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2月份北京电影学院招生考试中对整容考生说“不”,这提醒人们—— “自然美才是真的美”。确实如此,就拿人体来说,自身各组织器官独特的生理功能,以及各组织之间的相互联系、影响,维持整体的和谐统一,是任何人造的事物难以比拟的。
这个道理同样体现在糖尿病患者(尤其是1型患儿父母)寄予厚望的胰岛素泵上。很多人希望,昂贵的胰岛素泵能够像正常人体一样自动感知到血糖水平。当感知到血糖异常时,能够自动调节胰岛素的输出剂量,使血糖在高出正常水平时可以降下来,在低于正常水平时又可以升上去。从此一劳永逸、高枕无忧——也就是人们孜孜以求的、理想中的“人工胰腺”。
然而,目前来看,虽然各大企业及众多科研工作者为此付出无数努力,但现有的胰岛素泵尚不能完全担此大任。即便是目前比较先进的“双C”技术(将动态血糖监测系统与动态胰岛素持续注射系统联合运用),也难以真正模拟正常人体的双向闭环系统。“人工胰腺”还有很长的一段路要走。
下面我们就来了解一下,正常机体内的双向闭环系统到底是怎么回事,胰岛素泵与之相比,尚有哪些需改进之处。这也是未来“人工胰腺”的发展方向。
人体内的双向闭环系统——可升糖可降糖
正常情况下,人体的血糖水平稳定在一个相对狭小的范围。这得益于:体内血糖升高时,大脑的神经系统会感知,并向内分泌系统发出调整胰岛素分泌(包括分泌量和分泌速度)的指令; 内分泌系统就会使体内血糖降低到正常水平;当血糖一旦低于正常水平,神经系统又会在感知后发出减少或停止胰岛素分泌的指令,甚至会发出启动胰高血糖素等升糖激素分泌的指令。内分泌系统就会升高血糖到正常水平。
可见,人体的神经系统和内分泌系统相配合,对血糖发挥着精密的调节作用。这是一个自动感知并自动协调,从升糖和降糖两个方向稳定血糖的双向闭环系统。
正是这种由感知到自动调节的“无缝”衔接及可升糖、可降糖的完美配合,形成了双向闭环系统,保证了正常人体内的血糖稳定。这也正是现有条件下的胰岛素泵难以企及之处。
现有胰岛素泵的缺陷一——不能感知血糖变化
由于技术所限,现有胰岛素泵的缺点首先表现在不能“感知”到患者体内血糖水平的变化。即不能像人体自身的系统那样,由神经系统感知到血糖变化,发出指令,内分泌系统执行后,分泌合适量的胰岛素来调控血糖。
所以,用胰岛素泵时,基础胰岛素和餐时胰岛素的输注剂量必须依赖人工测定血糖水平,再通过计算获得。以后也要再根据情况,多次测定血糖,才能够实现对胰岛素输注剂量的调节。
动态血糖监测系统的出现——“感知”方面大改进
为了像人体神经系统那样,能够时刻“感知”到体内血糖的变化,近年来,科研工作者进行了不懈努力。目前已发明了持续的动态血糖监测系统。和传统指尖采血测血糖不同,这种新的系统是在皮下埋一个血糖监测探头,每隔一定时间会自动测一次血糖(可以做到类似人的神经系统那样,时刻捕捉体内血糖的变化)。通过连接电脑,就可以把一天的血糖波动记录下来。这种动态监测血糖的方法目前已经在临床上开展应用。
那么,能不能把胰岛素泵和动态监测血糖系统合二为一呢?就像生理上的胰岛素调控模式,感知到血糖变化后,该分泌多少胰岛素就分泌多少,完全自动化。
近期,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了一种新的系统(类似我们前面提到的动态双C),在同一人身上同时应用持续输注胰岛素和持续监测血糖。此系统在监测出血糖太高或太低后,会发出警告信号。只要在电脑的USB插口上插入一个像U盘大小的信号接收器,就会以无线方式把数据上传到电脑中,借助软件分析,佩戴者就可以了解自身血糖控制情况,为调整胰岛素剂量提供参考。
