【臨床検査】グルコース(GLU)について現役臨床検査技師が徹底解説します

みなさんこんにちは!

「Webサイトエンジニア」×「臨床検査技師」のハイブリットおじさんこと、ウエノです。

Webサイトエンジニアではありますが、現役で臨床検査技師を15年しています。

今回は検査でよく測定される「グルコース(GLU)」について徹底解説します。

このブログは一般の方が見ても、同業の臨床検査技師が見ても有益となるように、わかりやすくも専門的な知識を散りばめ「超勉強になった!」と感じてもらえることを目的に設計しています。

そしてみなさんがこのブログで得た知識を周りの方々に語り、ドヤ顔をしてもらえれば本望であり、ブログを書いている僕としてもこの上なく嬉しいです。

では、グルコースについて解説していきます。どうぞっ!

【グルコース(GLU)】とは

グルコースとはすなわち血糖値のことであり、よく糖尿病でHbA1cと同じく話題になる物質です。

血糖値と聞くと、イコール糖尿病を引き起こす物質としてあまりイメージは良くないと思いますが、生体内ではとても大切な働きをしています。

グルコースは生体内において重要な「エネルギー源」です。

食事などで得られた糖分は小腸粘膜から吸収されて肝臓に運ばれ、血液循環により全身をめぐるうちに各臓器細胞に取り込まれ「解糖系」という生体内反応を経て、クエン酸(クレブス)回路、そして電子伝達系へと引き継がれて莫大なエネルギーを生み出しす。

そのエネルギーというのは「ATP」と呼ばれるものであり、様々な細胞の働きや営みで消費されるエネルギーです。

このATPを一気に大量に生み出すグルコースがないと、エネルギー不足で生命を維持できません

とはいえ、そんな生体にとって重要なグルコースですが、逆にありすぎると不具合を起こします。

それがみなさんもご存知の糖尿病ですね。

グルコースが多すぎて高血糖状態が続くと、過剰のグルコースは血管を作っている細胞の蛋白と結合して細胞本来の機能を失わせてしまいます

このために目や腎臓や神経の微細な血管が障害されてしまい、糖尿病性の網膜症、腎症、神経症を起こし、重篤な場合は目を失明したり、腎不全で透析をしなければならなくなったり、歩行が困難になったりもします。

また、動脈硬化により心筋梗塞を起こしやすくなります。

莫大なエネルギーを生み出す大切な物質でありながら、その制御が効かなくなると大暴れしてしまう諸刃の刃のような物質がグルコースです。

生活習慣や甘いものの取りすぎにはみなさんも注意しましょうね。

ところで、食事で余分に取りすぎたグルコースはすぐに血管の細胞に結合して悪さしてしまうのかというと、そうではありません。

余分なグルコースは必要時にエネルギーを供給する「エネルギー貯蔵物質」として生体内に保存されます。

エネルギー貯蔵物質には2種類あり、貯蔵される場所によってその形を変えて保存されます。

1つ目は「グリコーゲン」です。

食事でとりこまれたグルコースは小腸粘膜で吸収されて門脈に入り、その半分は肝臓に取り込まれそのまま肝臓で、そして筋肉中で「グリコーゲン」という物質として貯蔵されます。

肝臓はグルコースが供給される間はグリコーゲンを合成することによりその貯蔵を図りますが、供給されなくなったり、他臓器や細胞がグルコースを必要とするときには、グリコーゲンを分解し「糖新生」と呼ばれる生体内反応をもってグルコースを生成し血中へ放出します。

一方、筋肉中のグリコーゲンは肝臓のようにグルコースが足りない臓器や細胞に使うのではなく、そのまま筋運動用として保存され必要があれば使用されます。

2つ目は「トリグリセリド」です。

食事で摂取されたグルコースは肝臓でグリコーゲンに合成される一方で、トリグリセリドにも合成されます。

また脂肪組織(みなさんもご存知の皮下や内臓周りにあるプニプニしたものを医学っぽく呼んだもの。主として女子の天敵)でもトリグリセリドに合成されます。

トリグリセリドは中性脂肪とも呼ばれ生活習慣病の主犯格としてとてもイメージの悪い物質ですが、それも真実ではありますが別の顔も持っており、生体にとって重要な働きをしているすごい物質なのです。

