Τα άτομα με διαβήτη πρέπει να παρακολουθούν τα επίπεδα γλυκόζης τους όλη την ημέρα, αλλά αυτό είναι μια πρόκληση. sirtavelalot/Shutterstock.com

Ο διαβήτης είναι η έβδομη κύρια αιτία θανάτου στις ΗΠΑ, με περίπου 30.3 εκατομμύρια ενήλικες έχοντας την ασθένεια. Ένας στους 4 ενήλικες δεν γνωρίζει καν ότι έχει διαβήτη.

Επιπλέον, 84.1 εκατομμύρια ενήλικες έχουν προδιαβήτη - μια κατάσταση με αυξημένα επίπεδα σακχάρου στο αίμα - και το 90 τοις εκατό από αυτούς δεν γνωρίζουν ότι έχουν. Επομένως, τα διόδια ενδέχεται να επιδεινωθούν.

Για να αποφευχθούν οι απειλητικές για τη ζωή επιπλοκές που προκύπτουν από τον διαβήτη, είναι εξαιρετικά σημαντικό για τα άτομα με διαβήτη διατηρούν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα τους σε ασφαλές εύρος. Αυτό ήταν από καιρό μια δύσκολη πρόκληση, ωστόσο, επειδή ήταν δύσκολο να παρακολουθείται αξιόπιστα τα επίπεδα γλυκόζης.

Είμαι χημικός, χημικός και μηχανικός υπολογιστών που ανέπτυξα και διεξήγαγα έρευνα για ένα πιθανό σύστημα παρακολούθησης που είναι αυτοτροφοδοτούμενο. Αυτοί οι βιοαισθητήρες γλυκόζης μετατρέψτε τη βιοχημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο σάκχαρο του αίματος - με άλλα λόγια, από το σώμα ενός ατόμου - σε ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργεί η συσκευή.

Όλα για τον μεταβολισμό της ζάχαρης

Διαβήτης επηρεάζει το πώς το σώμα διασπά τα τρόφιμα που τρώμε σε ζάχαρη. Αυτή η ζάχαρη, ή γλυκόζη, απελευθερώνεται στην κυκλοφορία του αίματός μας. Σε απάντηση, το πάγκρεας παράγει μια ορμόνη που ονομάζεται ινσουλίνη και επιτρέπει στα κύτταρα του σώματος να πάρουν ζάχαρη από το αίμα για να την χρησιμοποιήσουν ως ενέργεια.

Εάν έχετε διαβήτη, το σώμα σας είτε δεν παράγει αρκετή ινσουλίνη, όπως στον διαβήτη τύπου 1, είτε δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει την ινσουλίνη που παράγει όσο θα έπρεπε για να διατηρήσει τον υγιή μεταβολισμό του σακχάρου στο αίμα. Το τελευταίο ονομάζεται διαβήτης τύπου 2. Όταν δεν υπάρχει αρκετή ινσουλίνη ή τα κύτταρα σταματούν να ανταποκρίνονται στην ινσουλίνη, παραμένει πολύ ζάχαρη στην κυκλοφορία του αίματός σας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές επιπλοκές.

Τήρηση ζάχαρη στο αίμα σε ασφαλές επίπεδο είναι μια βασική στρατηγική για τη διαχείριση του διαβήτη και την πρόληψη της εξέλιξης της νόσου. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα άτομα σε προγράμματα εντατικού ελέγχου που διατηρούσαν τα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα τους σχεδόν στο φυσιολογικό έχουν λιγότερες επιπλοκές από τους ανθρώπους που διατηρούσαν τακτικά υψηλότερα επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Σχετικά με 63.6 τοις εκατό των ενηλίκων να κάνετε καθημερινή αυτοπαρακολούθηση της γλυκόζης στο αίμα.

Ωστόσο, η διατήρηση των επιπέδων γλυκόζης στο αίμα είναι πολύ πιο δύσκολη από ό, τι ακούγεται. Απαιτεί από τους ανθρώπους να δίνουν μεγάλη προσοχή στην ποσότητα υδατανθράκων που καταναλώνουν και ότι ελέγξτε το σάκχαρο του αίματος με τσιμπήματα καθόλη την μέρα. Πολλοί πρέπει επίσης να υπολογίζουν τις δόσεις ινσουλίνης και να κάνουν ένεση στον εαυτό τους με ινσουλίνη.