由于在“感知”血糖变化方面大有改进,也有人认为新的动态双C系统已经接近“人工胰腺”。
现有胰岛素泵的缺陷二——不能自动进行胰岛素的输注
虽然动态双C系统的出现,给我们带来了很多惊喜。但是,显然这并非一个闭环、全自动的人工胰腺装置。因为当“感知”到血糖变化,计算系统确定了胰岛素的需要量后,并不能像真正的人体系统那样实现胰岛素的自动输注,而是还需要人工操作。
理想的闭环式人工胰腺是在动态监测血糖系统显示即时血糖后,由胰岛素泵自动输注来自计算系统确定的胰岛素剂量的。
现有胰岛素泵的缺陷三——只能降糖不能升糖
另外一个重大缺陷是,现有技术条件下的胰岛素泵(哪怕是上述那种新的系统)还不能发挥可升可降的“双向”调节血糖作用。只能在发生高血糖时降低血糖,而不能在发生低血糖时自动升高血糖。实现的还只是单向闭环式系统,与人体自身调节血糖可升可降的双向闭环系统存在一定差距。
目前的单向闭环式胰岛素泵已经是一大进步。什么时候能够真正克服技术障碍,实现双向调节血糖系统,并且基本上完全脱离人工控制,才是真正的双向闭环式系统——“人工胰腺”。
开环式胰岛素泵仍是主流
目前临床上广泛应用的胰岛素泵都还只是开环式系统,需要人工分别测定餐前、餐后血糖水平,再计算出基础胰岛素及餐前大剂量胰岛素的量,并把数据人工输入给胰岛素泵。胰岛素泵根据为不同佩戴者所设定的程序,24小时持续地输注胰岛素。
虽然现在的开环式胰岛素泵离理想的双向闭环式胰岛素泵还有相当距离,但是,它仍是目前最准确、最简捷、最人性化的胰岛素输注系统,也是胰岛素强化治疗的主要手段之一。与每日多次胰岛素注射相比,胰岛素泵能够更好地控制血糖,并显著减少低血糖事件。患者可以更灵活地选择进餐时间,对那些由于工作时间不固定,不能定时服药、进餐的患者来说,其优越性更为突出。
总的来说,真正的双向闭环式系统——“人工胰腺”仍是一个美丽的梦。让我们一起期待梦想实现的那天。
(编辑/吉梅)
这个道理同样体现在糖尿病患者(尤其是1型患儿父母)寄予厚望的胰岛素泵上。很多人希望,昂贵的胰岛素泵能够像正常人体一样自动感知到血糖水平。当感知到血糖异常时,能够自动调节胰岛素的输出剂量,使血糖在高出正常水平时可以降下来,在低于正常水平时又可以升上去。从此一劳永逸、高枕无忧——也就是人们孜孜以求的、理想中的“人工胰腺”。
然而,目前来看,虽然各大企业及众多科研工作者为此付出无数努力,但现有的胰岛素泵尚不能完全担此大任。即便是目前比较先进的“双C”技术(将动态血糖监测系统与动态胰岛素持续注射系统联合运用),也难以真正模拟正常人体的双向闭环系统。“人工胰腺”还有很长的一段路要走。
下面我们就来了解一下,正常机体内的双向闭环系统到底是怎么回事,胰岛素泵与之相比,尚有哪些需改进之处。这也是未来“人工胰腺”的发展方向。
人体内的双向闭环系统——可升糖可降糖
正常情况下,人体的血糖水平稳定在一个相对狭小的范围。这得益于:体内血糖升高时,大脑的神经系统会感知,并向内分泌系统发出调整胰岛素分泌(包括分泌量和分泌速度)的指令; 内分泌系统就会使体内血糖降低到正常水平;当血糖一旦低于正常水平,神经系统又会在感知后发出减少或停止胰岛素分泌的指令,甚至会发出启动胰高血糖素等升糖激素分泌的指令。内分泌系统就会升高血糖到正常水平。
可见,人体的神经系统和内分泌系统相配合,对血糖发挥着精密的调节作用。这是一个自动感知并自动协调,从升糖和降糖两个方向稳定血糖的双向闭环系统。
正是这种由感知到自动调节的“无缝”衔接及可升糖、可降糖的完美配合,形成了双向闭环系统,保证了正常人体内的血糖稳定。这也正是现有条件下的胰岛素泵难以企及之处。
