Τεχνολογία και Διαβήτης: Από τις Αντλίες στο Τεχνητό Πάγκρεας
Ο Σακχαρώδης Διαβήτης (ΣΔ) είναι η πιο συχνή χρόνια μεταβολική νόσος. Στις μέρες μας, η επαρκής ρύθμιση του ΣΔ αποτελεί ακόμα μεγάλη πρόκληση για την Ιατρική, παρά το γεγονός ότι διαθέτει στη θεραπευτική φαρέτρα πλήθος αποτελεσματικών σκευασμάτων για την κάλυψη των βασικών αναγκών σε ινσουλίνη, ποιοτικών ινσουλινών υπερταχείας δράσης για τον μεταβολισμό της γλυκόζης που προσλαμβάνεται μέσω των γευμάτων και αξιόπιστων συσκευών για τη μέτρηση του σακχάρου.
Έτσι, πολλοί άνθρωποι με ΣΔ αντιμετωπίζουν σημαντικές δυσκολίες στην καθημερινή προσπάθειά τους να περιορίσουν τη σχεδόν αναπόφευκτη αύξηση των επιπέδων του σακχάρου πέρα από τα αποδεκτά όρια, να ελαχιστοποιήσουν τα επεισόδια υπογλυκαιμίας και να διαχειριστούν κατάλληλα όλες τις προκλήσεις της καθημερινότητας. Τα τελευταία χρόνια, η εντυπωσιακή εξέλιξη της τεχνολογίας έχει συμβάλει αποφασιστικά στη βελτίωση της γλυκαιμικής ρύθμισης, η οποία διαδραματίζει κομβικό ρόλο στην πρόληψη των χρόνιων επιπλοκών της νόσου και ταυτόχρονα της ποιότητας ζωής εκατομμυρίων ανθρώπων με ΣΔ.
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας έχει προσφέρει στους ανθρώπους με ΣΔ πολλά εργαλεία, όπως τις συσκευές συνεχούς καταγραφής και παρακολούθησης της γλυκόζης (Continuous Glucose Monitoring Systems, CGMS) σε πραγματικό χρόνο ή με εμφάνιση των δεδομένων κατ’ επίκληση και τις αντλίες συνεχόμενης έγχυσης ινσουλίνης (Continuous Subcutaneous Insulin Infusion, CSII), οι οποίες είναι δυνατό να υποβοηθούνται από CGMS. Είναι κοινή παραδοχή, ότι η παρακολούθηση της γλυκόζης μέσω των σύγχρονων αυτών συστημάτων αποτελεί πολύ καλό εκπαιδευτικό εργαλείο, καθώς παρέχει τη δυνατότητα στα άτομα με ΣΔ να αναγνωρίζουν µε ακρίβεια πώς η διατροφή, η άσκηση, η φαρμακευτική αγωγή και οι άλλες καθημερινές δραστηριότητες επηρεάζουν τα επίπεδα του σακχάρου και ανάλογα να επεμβαίνουν.
Σύγχρονες αντλίες CSII
Οι σύγχρονες αντλίες CSII αποτελούν μια σημαντική εναλλακτική μέθοδο ινσουλινοθεραπείας σε σχέση με τις πολλαπλές ενέσεις ινσουλίνης, καθώς συμβάλλουν στην καλύτερη απομίμηση της λειτουργίας των νησιδίων του παγκρέατος. Η συστηματική χρήση μιας αντλίας CSII υποβοηθούμενης από CGMS επιδεικνύει εντυπωσιακά αποτελέσματα στη ρύθμιση του σακχάρου και ταυτόχρονα στην ελαχιστοποίηση της συχνότητας των υπογλυκαιμιών, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια της νύχτας. Μέσω της αντλίας CSII επιτυγχάνεται καλύτερη προσαρμογή της δοσολογίας της ινσουλίνης για την κάλυψη των βασικών αναγκών κατά τη διάρκεια του 24ώρου (π.χ. μείωση της δόσης κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν απαιτείται) και των εκάστοτε ημερήσιων δραστηριοτήτων (π.χ. εργασία υπό συνθήκες stress, παρατεταμένη σωματική άσκηση κ.λπ.).
