Il monitoraggio Biochimico del Diabete mellito
Ho tradotto il contenuto di questa lezione da un articolo apparso sul Journal Chemical Education del mese di Aprile , volume 93 , numero 4 , anno 2016 dal titolo :
« Una questione di Biochimica : viene suggerito un percorso di un potenziale meccanismo per la formazione di HbA1 ( emoglobina glicosilata) nel Diabete Mellitus che porta ad una diagnosi clinica , guidata da dati analitici »
La lezione di biochimica che vi presento (in formato PDF ,vedi più avanti ) è il prodotto della migliore didattica anglosassone. Sarei felice se qualcuno di voi condividesse con me l’entusiasmo che ho provato nel leggerla e magari , se insegnante, la proponesse ai suoi studenti.
La lezione è divisa i due parti :
Prima parte : vengono presentate e discusse le prove sperimentali che hanno chiarito il meccanismo di interazione e formazione della base di Schiff tra l’emoglobina e il glucosio che porta alla reazione di glicazione .
Seconda parte : è discusso il monitoraggio dell’emoglobina glicosilata in un paziente diabetico . Viene seguita l’evoluzione clinica del paziente alla luce dei valori dell’emoglobina glicosilata determinati nel tempo .
Breve storia dell’emoglobina glicosilata
Nella storia della medicina la scoperta della emoglobina glicosilata rappresenta una tappa fondamentale nella cura del diabete . La sua determinazione nel sangue ha permesso di controllare nel tempo lo sviluppo della malattia e controllare l’efficacia delle cure messe in atto nei pazienti . Ancora una volta , come è accaduto di frequente nella storia della medicina , il ruolo della scienza chimica e il lavoro dei chimici sono stati determinanti anche in questa scoperta .Nel 1966 è stata descritta, per la prima volta, la formazione dell’ HbA ( Emoglobina glicosilata ) a partire dall’emoglobina A . Venne caratterizzata come glicoproteina da due studiosi Bookchin R.M. e Gallop P.M. nel 1968 , ma il suo aumento nel diabete fu descritto per la prima volta nel 1968 e nel 1969 da un medico iraniano Samuel Rahbar in questi due articoli: “ An Abnormal hemoglobin in red cells of diabetics” e in ” Studies of an unusual hemoglobin in patients with diabetes mellitus.”.
La biochimica dell’emoglobina glicosilata
Si deve a Bunn e ai suoi collaboratori la descrizione della reazione che porta alla formazione dell’emoglobina glicata nel 1975. Negli anni ’80 sempre questo gruppo di ricerca dimostrò che nell’ HbA1c circa il 60% del glucosio è legato alla valina N-terminale delle catene β ( da una a due molecole di glucosio per tetramero) e che altri residui di glucosio possono legarsi alle valine N-terminali delle catene α e alle lisine β17 e β66.
La determinazione dell’ Emoglobina Glicosilata e la diagnosi del Diabete Mellito
Dal momento che i globuli rossi sono liberamente permeabili al glucosio, l’entità della formazione dell’HbA1c è direttamente proporzionale alla concentrazione di glucosio alla quale i globuli rossi sono esposti durante il loro permanere in circolo ed al tempo relativo all’esposizione, senza tuttavia raggiungere un tetto massimo o la soglia . Nel normale arco di vita di 120 giorni dei globuli rossi, le molecole di glucosio reagiscono con l’emoglobina formando emoglobina glicosilata. In individui con scarso controllo diabetico, la quantità dell’emoglobina glicata che si forma è molto più elevata che nei soggetti sani o nei soggetti diabetici con un buon controllo glicemico. Un aumento dell’emoglobina glicosilata, quindi, riflette il livello medio di glucosio al quale l’emazia è sottoposta durante il suo ciclo vitale. Negli anni ottanta si evidenzia l’ importanza dell’emoglobina glicata quale test per il monitoraggio del paziente diabetico
I contenuti di Biochimica
Nella lezione vengono discusse le prove sperimentali che hanno permesso di chiarire le prime tappe del meccanismo della reazione non enzimatica tra emoglobina e glucosio , con la formazione della base di Schiff .
Sono applicati molti concetti fondamentali come :
(1) Teoria acido− base di Brønsted−Lowry
(2) Interazioni covalenti e non covalenti
(3) Elettrofili e nucleofili
(4) Modello enzimatico chiave – serratura
(5) Mutarotazione del glucosio
(6) Catalisi acida e basica
(7) Interazione proteine e carboidrati
(8) Termodinamica
La lezione
La lezione man mano che si sviluppa pone allo studente domande , a cui deve dare una risposta . Come può essere organizzata la lezione con la classe ? Dopo aver distribuito a ciascun studente il modulo stampato, in formato PDF (vedi sotto) , della lezione , nella versione ” senza risposte alle domande ” , l’insegnante può discutere passo , passo la lezione con l’intera classe in modo interattivo facendo rispondere alle domande che sono proposte nel corso della lezione . La lezione può inserirsi in qualsiasi corso di biochimica , in particolare nei corsi a indirizzo biologico dell’I.T.I.S .
La mia esperienza di insegnante di Biochimica
Ho insegnato per alcuni anni Chimica Organica e Biochimica presso l ’I.T.I.S. “G.Galilei “ di Arezzo nella specializzazione Biologico Sanitario e Chimica organica e Chimica delle Fermentazioni nella specializzazione Chimica . Ho sempre ritenuto importante per una efficace didattica fare riferimento alla realtà quotidiana e/o a condizioni fisio-patologiche dell’organismo che venissero chiarite facendo ricorso a meccanismi biochimici . Nel secondo caso mi sono anche servito delle mie conoscenze di medicina acquisite alla facoltà di Medicina e Chirurgia . La lezione che leggerete è per il rigore , per la metodologia che impiega e per l’interesse che riesce a suscitare un esempio di insegnamento – apprendimento che fa scuola . L’argomento è il diabete , il meccanismo di formazione dell’emoglobina glicosilata e nella seconda parte il test clinico che misura l’emoglobina glicosilata o glicata nel sangue . Per l’interpretazione e la comprensione del test da un punto di vista biochimico viene esaminato il caso clinico di un paziente diabetico .
Una lezione fortemente interattiva
La lezione si sviluppa attraverso l’esposizione e l’utilizzo di concetti biochimici chiave che si alternano a interrogativi e quesiti a cui lo studente deve rispondere . La lezione è fortemente interattiva e i problemi che vengono alla luce sono mano a mano ordinati ed esposti con grande chiarezza e rigore . Sono richiamati molti concetti di chimica organica e biochimica che sono utilizzati in modo puntuale per la comprensione dei problemi che via via emergono . Quale è il profondo significato della lezione ?
Ciò che studiamo in astratto nei manuali diventa uno strumento di ricerca per la soluzione di problemi reali delle persone .
Poiché il diabete è una delle patologie più frequenti e invalidanti la sua conoscenza è anche un contributo ad una consapevole educazione alla salute .
