Il pancreas sulla cintura

Dott. Andrea Bannert è in dal 2013. Il dottore in biologia e editore di medicina ha inizialmente svolto ricerche in microbiologia ed è l'esperto del team sulle piccole cose: batteri, virus, molecole e geni. Lavora anche come freelance per Bayerischer Rundfunk e varie riviste scientifiche e scrive romanzi fantasy e storie per bambini.

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Misurare il livello di zucchero nel sangue più volte al giorno. Calcola quanta insulina è necessaria. Iniettare la dose giusta - e non commettere errori: il diabete può essere un peso enorme. Negli Stati Uniti, questo lavoro deve ora essere assunto dal primo pancreas artificiale. Un pacchetto spensierato a tutto tondo per i diabetici di tipo 1?

Aden è un ragazzino di 11 anni perfettamente normale che ama giocare a frisbee con i suoi amici. Quasi del tutto normale, perché Aden ha due ghiandole pancreatiche. Il secondo, artificiale, non è nell'addome superiore sinistro, ma in una scatola nera che indossa alla cintura. Perché il ragazzo brillante con la faccia tonda e gli occhiali di Harry Potter ha il diabete di tipo 1. Ciò significa che il suo pancreas naturale non produce quasi insulina.

Aden sta partecipando a uno studio clinico in Colorado per testare sistemi di somministrazione artificiale di insulina. "A differenza delle pompe per insulina portatili, in circolazione dagli anni '80, il paziente non deve impostare la quantità di insulina che la pompa dovrebbe erogare nel corpo", spiega il prof. Thomas Danne, diabetologo presso la Hannover Medical School Interview con Perché la pompa determina continuamente la domanda stessa.

Sensore sul braccio

Per fare ciò, Aden indossa un piccolo sensore sulla parte superiore del braccio. Con l'aiuto di un minuscolo catetere che si trova sotto la pelle nel tessuto, il dispositivo determina il contenuto di zucchero nel sangue ogni cinque minuti dal fluido che circola tra le cellule. Il sensore trasmette il valore misurato al cellulare di Aden.

Lo smartphone è il centro di controllo del sistema, il cervello del pancreas artificiale, per così dire. Il suo software calcola quanta insulina deve iniettare la pompa sulla cintura per mantenere il livello di zucchero nel sangue di Aden il più costante possibile. I medici parlano del tasso basale, che copre il fabbisogno di insulina di base del corpo. Ad Aden, l'ormone entra nel corpo attraverso un tubo sottile e un catetere attaccato all'addome.

Glicemia nello stretto corridoio

L'obiettivo più importante del pancreas artificiale: un livello di zucchero nel sangue il più costante possibile. Perché ogni fluttuazione comporta dei rischi: se la concentrazione di zucchero nel sangue spesso aumenta troppo, danneggia i vasi sanguigni e i nervi. Danni irreparabili agli occhi o ai reni, malattie cardiovascolari, impotenza e amputazioni minacciano il paziente. I diabetici di tipo 1 hanno un rischio particolarmente elevato di complicanze. Perché la malattia prima incurabile si manifesta spesso nell'infanzia o nella giovane età adulta e accompagna il paziente per tutta la vita.

Ma anche bassi livelli di zucchero nel sangue sono pericolosi: in quella che è nota come ipoglicemia, l'apporto al cervello e alle cellule nervose crolla. A differenza di altre cellule del corpo, dipendono dal glucosio come fonte di energia. I segnali di pericolo di ipoglicemia sono vertigini, nausea, tremori e sudorazione. Se il paziente non assume zucchero il più rapidamente possibile, c'è il rischio di incoscienza, convulsioni o addirittura morte.

Il pancreas artificiale, come i medici chiamano il pancreas, potrebbe proteggere da tali conseguenze. Perché la misurazione costante e la regolazione automatica della dose di insulina aiuta il paziente a mantenere la concentrazione di zucchero nel sangue all'interno di un corridoio stretto.

I segnali acustici avvertono del pericolo

Negli Stati Uniti, il potenziale salvavita - un prodotto congiunto di ricercatori tedeschi, israeliani e sloveni - è sul mercato da settembre 2016. Uno studio di registrazione con 124 pazienti con un'età media di 38 anni aveva mostrato che con il sistema, il livello di zucchero nel sangue dei soggetti oscillava significativamente meno che senza l'ausilio. In totale, si sono verificate solo 28 complicanze in un periodo di tre mesi - nella maggior parte dei casi si trattava di ipoglicemia, che veniva notata rapidamente grazie alla funzione di allarme integrata. Lo smartphone inizia quindi a emettere un segnale acustico.

Aden conosce anche il tono di avvertimento: quando fa uno sforzo reale con il frisbee, il suo smartphone a volte lo segnala. Il suo livello di zucchero nel sangue potrebbe essere troppo basso, quindi si dice sul display. Aden deve fare una breve pausa, misurare lui stesso l'esatto livello di zucchero nel sangue e, se necessario, mangiare qualcosa.

"L'80% dei soggetti del test voleva continuare a utilizzare il dispositivo dopo lo studio di approvazione", afferma lo specialista del diabete Danne. L'accettazione è un chiaro indicatore che il sistema rende la terapia più facile per i pazienti. Anche Aden è entusiasta: “Di solito ci mettevo circa mezz'ora ogni giorno per misurare il mio livello di zucchero nel sangue e calcolare la quantità corretta di insulina. Ora posso giocare in tempo".

Pacchetto spensierato?

Il pancreas artificiale, un cosiddetto sistema ibrido a circuito chiuso, non è ancora un pacchetto spensierato a tutto tondo basato sul motto "mettilo su - accendilo - dimentica". La cattura è nel nome "Hybrid". Ciò significa che è solo parzialmente un organo artificiale funzionante in modo autonomo ("closed loop"). Ha sempre bisogno di un supporto esterno.

"Il paziente deve ancora dichiarare quando sta mangiando un pasto e quanti carboidrati sta consumando", dice Danne. Se è più del normale, la glicemia aumenta così rapidamente che la pompa non può rispondere abbastanza rapidamente. Il paziente deve quindi attivarlo manualmente per attivare una quantità aggiuntiva di insulina, un cosiddetto bolo.

Sistema di apprendimento

Al contrario, l'esercizio, ad esempio, può abbassare significativamente i livelli di zucchero nel sangue. Quindi la quantità di insulina nel corpo indicata dalla pompa potrebbe essere improvvisamente troppo alta. Proprio come con Aden, quando gioca a frisbee con i suoi amici. "L'ipoglicemia può verificarsi con il sistema a circuito chiuso", afferma Danne. La funzione di allarme consente quindi di reagire di conseguenza e di consumare rapidamente una piccola quantità di zucchero.

Inoltre, più a lungo il paziente lo indossa, meglio funziona l'organo artificiale. "Il dispositivo è autoapprendente e può adattare gradualmente la somministrazione di insulina allo stile di vita e alle abitudini alimentari del paziente", spiega Danne.

Modello successore intelligente

Ci vorrà del tempo prima che il pancreas artificiale sia disponibile in Germania. I primi test clinici con il sistema approvato in America inizieranno nel 2017. Tuttavia, Danne e il suo team stanno già lavorando su un successore del pancreas artificiale di Aden. Oltre alla velocità basale, dovrebbe rilasciare automaticamente insulina se necessario e consentire così un controllo della glicemia ancora più preciso.

Inoltre, potrebbero essere utilizzati altri sensori che misurano il battito cardiaco, ad esempio, per registrare quando il paziente fa sport. Quindi la dose di insulina erogata dal dispositivo si spegne automaticamente.

Rilevamento dei pasti tramite la fotocamera del cellulare

Il fatto che Aden debba ancora dire al suo pancreas quando prendere patatine fritte o una barretta di cioccolato - secondo Dane, non cambierà per il momento. Gli scienziati stanno lavorando anche per automatizzare il riconoscimento dei pasti. Forse a un certo punto sarà anche possibile che Aden debba solo scattare una foto del suo pasto con il suo cellulare, e il dispositivo calcolerà da solo quanti carboidrati ha mangiato.

Fonte: Bergenstal et al.: Sicurezza di un sistema di somministrazione di insulina a circuito chiuso ibrido in pazienti con diabete di tipo 1, JAMA. 2016; 316: 1407-1408. doi: 10.1001 / jama.2016.11708

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