Επίσης, ο χρήστης της αντλίας έχει τη δυνατότητα να τροποποιεί ανά πάσα στιγμή τον ρυθμό έγχυσης ινσουλίνης σε περίπτωση μιας έκτακτης αλλαγής στην καθημερινότητα (π.χ. κατανάλωση αλκοόλ κ.ά.). Πρέπει να σημειωθεί ότι, υπό φυσιολογικές συνθήκες, η έκκριση ινσουλίνης από τα β-κύτταρα του παγκρέατος αυξομειώνεται διαρκώς στη διάρκεια του 24ώρου, κατ’ αντιστοιχία με τις συνεχόμενες μεταβολές των τιμών της γλυκόζης στο αίμα. Οι τελευταίας γενιάς αντλίες CSII, οι οποίες αναμένεται να κυκλοφορήσουν σύντομα και στη χώρα μας, εμπεριέχουν ειδικό αλγόριθμο, που αναπροσαρμόζει αυτόνομα τον βασικό ρυθμό χορήγησης ινσουλίνης και ταυτόχρονα μπορεί να πραγματοποιεί αυτόματα επιπλέον δόσεις για τη διόρθωση τυχόν αυξημένων επιπέδων γλυκόζης στο αίμα, ειδικά μετά από τα γεύματα. Όσον αφορά στην κάλυψη των γευμάτων, οι αντλίες CSII παρέχουν επιπλέον τη δυνατότητα η δόση εφόδου (bolus) να μπορεί να χορηγείται παρατεταμένα (π.χ. 8 μονάδες κατά τη διάρκεια 4 ωρών), σε περίπτωση ενός γεύματος μεγάλης διάρκειας ή σε δύο φάσεις (π.χ. 3 μονάδες εφάπαξ και 5 μονάδες παρατεταμένα κατά τη διάρκεια 3 ωρών), για ένα
Μέσω της αντλίας CSII επιτυγχάνεται καλύτερη προσαρμογή της δοσολογίας της ινσουλίνης για την κάλυψη των βασικών αναγκών κατά τη διάρκεια του 24ώρου (π.χ. μείωση της δόσης κατά τη διάρκεια της νύχτας, όταν απαιτείται) και των εκάστοτε ημερήσιων δραστηριοτήτων (π.χ. εργασία υπό συνθήκες stress, παρατεταμένη σωματική άσκηση κ.λπ.). γεύμα πλούσιο σε λιπαρά και υδατάνθρακες. Οι σύγχρονες αντλίες CSII επιδεικνύουν επίσης μεγάλη αποτελεσματικότητα αναφορικά με την πρόληψη των υπογλυκαιμικών επεισοδίων. Οι υποβοηθούμενες από CGMS αντλίες φέρουν ένα ειδικό σύστημα έγκαιρης διαχείρισης υπογλυκαιμιών, μέσω του οποίου διακόπτεται αυτόματα η παροχή ινσουλίνης, εάν η γλυκόζη προβλέπεται να προσεγγίσει ένα προκαθορισμένο χαμηλό όριο (π.χ. 70 mg/ dL) τα επόμενα 30 min.
Η αντλία ξαναρχίζει αυτόματα τη χορήγηση ινσουλίνης, αν η τιμή της γλυκόζης είναι >80 mg/ dL, προβλέπει ότι μετά από 30 min θα είναι >110 mg/dl και αφού η χορήγηση έχει διακοπεί για τουλάχιστον 30 min. Επιπρόσθετα, στην περίπτωση χαμηλών τιμών γλυκόζης ο χρήστης προειδοποιείται μέσω ηχητικού σήματος συναγερμού της αντλίας. Έχει εκτιμηθεί, ότι με τη χρήση αντλίας υποβοηθούμενης από το συγκεκριμένο λογισμικό, τα υπογλυκαιμικά επεισόδια μπορούν να μειωθούν σε ποσοστό 73,9% κατά τη διάρκεια της ημέρας και, αντίστοιχα, 77,4% κατά τη διάρκεια της νύχτας. Στο άμεσο μέλλον, οι αντλίες με δυνατότητα συγχορήγησης ινσουλίνης και γλυκαγόνης αναμένεται να συμβάλλουν αποτελεσματικά στην περαιτέρω ελάττωση των υπογλυκαιμιών. Ένα σύστημα, το οποίο θα μπορεί να ρυθμίζει τα επίπεδα του σακχάρου χωρίς να απαιτείται οποιαδήποτε παρέμβαση από τον χρήστη, αποτελεί ένα πολύ μεγάλο στοίχημα για όλους τους ιατρούς, βιολόγους, προγραμματιστές, μηχανικούς και λοιπούς επιστήμονες, που εργάζονται εδώ και δεκαετίες για τη δημιουργία του.
