糖代谢紊乱

第六章糖代谢紊乱DisorderofCarbohydratesMetabolism第一节概述一、糖的重要生理功能1.氧化供能2.人体的主要组成成分之一糖蛋白、糖脂、蛋白多糖、核糖；转化成脂肪和某些非必需氨基酸等二、血糖（bloodsugar,bloodglucose）的来源与去路正常人空腹血糖浓度4.4~6.7mmol/L来源与去路：来源去路食物糖类______血糖____能量,CO2,H2O肝糖原__________糖原非糖物质__________非糖物质____其它糖及衍生物↓8.9mmol/L尿糖三、血糖浓度的调节1.神经系统的调节主要通过下丘脑和自主神经系统对所控制激素的分泌，后者再通过影响血糖来源与去路中关键酶的活性来实现。2.激素的调节分为两大类：降血糖激素和升血糖激素1)胰岛素胰岛素的来源与性质胰岛素的主要作用：a.促进肌肉、脂肪细胞摄取血糖。b.促进肝糖原合成。c.促进糖氧化分解。d.促进糖转化成脂肪。E.抑制糖异生。胰岛素发挥作用必须通过胰岛素受体（insulinreceptor）才能实现。2)胰高血糖素胰高血糖素的来源与性质胰高血糖素的主要作用：a.促进肝糖原分解，补充血糖。b.促进糖异生。3)其它升血糖激素包括肾上腺髓质激素、糖皮质激素、生长激素等。在调节血糖的激素作用中，最重要的是胰岛素和胰高血糖素。3.肝脏的调节肝脏内糖代谢途径多，其中有的为其特有。它是调节血糖的主要器宫。第二节高血糖症与糖尿病高血糖症(hyperglycemia)：空腹血糖7.2mmol/L；若血糖肾糖阈值9.0mmol/L,则出现尿糖。糖尿病（DiabetesMellitus,DM）：一种以糖代谢紊乱为主要表现的慢性、复杂的代谢性疾病，系胰岛素相对或绝对不足或利用缺陷引起，具遗传易感性。一、糖尿病的分型1.胰岛素依赖性糖尿病（insulindependentdiabetesmellitus，IDDM,I型）特点：青春期好发，对胰岛素敏感，与遗传相关，患者对胰岛素补给具有依赖性。2.非胰岛素依赖性糖尿病(noninsulindependentdiabetesmellitus，NIDDM，Ⅱ型)特点：常见于中年肥胖个体，血中胰岛素水平无明显下降，靶细胞膜胰岛素受体减少或缺陷­—胰岛素抗性，对胰岛素治疗不敏感。3.其它型糖尿病由其它已知原因疾病引起的胰岛素分泌受损或不能正常发挥作用而致的高血糖症。各型糖尿病代谢异常的共同特征是胰岛素缺乏样表现，NIDDM约占总病例数的80%-90%。二、糖尿病的主要代谢紊乱主要表现在四个方面：①糖代谢紊乱②脂类代谢紊乱③体重减轻和生长迟缓④微血管病变、神经病变和白内障等并发症(一)糖代谢紊乱胰岛素的缺乏和利用障碍导致：1.葡萄糖透入细胞膜障碍2.葡萄糖生成增加3.葡萄糖利用率下降另一方面，糖尿病患者胰岛α细胞功能往往亢进，胰高血糖素分泌增多，引起:1.糖原分解增强2.抑制肝糖原合成3.促进糖异生。(二)脂类代谢紊乱1.胰岛素缺乏胰岛素缺乏时：1)乙酰CoA、LPL等生成及活性下降。2)脂解激素增多，脂肪分解加强。3)血浆脂质增多，形成高TG、高Ch、高FA的高脂血症。2.胰高血糖素增多胰高血糖素增多，刺激肝内外的脂肪分解，促进生酮作用。(三)体重减轻和生长迟缓胰岛素具有促进蛋白质合成，促进肌肉摄取支链氨基酸并抑制肌细胞内氨基酸氧化的作用。胰高血糖素则促进肝细胞摄取氨基酸，活化肝细胞内转氨酶，促进蛋白质分解。