じつはトリグリセリド、脂肪物質でありながらグリコーゲン以上のエネルギー貯蔵物質としての機能を持っているのです。

トリグリセリドはグリコーゲンの6倍ものエネルギーを貯蔵でき、しかもグリコーゲンは貯蔵量に制限があるにも関わらずトリグリセリドはまさかの無制限に貯蔵できます。

見直しましたよね、トリグリセリドのこと。

しかし、いくらトリグリセリドが高エネルギー貯蔵物質で無尽蔵に貯蔵できるとんでもない物質とはいえ、所詮脂肪ですので増えすぎると悪さするのは周知の事実です。

余談ですが人類の歴史として、まだ狩猟の時代は常に「飢え」との戦いであり、生体としてエネルギー保存がとにかく重要でした。

しかし皮肉なことか、現代において「飢え」との戦いは無縁のものとなり、逆に仇となっているのがこのトリグリセリドなような気がします。

トリグリセリドは原始人にとっては確保するのが大変で重要な物質であり、普段の生活をしているだけで消費される貴重なものでしたが、現代人においてはもはや増えやすいただの危険因子であり、減らすには多大な労力が必要という真逆な扱いになってしまいました。

これはヒトの身体が昔の生活に合わせたままアップデートされていない部分が残る事例の1つかもしれませんね。

話は戻って補足として、グリコーゲンとトリグリセリドについて、この2種類のエネルギー貯蔵物質の使われかたについても解説しておきますね。

グルコースの供給が絶たれると、まずはグリコーゲンから使用されエネルギーに転化され、それが尽きるとトリグリセリドが消費されます。

しかし、トリグリセリドからエネルギーを取り出すには大量の酸素が必要になります。

ですので「脂肪を燃焼するには30分以上の有酸素運動をしましょう」というキャンペーンがされているわけです。

臨床検査技師向けにもっと深堀りしておくと、グリコーゲンが尽きるとトリグリセリドがリパーゼによって脂肪酸とグリセロールに分解されます。

特に脂肪酸に莫大なエネルギーが秘められており、この脂肪酸を分解してエネルギーを取り出すのに大量の酸素が必要となるのです。

ちなみにその得られたエネルギーの使い道についてですが、脳の活動に半分、そして残りの半分のほとんどを筋肉と赤血球に使用されます。

【グルコース(GLU)】の基準範囲

グルコースの基準範囲は70 mg/dL ~ 109 mg/dLです。

グルコースには性差はありませんので、男女共通の基準範囲となります。

※基準範囲は施設や文献によって多少前後します。これはそれぞれの機関がそれぞれの条件で、それぞれの母集団から得られたデータから導き出したものを使用しているためであり、多少バラつきがあります。

【グルコース(GLU)】の臨床的意義

なぜグルコースを検査するのでしょうか。

それはグルコース(血糖)値のコントロール状態を見るためです。

ざっくり言うと、低ければ転倒や意識消失のリスクを考え、高ければ糖尿病を考えます。

グルコースが低いと「低血糖」状態となり、単純にエネルギー不足で意識消失します。

脳はエネルギーをたくさん使用する器官ですので、低血糖状態では脳にエネルギーが十分に行かなくなり意識を保てず倒れてしまいます。

そのような危険を暗示する検査項目には、ほとんどの病院では「パニック値」または「異常値」というものを設定しており、「生命の危機に差し迫る検査値を発見したらただちに担当医に報告する」という決まりを設けています。

その中でグルコースは必ず設定されている検査項目であり、グルコースが低くても高くても危険な状態ですので、特に注意すべき項目として知られています。

パニック値としては低い方は「50mg/dL以下」、高い方は「500mg/dL以上」あたりで設定している施設が多いのではないでしょうか。

特に低血糖状態は転倒リスクが非常に高く、病院に来たにも関わらず低血糖で転倒して頭を打ってER(救急救命室)に運ばれました、なんてことも実際によくある話です。

ですので低血糖にはよく注意しましょう。

次はグルコースが高いときの話です。

高血糖状態では、意識障害や「糖尿病性昏睡(糖尿病性ケトアシドーシス、非ケトン性高浸透圧性昏睡とも呼ばれその総称的な呼び名)」という危険な状態になることがあります。

糖尿病性昏睡では昏睡状態になるだけでも大変なことですが、「脳梗塞」や「心筋梗塞」のような生命に直結するような重篤な合併症を引き起こすリスクも飛躍的に上昇しますので、検査データや患者さんの容態確認には特に注意が必要です。

中でも「糖尿病性ケトアシドーシス」は生命の危機としてとても重要ですので、もう少し深堀りしておきます。

糖尿病性ケトアシドーシスでは「高カリウム血症」を併発することも多く、血中のカリウムが7.0mmol/Lを超えることもあります。

生体において適度なカリウム濃度は必要ですが高濃度のカリウムは「神経毒」となり、心臓の動きを悪くしてしまい重篤な不整脈、心筋梗塞、果ては心停止を引き起こします。

ですので、高血糖状態でさらに電解質(ナトリウム、カリウム、クロールの総称)の中でもカリウムが異常に高い場合、糖尿病性ケトアシドーシスの可能性が高まりますのでこちらもよく注意が必要です。

このようにグルコースのデータは低くても高くてもとても危険な状態にありますので、見逃さずにしっかりと確認するようにしましょう。

【グルコース(GLU)】が高値を示す状態・疾患

グルコースが高値を示す疾患で代表的なものは、みんさんもご存知の「糖尿病」です。

糖尿病では「インスリン」と呼ばれるホルモンが密接に関係しており、このインスリンが不足していたり、内臓脂肪からインスリンを効きづらくする物質が分泌され抵抗性を示したりしていると、本来ならば血中のグルコースは一定の濃度範囲でコントロールされるものですが、高濃度のまま野放しになってしまい糖尿病と診断されます。

ところでインスリンは身体の中で何をしているのかという話です。

食事などで取り込まれた糖分が小腸粘膜から肝臓に運ばれ、グルコースとして血液に乗って全身に供給されエネルギーとして使用されますが、余分な、あるいは過剰なグルコースは放っておくと何かと体の中で悪さをしてしまいますので、尿中に混ぜて体外に排出します。

しかし、生体を維持していくうえで必要なエネルギーをそう安々と体外に捨ててしまうのはやはりもったいないので、身体は何らかの形で貯蔵しようとします。

そこで活躍するのが「インスリン」です。

膵臓のランゲルハンス島のβ細胞というところから分泌されたインスリンは、血中に存在する余分な、あるいは過剰なグルコースを「グリコーゲン」に合成するように促し、主に肝臓や筋肉中で貯蔵するように働きかけますので、その結果血中のグルコースは一定の濃度範囲でコントロールされています。

しかもこのような作用を示す物質はインスリン以外にはありません。

ですのでこのインスリンが正常に動作しないと、食事などで摂取された血中のグルコースは高いままでそのまま残存しますので、身体は何かと不具合を起こしたり異常な反応を起こします。

よくいわれるのが口渇、多飲、多尿、体重減少の4つです。

血中のグルコースが高濃度になると血液がその分濃くなりますので、身体は濃くなった分を薄めようとします。

すると喉の渇きを感じさせ、水分を摂取したくなるように働きかけます。

水分を摂取すると濃度は薄まりますが、今度は増えた分の水分を尿として排出するようになります。

過剰なグルコースも尿中に排出しますので血中のグルコースは低下しますが、グリコーゲンとして貯蔵していないのですぐにエネルギー不足になり空腹状態となります。

エネルギーが全身に行き渡らないため、体重も減少し、易疲労状態も続くようになります。

このサイクルを繰り返しているうちに血中では「活性酸素」という物質が大量に産生され、普段は免疫機能を高めてウイルスや細菌感染を防いでくれる活性酸素が、過剰になると血管や正常な細胞を攻撃しはじめ、動脈硬化を促進させて心筋梗塞や脳梗塞のリスクを上昇させます。

また、尿を排出しすぎて脱水にもなり、そして喉が渇くためまた水分補給をする、というように悪循環が永続的に続きます。

その結果、目の網膜症や神経障害を起こし、失明や足を切り落とすような悲惨な状況を招きます。

臨床的意義でもお話しました「糖尿病性昏睡」を引き起こすこともありますので、さらなる注意が必要です。

グルコースが血中で高濃度になっていても症状にあまり出ないのでわかりにくいのが特徴ですが、グルコースが血中に400mg/dLあたりになると、口渇、多飲、多尿、体重減少の4つを感じやすくなります。

何か異変を感じたらすぐに検査をしましょう。

【グルコース(GLU)】が低値を示す状態・疾患

血中のグルコースが異常に低い「低血糖状態」になりますと、エネルギー不足で様々な症状が出ます。

  • 軽症度(グルコース:60mg/dL以下)

    異常な空腹感、冷や汗、動機、ふるえ、身体がだるい。

  • 中等度(グルコース:45mg/dL以下)

    めまい、集中力の低下、脱力感、物がぼやけて見える、記憶があいまいになる。

  • 重症度(グルコース:30mg/dL以下)

    意識がもうろうとする、意識消失、痙攣。

疾患由来のものとしては「インスリノーマ(膵島腺腫)」というものがあります。

これはインスリンを分泌する細胞にできる腫瘍であり、インスリンを大量に分泌するために血糖値が下がり過ぎてしまい、持続的に低血糖状態になってしまう疾患です。

低血糖が心配な方は常に飴などのすぐに糖分を補給できる物を持参しておくと、もしもの時に役立ちます。

もし、突然目の前で人が倒れて呼吸に乱れがない場合は低血糖状態の可能性があるため、ポケットを探ってみて飴が入っていたら口に入れてあげると良い、というのはよく知られた話です。