Εκτιμάται, ότι η χρήση σκευασμάτων ινσουλίνης με ακόμα ταχύτερη δράση, που θα μπορούν να καλύπτουν τους πολύ γρήγορα απορροφούμενους υδατάνθρακες, CGMS με βελτιωμένη ακρίβεια στην εκτίμηση του σακχάρου, η αξιοποίηση της γλυκαγόνης και η τελειοποίηση των ήδη υπαρχόντων ειδικών λογισμικών αυτόματης βελτίωσης και εξατομίκευσης των δόσεων γευματικής ινσουλίνης, θα βοηθήσουν ουσιαστικά στη δημιουργία ενός λειτουργικά ανεξάρτητου «τεχνητού παγκρέατος». Η αλματώδης εξέλιξη της τεχνολογίας αναμένεται να διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο, ώστε η προσδοκία των ανθρώπων με ΣΔ ότι η ζωή τους θα απαλλαχθεί οριστικά από τη συνεχή ανάγκη παρακολούθησης και ρύθμισης του σακχάρου, να γίνει σύντομα πραγματικότητα.
Βιβλιογραφία
1. Dovc K, Battelino T. Evolution of diabetes technology. Endocrinol Metab Clin North Am 2020, 49:1-18.
2. Pease A, Lo C, Earnest A, Kiriakova V, Liew D, Zoungas S. The efficacy of technology in type 1 diabetes: A systematic review, network meta-analysis, and narrative synthesis. Diabetes Technol Ther 2020, 22:411-421.
3. Eleftheriadou I, Didangelos T, Pappas AC, Anastasiou E, Vasilopoulos C, Zoupas et al. Improvement of metabolic control after 3-month use of real-time continuous glucose monitoring in patients with type 1 diabetes: A multicenter study in Greece. Hormones (Athens) 2019, 18:443-450.
4. Thomakos P, Mitrakou A, Kepaptsoglou O, Taraoune I, Barreto C, Zoupas CS. The predictive low glucose management system in prevention of clinically significant hypoglycemia in type I diabetes. A preliminary study identifying the most common events leading up to hypoglycemia during insulin pump therapy.
5. Zaharieva DP, Messer LH, Paldus B, O’Neal DN, Maahs DM, Riddell MC. Glucose control during physical activity and exercise using closed loop technology in adults and adolescents with type 1 diabetes. Can J Diabetes 2020, 44:740-749.
6. Rodbard HW, Rodbard D. Biosynthetic human insulin and insulin analogs. Am J Ther 2020, 27:e42-e51.
7. Kesavadev J, Saboo B, Krishna MB, Krishnan G. Evolution of insulin delivery devices: From syringes, pens, and pumps to DIY artificial pancreas. Diabetes Ther 2020, 11:1251-1269. 8.
Fuchs J, Hovorka R. Closed-loop control in insulin pumps for type-1 diabetes mellitus: Safety and efficacy. Expert Rev Med Devices 2020, 17:707-720
9. Ranjan AG, Schmidt S, Nørgaard K. Glucagon for hypoglycaemia treatment in type 1 diabetes. Diabetes Metab Res Rev 2020, e3409.
10. Tyler NS, Jacobs PG. Artificial intelligence in decision support systems for type 1 diabetes. Sensor (Basel) 2020, 20:3214.