Η επίτευξη του στόχου ελέγχου γλυκόζης είναι πολύ δύσκολη λόγω των διακυμάνσεων από τη διατροφή. Οι περισσότεροι άνθρωποι αδυνατούν να διατηρηθούν σφιχτά τον έλεγχο της γλυκόζης στο αίμα τους.

Και, η ασθένεια μπορεί να προχωρήσει ακόμη και αν ένα άτομο ακολουθεί τις συστάσεις του γιατρού για να διατηρήσει φυσιολογική γλυκόζη στο αίμα. Σε μια προσπάθεια να διατηρηθούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα χαμηλά, ορισμένοι με διαβήτη θέτουν άθελά τους τον εαυτό τους σε αυξημένο κίνδυνο για εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα γλυκόζης στο αίμα ή υπογλυκαιμία, μια κατάσταση απειλητική για τη ζωή. Αυτή η διακύμανση από υψηλά σε χαμηλά επίπεδα γίνεται εμπόδιο για άτομα με διαβήτη, καθώς αποθαρρύνονται. Μελέτες έχουν δείξει ότι μερικοί άνθρωποι επιλέγουν να σταματήσουν τη συντήρηση αυστηρός έλεγχος της γλυκόζης στο αίμα ως αποτέλεσμα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα περαιτέρω ανεπαρκής παρακολούθηση της γλυκόζης στο αίμα και ανθυγιεινές επιλογές.

Αυτή η κατάσταση επιδεινώνεται επειδή η δειγματοληψία αίματος είναι σχετικά σπάνια καθ 'όλη τη διάρκεια της ημέρας - μόλις τέσσερις φορές - σε σύγκριση με τις αμέτρητες αλλαγές στη γλυκόζη του αίματος που συμβαίνουν καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας. Επίσης, επίπεδα γλυκόζης εξαρτάται από το πρόγραμμα φαρμάκων καθώς και από τις ατομικές συνθήκες. Η δειγματοληψία αίματος παρέχει μόνο ένα διακριτό αρχείο γλυκόζης στο αίμα, όταν ένα συνεχές αρχείο γλυκόζης στο αίμα παρέχει τις καλύτερες πληροφορίες.

Οι συσκευές μπορούν να βοηθήσουν, αλλά δεν είναι τέλειες

Τα συστήματα παρακολούθησης της γλυκόζης βοηθούν πολλά άτομα με διαβήτη, αλλά δεν χρησιμοποιούνται ακόμη ευρέως. Εικόνες επιχειρήσεων Monkey / Shutterstock.com

Μελέτες έχουν δείξει ότι η χρήση συσκευών που μπορούν να παρακολουθούν συνεχώς τα επίπεδα γλυκόζης θα μπορούσε να είναι μια απάντηση. Αυτά τα συνεχή συστήματα παρακολούθησης της γλυκόζης λαμβάνουν επαναλαμβανόμενες μετρήσεις, τυπικά κάθε πέντε λεπτά, του σακχάρου στο αίμα και του βιολογικού υγρού που περιβάλλει τα κύτταρα. Αυτό επιτρέπει στενή παρακολούθηση και έγκαιρη διόρθωση των προβληματικών επιπέδων γλυκόζης στο αίμα. Επομένως, αυτά τα συστήματα μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο επιπλοκών που σχετίζονται με τον διαβήτη.

Όσοι πάσχουν από διαβήτη μπορούν να φορέσουν μία από αυτές τις οθόνες σε διάφορες περιοχές του σώματός τους, όπως γύρω από το στομάχι και στο πίσω μέρος των χεριών και των ποδιών. Αλλά, μέχρι στιγμής, μόνο σχετικά μικρό αριθμό ατόμων τα φοράτε επειδή αυτές οι συσκευές δεν είναι τέλειες. Οι άνθρωποι πρέπει ακόμη να δοκιμάσουν τα επίπεδα γλυκόζης τέσσερις φορές την ημέρα χρησιμοποιώντας ένα τεστ τρυπήματος δακτύλου. Επιπλέον, ο χρόνος απόκρισης των συσκευών είναι αργός και συχνά είναι ανακριβείς. Και, συνήθως, οι άνθρωποι πρέπει να φορούν τη συσκευή παρακολούθησης και να την επανατοποθετούν κάτω από το δέρμα κάθε επτά ημέρες. Επιπλέον, σε τυχαιοποιημένες δοκιμές, η συνεχής παρακολούθηση δεν έχει συνδεθεί με βελτίωση της ποιότητας ζωής.