【グルコース(GLU)】の生理的変動

当然のことですが、食事の後では高くなります。

人や食事量、食事内容にもよりますが、だいたい20mg/dLくらい上昇します。

ちなみに空腹時血糖というのは食後2時間以上のことをいい、健常者であれば血糖値は食後2時間で空腹時と同じくらいに戻るためです。

しかしトリグリセリドは10時間以上かかりますので、通院や健康診断で事前に採血があるとわかっている場合は、朝ご飯を抜いた方がより正確な検査データとなります。

水や糖分を含まないお茶は摂取しても問題ありませんので、喉が渇いた場合は遠慮なく飲みましょうね。

【グルコース(GLU)】の検査について ※臨床検査技師向け

グルコースについてはこれまでの解説で一通り済みましたので、次からはグルコースの検査について臨床検査技師向けに専門的な知識や検査に影響を及ぼす要因について解説していきます。

一般の方でも知見を広げる意味で、ご興味があればどうぞ!

グルコースの主な測定法は「酵素法」です。

酵素法といえど、HK-G6PDH(ヘキソキナーゼ・グルコース6リン酸脱水素酵素)法やGOD-POD(グルコースオキシダーゼ・ペルオキシダーゼ)法などの使用する基質の違いで様々ありますが、今回は標準法として確立し国際的にも広く普及しているHK-G6PDH法をご紹介します。

ATP(アデノシン-5'-三リン酸)の存在下、試料中のグルコースはヘキソキナーゼの触媒作用により、G6P(グルコース-6-リン酸)とADP(アデノシン-5'-二リン酸)になります。

G6PはNADP共存下、G6PDH(グルコース-6-リン酸脱水素酵素)により6-ホスホグルコン酸になり、同時にNADPからNADPHに還元されます。

HK-G6PDH(ヘキソキナーゼ・グルコース6リン酸脱水素酵素法)法

このときのNADP→NADPHの変化量を吸光度340nmで測定しグルコースの濃度を求めます。

溶血、乳び、黄疸による色の影響、測定に干渉する物質等は特にありません。

ただし採血管には気を配る必要があり、生化学菅では採血と同時にどんどんグルコース値が低下していきます。

これは細胞が代謝しますので、その際にグルコースが消費されていくからです。

ですので正確なグルコース値を測定したい場合や、外部に検体測定を委託している場合はグルコース代謝を阻害する「フッ化ナトリウム管」、俗に「血糖管」と呼ばれる採血管で採血しましょう。

フッ化ナトリウム入りの採血管では、フッ化ナトリウムが解糖系のエノラーゼを阻害しますのでグルコースが代謝されずに済みます。

よってグルコースの低下を最小限に抑えることができます。

余談ですが、フッ化ナトリウム管でのグルコース以外の測定は絶対にしないようにしましょう。

フッ化ナトリウムは様々な検査項目に影響を与える物質ですので、検査データがめちゃくちゃになります。

特にコリンエステラーゼに対しては、麻酔薬のジブカインと同じようにコンリンエステラーゼを阻害するため、測定値が1ケタになってしまいます。

また、凝血させないために抗凝固剤のEDTA-2Naも添加されていますので、金属がキレートされて低値となります。

【グルコース(GLU)】のまとめ ※さくっとまとめて見れる一覧表付き

ここまでグルコースについて1つ1つ網羅的に解説してきましたので、あとはみなさんがご自身のメモリ(脳)にインプットするだけです。

インプットしたら今度はアウトプットしましょう。

周りの方々に最高のドヤ顔で語っていただき、知識をばら撒くと同時にご自身の理解度確認も行ってみてください。

忘れている、理解できていなかったところがあればまたこのブログに戻ってきて、もう一度熟読してみてください。

足りないことがあれば、ぜひお気軽に僕にご連絡ください。

Twitterからでもお問い合わせからでも何でも良いです。

答えをお返しすると同時に必要であればブログに追記しますので、次に閲覧される方々にさらなる情報をばら撒くことができるようになります。

ぜひともご協力いただければ嬉しいです!

また、さくっと確認したいときにまとめて見れる一覧表を下に作成しました。

ぜひご活用ください。

【グルコース(GLU)】まとめ
グルコースとは 生体内において重要な「エネルギー源」であり「血糖」とも呼ばれる
役割 生命活動のためのエネルギーを補給
臨床的意義 血糖値のコントロール状態を見る
基準範囲 70mg/dL ~ 109mg/dL
測定法 酵素法(HK-G6PDH法が一般的)
高値を示す状態・疾患 糖尿病。口渇、多飲、多尿、体重減少が代表的
低値を示す状態・疾患 めまい、集中力の低下、脱力感、意識消失、痙攣、インスリノーマなど
生理的変動 食事で高値
干渉物質 特になし。採血管に注意

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このブログがみなさまのお役に立てれば幸いです。

最後まで、ご閲覧いただきありがとうございました。

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