现有胰岛素泵的缺陷一——不能感知血糖变化
由于技术所限,现有胰岛素泵的缺点首先表现在不能“感知”到患者体内血糖水平的变化。即不能像人体自身的系统那样,由神经系统感知到血糖变化,发出指令,内分泌系统执行后,分泌合适量的胰岛素来调控血糖。
所以,用胰岛素泵时,基础胰岛素和餐时胰岛素的输注剂量必须依赖人工测定血糖水平,再通过计算获得。以后也要再根据情况,多次测定血糖,才能够实现对胰岛素输注剂量的调节。
动态血糖监测系统的出现——“感知”方面大改进
为了像人体神经系统那样,能够时刻“感知”到体内血糖的变化,近年来,科研工作者进行了不懈努力。目前已发明了持续的动态血糖监测系统。和传统指尖采血测血糖不同,这种新的系统是在皮下埋一个血糖监测探头,每隔一定时间会自动测一次血糖(可以做到类似人的神经系统那样,时刻捕捉体内血糖的变化)。通过连接电脑,就可以把一天的血糖波动记录下来。这种动态监测血糖的方法目前已经在临床上开展应用。
那么,能不能把胰岛素泵和动态监测血糖系统合二为一呢?就像生理上的胰岛素调控模式,感知到血糖变化后,该分泌多少胰岛素就分泌多少,完全自动化。
近期,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了一种新的系统(类似我们前面提到的动态双C),在同一人身上同时应用持续输注胰岛素和持续监测血糖。此系统在监测出血糖太高或太低后,会发出警告信号。只要在电脑的USB插口上插入一个像U盘大小的信号接收器,就会以无线方式把数据上传到电脑中,借助软件分析,佩戴者就可以了解自身血糖控制情况,为调整胰岛素剂量提供参考。
由于在“感知”血糖变化方面大有改进,也有人认为新的动态双C系统已经接近“人工胰腺”。
现有胰岛素泵的缺陷二——不能自动进行胰岛素的输注
虽然动态双C系统的出现,给我们带来了很多惊喜。但是,显然这并非一个闭环、全自动的人工胰腺装置。因为当“感知”到血糖变化,计算系统确定了胰岛素的需要量后,并不能像真正的人体系统那样实现胰岛素的自动输注,而是还需要人工操作。
理想的闭环式人工胰腺是在动态监测血糖系统显示即时血糖后,由胰岛素泵自动输注来自计算系统确定的胰岛素剂量的。
现有胰岛素泵的缺陷三——只能降糖不能升糖
另外一个重大缺陷是,现有技术条件下的胰岛素泵(哪怕是上述那种新的系统)还不能发挥可升可降的“双向”调节血糖作用。只能在发生高血糖时降低血糖,而不能在发生低血糖时自动升高血糖。实现的还只是单向闭环式系统,与人体自身调节血糖可升可降的双向闭环系统存在一定差距。
目前的单向闭环式胰岛素泵已经是一大进步。什么时候能够真正克服技术障碍,实现双向调节血糖系统,并且基本上完全脱离人工控制,才是真正的双向闭环式系统——“人工胰腺”。
开环式胰岛素泵仍是主流
目前临床上广泛应用的胰岛素泵都还只是开环式系统,需要人工分别测定餐前、餐后血糖水平,再计算出基础胰岛素及餐前大剂量胰岛素的量,并把数据人工输入给胰岛素泵。胰岛素泵根据为不同佩戴者所设定的程序,24小时持续地输注胰岛素。
虽然现在的开环式胰岛素泵离理想的双向闭环式胰岛素泵还有相当距离,但是,它仍是目前最准确、最简捷、最人性化的胰岛素输注系统,也是胰岛素强化治疗的主要手段之一。与每日多次胰岛素注射相比,胰岛素泵能够更好地控制血糖,并显著减少低血糖事件。患者可以更灵活地选择进餐时间,对那些由于工作时间不固定,不能定时服药、进餐的患者来说,其优越性更为突出。
总的来说,真正的双向闭环式系统——“人工胰腺”仍是一个美丽的梦。让我们一起期待梦想实现的那天。
(编辑/吉梅)