Επίσης, μια πρόσφατη κλινική δοκιμή διαπίστωσε ότι οι συνεχείς οθόνες δεν μπόρεσαν να ανιχνεύσουν υπογλυκαιμία για να μειώσουν την επίπτωση των λίγων σοβαρών συμβάντων υπογλυκαιμίας που εμφανίστηκαν σε ασθενείς με Ο διαβήτης τύπου 1.

Ένα μέλλον απαλλαγμένο από δάχτυλα;

Μία από τις λύσεις θα μπορούσε να είναι πλήρως αυτο-τροφοδοτούμενες εμφυτεύσιμες συσκευές χωρίς εξαρτήματα συνδεδεμένα με το δέρμα που είναι λιγότερο ενοχλητικά και διευκολύνουν το φορτίο του χρήστη. Αυτά τα αυτόνομα συστήματα συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης είναι η επόμενη γενιά οθονών γλυκόζης που μπορούν να μειώσουν τα εμπόδια στη συνεχή χρήση και τήρηση της παρακολούθησης γλυκόζης. Παρακολουθούν τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα και χορηγούν ινσουλίνη εάν το άτομο το χρειάζεται.

Στο εργαστήριό μας, αναπτύσσουμε μια αυτοτροφοδοτούμενη, εμφυτεύσιμη συσκευή 4 χιλιοστών επί 4 χιλιοστών. Παράγει ηλεκτρική ενέργεια μετατρέποντας τη χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο σάκχαρο αίματος ενός ατόμου και λειτουργεί παρόμοια με μια μπαταρία. Χρησιμοποιεί πρωτεΐνες προσαρτημένες σε δύο σύρματα που καταναλώνουν επιλεκτικά γλυκόζη και οξυγόνο στο αίμα μας για να παράγουν ηλεκτρόνια που ρέουν μέσω του συστήματος. Η ροή των ηλεκτρονίων οδηγεί στην τρέχουσα παραγωγή. Το γινόμενο του ρεύματος που παράγεται και η διαφορά τάσης μεταξύ των δύο καλωδίων έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η ηλεκτρική ισχύς είναι ευθέως ανάλογη με τη συγκέντρωση σακχάρου στο αίμα. Και ως εκ τούτου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταχεία αίσθηση του σακχάρου στο αίμα με το πρόσθετο όφελος απόκρισης σε ανωμαλίες στα επίπεδα σακχάρου στο αίμα.

Το σημαντικό πράγμα για την πλατφόρμα μας είναι ότι δεν απαιτεί μπαταρίες. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να τροφοδοτήσει μια εμφυτεύσιμη αντλία ινσουλίνης, επιτρέποντάς μας ταυτόχρονα να παράγουμε ενέργεια για την παρακολούθηση της γλυκόζης και την παροχή ινσουλίνης σε σημεία στόχου του σώματος για τη βελτίωση των αποτελεσμάτων της υγείας του ασθενούς.

Το ερώτημα είναι αν αυτή η ιδέα του «τεχνητού παγκρέατος κλειστού βρόχου» μπορεί να μετατραπεί σε πραγματικότητα. Η πιο σημαντική πρόκληση είναι ο σχεδιασμός μηχανικής που απαιτείται για το τεχνητό πάγκρεας να μεταφέρει τη συσκευή από πάγκο σε κλινική και στο σώμα, όπου οι ασθενείς θα επωφεληθούν από ένα πλήρως αυτοματοποιημένο τεχνητό πάγκρεας που δεν απαιτεί παρέμβαση του χρήστη.

Είμαι αισιόδοξος ότι μπορεί να έρθει μια μέρα που μια τέτοια συσκευή μπορεί να αυτοματοποιήσει πλήρως τον έλεγχο της γλυκόζης στο αίμα, να παρέχει συνεχή παρακολούθηση της γλυκόζης και θεραπευτική παράδοση χωρίς καμία παρέμβαση από τον ασθενή. Αυτό θα βελτιώσει τη διαχείριση του διαβήτη και θα επιτρέψει τη δημιουργία ενός κόσμου όπου η ανθρώπινη δύναμη θα μπορούσε να διατηρήσει την ανθρώπινη ζωή.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Gymama Slaughter, Εκτελεστικός Διευθυντής, Frank Reidy Research Center for Bioelectrics, Old Dominion University

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon