Beta-hydroxybutyric acid (BHB) và Aceton AcAc được tích lũy trong quá trình chuyển hóa chất béo trong điều kiện thiếu hụt carbohydrat AcAc được chuyển hóa bởi enzym beta-hydroxybutyrat dehydrogenase thành BHB BHB là thành phần chủ yếu trong các thể ceton với 78% Aceton được tạo thành bởi sự tự khử nhóm carboxyl của AcAc, và thường chỉ chiếm 2% tổng lượng ceton Aceton không thể được chuyển hóa thành acetyl-CoA, nó được thải ra ngoài qua nước tiểu và qua hơi thở Đó là nguyên nhân gây ra hơi thở mùi trái cây ở bệnh nhân nhiễm toan ceton (DKA) [41],[51]

1.3.2 Sự hình thành và chuyển hóa thể ceton:

Các thể ceton được hình thành từ các acid béo tự do, sản phẩm của quá trình thoái hóa các mô mỡ do sự thiếu hụt glucose trong tế bào Sản xuất acid béo trong

mô mỡ được kích thích bởi epinephrin và glucagon và ức chế bởi insulin Quá trình này diễn ra trong ti thể của tế bào gan Khi vào trong ti thể, các acid béo trải qua quá trình beta-oxi hóa chuyển thành các acetyl-CoA Trong những trường hợp bình thường, các acetyl-CoA sẽ đi vào chu trình acid citric Muốn vậy, các acetyl-CoA trước hết phải liên kết với oxaloacetat được hình thành từ pyruvat trong quá trình đường phân Do đó cần thiết phải có nồng độ glucose đảm bảo cho quá trình đường

phân để cung cấp đủ oxaloacetat kết hợp với acetyl-CoA Nếu nồng độ glucose trong tế bào trở nên quá thấp (ví dụ nhƣ trong khi đói hoặc nồng độ insulin thấp trong bệnh ĐTĐ) thì oxaloacetat đƣợc ƣu tiên sử dụng cho quá trình tạo glucose, thay vì kết hợp với acetyl-CoA Sau đó acetyl-CoA đƣợc chuyển sang hình thành các thể ceton

Hình 1.1 Sự hình thành thể ceton

Ở người lớn khỏe mạnh, gan có khả năng sản xuất lên đến 185g các thể ceton mỗi ngày Quá trình này bao gồm các bước sau: β-oxy hóa acid béo để tạo acetyl-CoA, hình thành các acetoacetyl-CoA, biến đổi acetoacetyl-CoA thành β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) và sau đó đến acetoacetat, và cuối cùng là biến đổi acetoacetat để tạo thành beta-hydroxybutyric acid

Các enzym trong tế bào gan có liên quan đến sự hình thành thể ceton Các acyl-CoA được vận chuyển vào ty thể thông qua kênh carnitin, được điều hòa bởi carnitin palmitoyltransferase 1 (CPT1) Acetyl-CoA carboxylase xúc tác phản ứng tạo malonyl-CoA từ acetyl-CoA Vì malonyl-CoA ức chế CPT1, nên khi hoạt động của acetyl-CoA carboxylase giảm sẽ kích thích sự vận chuyển các acid béo vào ty thể Phản ứng tạo acetoacetyl-CoA từ acetyl-CoA được xúc tác bởi 3-ketothiolase HMG-CoA được hình thành từ acetoacetyl-CoA nhờ xúc tác của HMG-CoA synthase (MHS) của ti thể Bước này được kích thích bởi tình trạng đói, nồng độ thấp của insulin, và việc tiêu thụ một chế độ ăn nhiều chất béo HMG-CoA cũng được sản xuất từ các acid amin như leucin, lysin, tryptophan và thông qua một quá trình enzym riêng biệt Sau đó HMG-CoA được phân tách thành AcAc thông qua HMG-CoA lyase (HL) Acetoacetat chuyển hóa thành BHB bởi BHB dehydrogenase (HBD), và aceton được hình thành bởi các phản ứng tự khử carboxyl của acetoacetat Beta-hydroxybutyrat dehydrogenase là một enzym choline

đó, tỷ lệ giữa BHB và AcAc trong máu phụ thuộc vào khả năng oxy hóa khử (tức là

Acetoacetat và BHB là những acid hữu cơ chuỗi ngắn (4-carbon) có thể tự

do khuếch tán qua màng tế bào Do đó, thể ceton đóng vai trò như là một nguồn năng lượng cho não (không sử dụng được các acid béo) và các cơ quan khác Thể ceton được lọc và tái hấp thu ở thận Tại pH sinh lý, các acid hữu cơ phân tách hoàn

do ĐTĐ, nhanh chóng lấn át khả năng đệm bình thường của cơ thể và dẫn đến tình trạng toan chuyển hóa có tăng khoảng trống anion

Sự hình thành thể ceton phụ thuộc vào hoạt động của ba loại enzym: lipase nhạy cảm với hormon (hoặc lipase triglyceride) trong các tế bào mỡ ngoại vi, và acetyl-CoA carboxylase và MHS của gan Hai enzym đầu tiên, lipase nhạy cảm với hormon và acetyl-CoA carboxylase, lần lượt được kiểm soát chặt chẽ bởi nồng độ insulin có tác dụng ức chế sự hình thành thể ceton, epinephrin và glucagon có tác dụng kích thích sự hình thành thể ceton Insulin ức chế phân giải lipid và kích thích quá trình tổng hợp lipid thông qua bất hoạt lipase nhạy cảm với hormon và hoạt hóa acetyl-CoA carboxylase Nói cách khác, tỷ lệ glucagon/insulin thấp ức chế sự hình thành thể ceton, trong khi tỷ lệ glucagon/insulin cao (như khi nhịn ăn hoặc mắc ĐTĐ) sẽ kích thích tạo thể ceton thông qua thúc đẩy quá trình phân giải lipid trong các tế bào mỡ và kích thích β-oxy hóa các acid béo tự do trong gan

Lipase nhạy cảm với hormon xúc tác cho quá trình chuyển hóa triglycerid thành diglycerid và cuối cùng là các acid béo tự do đóng vai trò như nguyên liệu của quá trình hình thành thể ceton Trái lại, acetyl-CoA carboxylase xúc tác cho quá trình chuyển đổi acetyl-CoA thành malonyl-CoA, làm tăng nồng độ nguyên liệu chính của quá trình sinh tổng hợp acid béo trong gan Nồng độ malonyl-CoA liên quan trực tiếp với tỷ lệ tổng hợp acid béo, và tỷ lệ nghịch với tỷ lệ oxy hóa acid béo

Do vậy, malonyl-CoA đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành thể ceton

Insulin ức chế tạo thể ceton thông qua việc khởi phát quá trình dephosphoryl hóa enzym lipase nhạy cảm với hormon và hoạt hóa quá trình tổng hợp lipid bằng việc kích thích enzym acetyl-CoA carboxylase Trong mô mỡ, quá trình dephosphoryl hóa enzym lipase nhạy cảm với hormon sẽ làm giảm phân giải triglycerid thành acid béo và glycerol, do đó làm giảm nguyên liệu cho quá trình tạo thể ceton Thêm vào đó, dưới tác dụng của insulin lên acetyl-CoA carboxylase làm tăng malonyl-CoA, do đó cũng làm giảm acid béo bị oxy hóa cho quá trình tạo thể ceton [48]

Glucagon kích thích tạo thể ceton bằng cách kích hoạt quá trình phosphoryl hóa cả lipase và acetyl-CoA carboxylase thông qua AMP vòng phụ thuộc protein kinase Tại mô mỡ, sự phosphoryl hóa lipase kích thích giải phóng các acid béo từ triglycerid, glyceryl khuếch tán ra khỏi mô mỡ vào máu để vận chuyển tới gan Các

acid béo tự do vào máu liên kết với albumin để hấp thu và chuyển hóa ở các mô khác như tim, cơ xương, thận, gan Tại gan, sự phosphoryl hóa acetyl-CoA carboxylase làm giảm malonyl-CoA, do đó kích thích các acid béo vào ti thể, làm tăng nguyên liệu cho quá trình tạo thể ceton

Enzym HMG-CoA synthase (MHS) của ty thể gan là enzym chủ yếu thứ ba liên quan đến sự hình thành thể ceton Hoạt động của enzym này tăng lên trong tình trạng đói hoặc một chế độ ăn nhiều chất béo, và giảm đi bởi insulin MHG tăng hoạt động sẽ dẫn tới tăng tạo thể ceton [41]

Các thể ceton là những acid hữu cơ có thể di chuyển tự do qua màng tế bào, thậm chí là hàng rào máu não Không giống với các mô khác, não không thể sử dụng các acid béo như một nguồn năng lượng khi nồng độ glucose máu thấp Trong trường hợp này, các thể ceton đóng vai trò quan trọng, cung cấp 2/3 nhu cầu năng lượng của não

Các thể ceton tồn tại trong máu với một lượng nhỏ ở người khỏe mạnh khi nhịn đói hoặc tập luyện kéo dài Người ta cũng tìm thấy thể ceton ở trẻ sơ sinh và phụ nữ có thai Nồng độ thể ceton tăng lên bất thường trong máu gặp ở những người nhiễm toan ceton do ĐTĐ, toan ceton do rượu, ngộ độc salicylat, và 1 số trường hợp hiếm gặp khác Khi các thể ceton tăng lên sẽ ứ lại trong máu và bài tiết qua thận, xuất hiện trong nước tiểu Những chất này ứ trệ trong máu sẽ gây toan hóa máu [41]

1.3.3 Các phương pháp phân tích thể ceton trong hóa sinh lâm sàng:

 Phương pháp truyền thống:

Phản ứng Legal: cho natri nitropruxiat hay natri nitrosoferixyanua

cho CO gắn với bột nhân thơm)

Phản ứng Rothera: Đây là phản ứng phát hiện ceton nhạy hơn so với phản

ứng Legal tới 5-10 lần Dựa trên phản ứng: cho nitropruxiat tác dụng với nước tiểu bão hòa amoniac sulfat trong môi trường sunfuric Nếu xuất hiện màu tím hay hồng: phản ứng dương tính Nếu xuất hiện màu hồng nhạt và biến mất sau thời gian 5 phút: phản ứng âm tính

Phương pháp phát hiện ceton trên thanh thử: Nguyên lý của xét nghiệm dựa

trên phản ứng Legal có độ nhạy với chất acetoacetat hơn aceton Thuốc thử được gắn trên bề mặt thanh thử nước tiểu Sự kết hợp giữa phenylketon và phtalein tạo thành phức hợp màu đỏ (từ màu tím đến màu đỏ) Độ nhạy của xét nghiệm với chất

Nhận xét: Các phương pháp trên chỉ phát hiện được thành phần acetoacetat

và aceton trong nước tiểu, không phát hiện được sự có mặt của beta-hydroxybutyric acid, là thành phần chính của thể ceton (78%) Đây là phương pháp bán định lượng, không đo được giá trị chính xác của thể ceton trong nước tiểu hoặc trong máu Kết quả có thể dương tính giả khi có mặt một số loại thuốc như captopril, mesna, N-acetylcystein, dimercaprol, penicillamin [30], [55] Kết quả có thể âm tính giả khi que thử tiếp xúc với không khí trong một thời gian dài hoặc nước tiểu có tính acid cao, như sau khi ăn một lượng lớn acid ascorbic [31]

 Phương pháp định lượng beta-hydroxybutyrate trong máu:

Nguyên tắc: Beta-hydroxybutyrate được biến đổi thành acetoacetat dưới sự xúc

tác của beta hydroxybutyrat dehydrogenase và sự có mặt của coenzym NAD NADH

được hình thành trong phản ứng sẽ chuyển đổi sang NAD bởi tác dụng với chất oxy hóa INT và enzym diaphorase Sự giảm mật độ quang sẽ tỷ lệ nghịch với nồng độ chất cần

Nhận xét: Phương pháp xác định được chính xác giá trị của thể ceton trong

máu, loại bỏ các vấn đề dương tính giả do thuốc

1.4 BETA- HYDROXYBUTYRIC ACID VÀ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

Nhiễm toan ceton là một biến chứng cấp tính của bệnh ĐTĐ, đặc biệt là ĐTĐ typ 1, gây ra nhiều rối loạn chuyển hóa, thậm chí có thể dẫn tới tử vong Tình

trạng này đặc trưng bởi các dấu hiệu lâm sàng: buồn nôn, nôn, mất nước, nhìn mờ,

ý thức lơ mơ, nhịp tim nhanh, kiểu thở Kussmaul, hơi thở có mùi aceton Các dấu

trống anion > 12, có thể ceton trong nước tiểu hoặc trong máu Đây là một cấp cứu nội khoa cần được theo dõi tại các khoa điều trị tích cực [3],[4]

Nhiễm toan ceton do ĐTĐ (DKA) đặc trưng bởi tình trạng thiếu hụt insulin

và tăng nồng độ của các hormon đối kháng Điều này sẽ làm giảm khả năng tái este hóa các acid béo tự do tại gan, cũng làm giảm khả năng tổng hợp lipid của gan, đồng thời xúc tác quá trình vận chuyển các acid béo tự do vào ty thể tế bào gan và chuyển hóa thành thể ceton [41] Tình trạng nội tiết này kéo dài sẽ làm tổng hợp các thể ceton liên tục, dẫn đến tích lũy quá nhiều các thể ceton trong máu

Bên cạnh việc nồng độ các thể ceton trong máu tăng cao ở bệnh nhân DKA thì cũng có sự thay đổi tỷ lệ các thể ceton Bình thường, tỷ lệ BHB:AcAc là 1:1, nhưng ở bệnh nhân DKA, tỷ lệ này tăng tới 3:1, thậm chí có thể cao hơn (10:1)

Sự tăng nồng độ thể ceton trong máu ở bệnh nhân DKA có thể được bù trừ phần nào bằng việc tăng sử dụng ở não, cơ xương, thận Một lượng lớn các thể ceton cũng được lọc qua thận, trong đó một phần nhỏ không được tái hấp thu thì được thải qua nước tiểu Trong DKA, tình trạng thiếu hụt insulin làm giảm độ thanh thải của thận với thể ceton nhưng chưa rõ cơ chế Việc sử dụng thể ceton ở cơ xương cũng giảm do cơ chế hấp thu đã bão hòa Khả năng hấp thu BHB của cơ giảm trong ĐTĐ, và insulin không làm tăng khả năng này Tuy nhiên, việc sản xuất quá nhiều chứ không phải là hấp thu kém, là yếu tố chính dẫn tới tăng ceton máu Trong mọi trường hợp, tỷ lệ ceton sản xuất luôn luôn vượt quá khả năng sử dụng và đào thải ở bệnh nhân DKA, nồng độ ceton máu có thể cao hơn 200-300 lần ở những trường hợp nhịn đói BHB và AcAc là những acid hữu cơ mạnh, phân ly hoàn toàn

không tham gia tình trạng toan chuyển hóa, vì nó không phân ly ra ion H+ Aceton hòa tan được, và được thải ra ngoài qua phổi Chính điều này gây nên hơi thở mùi trái cây ở bệnh nhân toan ceton do ĐTĐ [41].

1.5 Các nghiên cứu về Beta-hydroxybutyrat và bệnh đái tháo đường:

Đã có nhiều tác giả nước ngoài nghiên cứu về beta-hydroxybutyrat máu trong việc chẩn đoán, xử trí, điều trị và theo dõi đái tháo đường, đặc biệt là biến chứng nhiễm toan ceton

Klocker AA và cộng sự (2013) đã tiến hành 4 nghiên cứu (2 nghiên cứu ngẫu nhiên có kiểm soát và 2 nghiên cứu thuần tập) với 299 người tham gia tại 11 trung tâm và cho thấy: So với xét nghiệm ceton niệu (aceto acetat) thì xét nghiệm ceton máu (beta-hydroxybutyric acid) có liên quan đến việc giảm số lần nhập viện, rút ngắn thời gian hồi phục ở bệnh nhân DKA, lợi ích về chi phí và sự hài lòng lớn hơn rất nhiều [38]

Ke P, Zhou H, Wang Z và cộng sự (2014) đã chỉ ra rằng với nồng độ BHB ≥ 3,0 mmol/L có thể được sử dụng như một ngưỡng để chẩn đoán DKA với độ nhạy 99%, độ đặc hiệu 86% và hiệu quả chẩn đoán 92,81% và có thể dùng BHB để đánh giá mức độ nghiêm trọng của DKA [36]

Theo kết quả của Sheikh-Ali M, Karon BS, Basu A, và cộng sự (2008): nồng

độ BHB huyết thanh ở trẻ em và người lớn tương ứng là 3,0 và 3,8 mmol/L ở bệnh nhân ĐTĐ không kiểm soát thì có thể chẩn đoán DKA, và điều này có thể tốt hơn

so với sử dụng nồng độ HCO3 thường hay dung trong xét nghiệm phân tích khí máu động mạch [48]

Lertwarttanarak R và Plainkum P (2014) cũng nghiên cứu trên các bệnh nhân ĐTĐ với đường máu mao mạch ≥ 400 mg/dL và cho thấy nồng độ BHB > 3,1 mmol/L

là ngưỡng tốt nhất để chẩn đoán DKA, với độ nhạy 100% (khoảng tin cậy 95% CI = 75,1 – 100) và độ đặc hiệu 96% (khoảng tin cậy 95% CI = 79,6 – 99,3) [39]

Beatriz Rodríguez-Merchán, Ana Casteràs, Eva Domingo và cộng sự (2011) nghiên cứu 30 bệnh nhân ĐTĐ typ 1 được chẩn đoán DKA với kết quả nồng

độ BHB là 4,33 ± 0,48 mmol/L và đo BHB là một phương pháp giám sát dễ dàng,

thực tế và đáng tin cậy trong DKA và có thể được sử dụng như một tham số để điều chỉnh liều insulin [27]

Theo kết quả của Cao X, Zhang X, Xian Y và cộng sự (2014), khi xét nghiệm ceton niệu âm tính có 10% bệnh nhân có nồng độ BHB trong máu ≥ 0,3 mmol/L Khi xét nghiệm ceton niệu dương tính 22,62% bệnh nhân có nồng độ BHB

<0,3 mmol/L Nồng độ BHB có mối tương quan có ý nghĩa thống kê với nồng độ glucose máu (r = 0,34, p < 0,001) [28]

Hiện tại ở Việt Nam đến thời điểm này chưa có nghiên cứu nào về nồng độ beta-hydroxybutyrate trong máu ở bệnh nhân ĐTĐ

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Địa điểm và thời gian nghiên cứu:

- Địa điểm nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành tại Khoa Hóa sinh – Bệnh viện Bạch Mai và Bệnh viện Nội tiết Trung ương (Thái Thịnh đống Đa Hà Nội)

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 3/2014 đến tháng 5/2015

2.2.Đối tượng nghiên cứu:

Chúng tôi lựa chọn đối tượng đồng ý tham gia nghiên cứu gồm 133 người chia thành 2 nhóm:

2.2.1 Nhóm bệnh:

 Tiêu chuẩn lựa chọn:

Đối tượng gồm 83 bệnh nhân điều trị tại Khoa Nội trú ĐTĐ – Bệnh viện Nội tiết Trung ương với chẩn đoán xác định: ĐTĐ typ 1, theo tiêu chuẩn chẩn đoán ĐTĐ của ADA (2014), dựa trên các đặc điểm:

- Các triệu chứng lâm sàng rầm rộ: khát nhiều, tiểu nhiều, ăn nhiều, gầy sút nhiều

- Glucose máu lúc đói, HbA1c lúc mới chẩn đoán tăng cao

- Nồng độ insulin; C – peptid máu thấp

- Điều trị bằng thuốc uống không đáp ứng

 Tiêu chuẩn loại trừ:

- Không đồng ý tham gia vào nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu:

2.3.1 Thiết kế nghiên cứu:

Nghiên cứu tiến cứu mô tả cắt ngang có đối chứng

Cỡ mẫu nghiên cứu: nhóm bệnh: mẫu thuận tiện

+ Đánh giá chức năng thận: định lượng Ure, Creatinin máu

+ Định lượng Nồng độ beta-hydroxybutyric acid máu

+ Định tính bán định lượng ceton niệu

2.3.3 Xử lý số liệu:

- Các kết quả nghiên cứu được xử lý theo thuật toán thống kê y học, sử dụng phần mềm SPSS 22.0

- Các biến định lượng: tính trung bình và so sánh các trung bình dựa vào test và test Anova Sự khác biệt có ý nghĩa thống kê khi p < 0,05

T Sử dụng phương trình tuyến tính với hệ số tương quan r, cho biết mối tương quan giữa hai biến định lượng Hệ số tương quan r có giá trị từ -1 đến +1 Khi r > 0: tương quan đồng biến, r < 0: tương quan nghịch biến Giá trị tuyệt đối của r càng gần 1 thì mối tương quan càng chặt

 |r| < 0,3: tương quan yếu

 0,3 ≤ |r| < 0,5: tương quan trung bình

 0,5 ≤ |r| < 0,7: tương quan khá chặt chẽ

 0,7 ≤ |r| < 0,9: tương quan chặt chẽ

 0,9 ≤ |r| ≤ 1 : tương quan rất chặt chẽ

2.4 Các phương pháp xét nghiệm và tiêu chuẩn đánh giá:

2.4.1 Định lượng beta-hydroxybutyric acid máu: Phương pháp enzym so màu

 Nguyên lý của phản ứng: Beta-hydroxybutyric acid được biến đổi thành

acetoacetat dưới sự xúc tác của beta hydroxybutyrat dehydrogenase và sự có mặt của coenzym NAD NADH được hình thành trong phản ứng sẽ chuyển đổi sang NAD bởi tác dụng với chất oxy hóa INT và enzym diaphorase Sự giảm mật độ

xác định bởi quang kế tại bước sóng 505 nm Phản ứng diễn ra như sau:

Hóa chất: Do công ty Mindray cung cấp

(Mindray Medical International Limited là công ty sản xuất ba loại sản phẩm

chính: Giám sát bệnh nhân; hỗ trợ cuộc sống và hệ thống chẩn đoán hình ảnh Y tế lớn nhất Trung Quốc có trụ sở chính tại thành phố Thâm Quyến và nhiều nước trên thế giới như UK, Bắc Mĩ, ) các sản phẩm đã được WHO và IFCC phê duyệt và đưa vào áp dụng trên lâm sàng

 Thuốc thử bao gồm:

 R1: đệm tris 100 mmol/L, β-hydroxybutyrat dehydrogenase 2 KU/L, diaphorase 2 KU/L, và chất bảo quản 0,5 g/L

mmol/L, chất bảo quản 2 g/L

 Calibration: betahydroxybutyric acid

 Bệnh phẩm: Huyết thanh hoặc huyết tương (có chống đông bằng Heparin lithium) bảo quản được 7 ngày ở nhiệt độ 2 - 8ºC, 6 tháng ở nhiệt độ - 20ºC

 Trang thiết bị: Máy AU 5800 của công ty Backman coulter

Khoảng tham chiếu của beta-hydroxybutyric acid: 0,03 – 0,3 mmol/L

2.4.2 Định lượng glucose trong máu: phương pháp hexokinase

Dựa trên nguyên lý của phản ứng sau:

Glucose + ATP Hexokinase G-6-P + ADP

Sự tạo thành của NADPH trong phản ứng sẽ tỷ lệ với nồng độ của glucose và

có thể đo được ở bước sóng vùng tử ngoại 340 nm bằng quang kế Khoảng trị số tham chiếu của glucose máu: 3,89 - 6,38 mmol/L (70 - 115 mg/dL)

2.4.3 Định lượng HbA1c:

Theo nguyên lý sắc ký lỏng áp lực cao (HPLC) ái lực nguyên tố Boronate

Haemoglobins glycated (GHB) và protein huyết tương glycated (GPP) khác với protein không glycated bởi các phần đính kèm với phân tử glucose do quá trình ketoamine GHB và GPP do đó chứa các nhóm 1,2-cis-diol không tìm thấy trong protein không glycated, trong đó cung cấp cơ sở cho việc phân tách các thành phần glycated và không glycated bằng sắc ký ái lực boronate Trong kỹ thuật HPLC ái lực boronat, một boronate như axit phenylboronic được liên kết với bề mặt của sự

hỗ trợ cột sắc ký Khi dung dịch protein (hemolysate hoặc huyết tương được pha loãng) được truyền thông qua các cột, các thành phần glycated được giữ lại bởi các phức của nhóm diol của nó với các boronate (theo sơ đồ minh họa dưới đây) Sau khi rửa giải các thành phần không glycated, dụng cụ bơm rửa (Reagent 2 - Buffer 2A), trong đó chiếm chỗ của các thành phần glycated từ cột Các thành phần glycated sau đó đi qua máy phân tích:

Tính toán tỷ lệ phần trăm của GHB trong mẫu theo công thức sau đây, với vùng đỉnh trong AU / giây:

Khoảng giá trị tham chiếu HbA1c:

Bình thường (no diabetes): 4, 0 – 5,6 % ( 20,2 – 37,7 mmol/moL)

Tiền đái tháo đường (Pre-diabetes): 5,7% - 6,4% (38,8 – 46,4 mmol/moL)

2.4.4 Định lượng insulin trong máu:

Nguyên lý: dựa trên nguyên lý miễn dịch Sandwich có sự kết hợp kháng nguyên - kháng thể theo kỹ thuật điện hóa phát quang (electrochemiluminescence immunoassay “ECLIA”), được thực hiện trên hệ thống máy cobas 6000 của công ty Roche diagnostic (Thụy Sỹ)

Sơ đồ mô hình 3 giai đoạn của nguyên lý phản ứng định lượng insulin

Tổng thời gian phản ứng: 18 phút

Giai đoạn ủ thứ nhất: Tạo phức kiểu kẹp chả giữa kháng thể kháng insulin

đặc hiệu đơn dòng gắn biotin, insulin trong 20 µL bệnh phẩm và kháng thể kháng insulin đặc hiệu dơn dòng đánh dấu bằng ruthenium

Giai đoạn ủ thứ 2: sau khi cho thêm streptavidin-coated microparticles phức

hợp gắn kết vào pha rắn do sự tương tác giữa biotin và streptavidin