两者比值下降则使体内蛋白质合成下降，分解增强。(四)微血管、神经病变和白内障的发生生长素介质促进粘多糖合成。多种蛋白质糖基化作用增强。脑细胞内葡萄糖增多致山梨醇、果糖增多，使脑细胞内高渗及导致糖尿病性周围神经炎。山梨醇、果糖增多致晶状体内渗透压上升，肿胀，致白内障。综上所述，糖尿病的生化机理是由于胰岛素的缺乏及胰高血糖素的增多，导致糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱。病人可出现“三多一少”的典型症状（尤其是Ⅰ型时）。三、糖尿病的生物化学检测(一)血糖的测定标本：血浆参考值范围：3.9-6.7mmol/L空腹8mmol/L可确诊；6mmol/L排除，若在6.0-7.0mmol/L之间，应复查进餐后1h：血糖↑↑，胰岛素水平低，可确诊进餐后2h:血糖7mmol/L，应怀疑随机血糖11mmol/L，可确诊测定方法：化学法和酶法。已糖激酶法为参考方法，目前国内推荐方法为GOD-POD法。血糖测定方法按原理可分为三类：无机化学法、有机化学法、酶法。1.无机化学法：是利用葡萄糖醛基的还原性来进行测定的方法。所用试剂均为无机化学试剂如：Folin-吴宪法、铁氰化钾法等。原理：是葡萄糖在碱性试剂中与铜离子加热，可使铜离子还原成亚铜离子，再与显色剂作用呈色，再求其含量。缺点：特异性差。现已淘汰2.有机化学法：利用糖的醛基与有机试剂反应来测糖。如:邻甲苯胺法等。原理：在热的醋酸溶液中，葡萄糖的醛基与邻甲苯胺的氨基缩和脱水生成蓝绿色的复合物，颜色的深浅在一定范围内与血糖的浓度成正比。优点：特异性较高，反应快，费用低廉缺点：干扰物较多2.葡萄糖氧化酶法（GOD-POD法）•原理：•G＋O2＋H2O葡萄糖酸＋H2O2•4-氨基安替比林＋酚＋H2O2醌亚胺＋H2O•Trinder反应：•酚和4－氨基安替比林与H2O2在过氧化物酶的催化下生成红色的醌亚胺的过程被称为Trinder反应。但易受还原性物质如尿酸、维生素C、胆红素、谷胱苷肽的竞争过氧化氢的作用，使结果偏低。优点：特异性较强。缺点：干扰物质较多。2.己糖激酶法（HK法）原理：G＋ATP6－磷酸葡萄糖＋ADP6－磷酸葡萄糖＋NADP6－磷酸葡萄糖酸＋NADH此时NAD转变成NADH时，在340nm处有一峰值变化（升高），它特异性高，是国际公认的参考方法。•GOD-POD法是全国临床检验中心目前推荐的常规方法。•酶法特异性高，准确性、灵敏度高，标本用量少，可用于自动生化分析。(二)尿糖的测定血糖8.9-9.9mmol/L(正常肾糖阈)，出现糖尿。尿糖测定用于对糖尿病的初判断、过筛程序。注意：肾性尿糖与糖尿病性尿糖的区别。(三)口服葡萄糖耐量试验(oralglucosetolerancetest，OGTT)目的：是一种葡萄糖负荷试验，用以了解机体对葡萄糖的调节能力，从而帮助对可疑糖尿病的确诊。程序：结果判断：依据葡萄糖耐量曲线1.正常糖耐量机体处理糖负荷的能力良好2.糖尿病性糖耐量3.糖耐量受损耐糖试验受许多因素影响，临床上需要具体分析。(四)糖化蛋白的测定成人红细胞中的血红蛋白主要是HbA，连接有己糖的HbA，称糖化血红蛋白(glycosylatedhemoglobin,GHb)。GHb是在红细胞生存期间，HbA1与血中己糖缓慢、连续的非酶促反应产物。GHb水平反映患者2-3个月（6-8周）前的平均血糖水平。它可作为糖尿病治疗的长期监控指标，尤其是I型。糖化血清白蛋白（GSA）则反映糖尿病患者约2周前的平均血糖水平，以了解糖尿病治疗的较近期效果。2)使用胰岛素等药物过多3)垂体前叶或肾上腺皮质功能4)肝损伤不能有效调节血糖5)血糖丢失危害性：脑组织主要以葡萄糖作为能源，对低血糖非常敏感，血糖过低可致脑组织能量不足而发生昏迷、休克。临床上可分为空腹型低血糖症和刺激性低血糖症两类。一、空腹型低血糖症成人空腹低血糖往往由于葡萄糖利用过多或生成不足。二、刺激性低血糖症空腹血糖并无明显降低，给予适当刺激（如进食）后诱发，表现为反应性低血糖。餐后低血糖症又可分为三型：1.功能性低血糖症（反应性低血糖症）2.II型糖尿病或糖耐量受损伴有的低血糖症3.营养性低血糖症第四节糖代谢的先天性异常一、糖原代谢先天性异常糖原贮积病(glycogenstoragediseases)：由于糖原生成和分解的酶系统先天性缺陷所引起的一组糖原合成或分解异常，使糖原在细胞中过多贮积或糖原分子异常的遗传性疾病。主要受累器官：肝，其次为心脏和肌肉。糖原贮积病可分为几型。以I型最常见，是肝、小肠粘膜和肾的葡萄糖-6-磷酸酶或6-磷酸葡萄糖变位酶缺乏所致。二、糖分解代谢途径的先天性异常（举例）(一)丙酮酸激酶(PK)缺乏病糖酵解途径中的PK缺乏，导致成熟红细胞缺乏ATP，进而发生溶血。(二)磷酸果糖代谢异常如：磷酸果糖激酶的遗传性缺陷使ATP大量分解产热三、其它糖代谢异常（举例）二、糖耐量试验（GTT）糖耐量试验是一种葡萄糖负荷试验，常用于了解机体对葡萄糖的调节和处理能力。按临床诊断的用途分类，可分为乳糖耐量试验和葡萄糖耐量试验。（一）葡萄糖耐量试验（GTT）正常人体内有一套完善的调节血糖浓度的机构，一次食入大量葡萄糖，血糖水平略有升高，不出现糖尿，2小时恢复正常，这叫耐糖现象。如果调节功能失常，食入大量糖吼血糖急剧升高，且持续一段时间不恢复正常，同时出现尿糖，这叫糖耐量降低。如果给予大量糖后，血糖升高不明显，或缓慢轻度升高，称糖耐量增加。口服或注射一定量的葡萄糖后，每间隔一定时间测定血糖水平，称糖耐量试验（glucosetolerancetestGTT），临床常用口服糖耐量试验（OGTT）适应症：①空腹血糖标准在临界值（6－7mmol/L）疑为糖尿病患者；②空腹或餐后血糖浓度正常，但有可能发展为糖尿病的人群；③以前糖耐量试验异常的危险人群；④妊娠性糖尿病的诊断；⑤临床上有肾病、神经病变和视网膜病变而又无法作出合理解释者；⑥作为流行病血研究的手段。WHO标准化的OGTT方法是：①试验前3日，每日食物中糖含量应不低于150g，且维持正常活动。影响试验的药物（表3-3）应在3日前停用。②试验前病人应10-16小时不进食。③坐位取血后5分钟内饮入250ml含75g无水葡萄糖的糖水，以后每隔30分钟取血1次，共4次，历时2小时。④整个试验中不可吸烟、喝咖啡、喝茶或进食。儿童给予葡萄糖量为0.75g/kg体重。⑤于采血的同时，每隔1小时留取尿液做尿糖半定量试验。必要时可适当延长血标本的收集时间，可长达口服葡萄糖后6小时。⑥将各次血糖结果，绘制成糖耐量曲线图，以便定性分析。一般根据5次葡萄糖水平，以测定血糖的时间为横座标（空腹时为0时），血糖浓度为纵座标，绘制耐糖曲线。本试验常用于协助诊断糖代谢紊乱的疾病。⒈正常糖耐量正常人由于存在精细的代谢调节机制，服糖后0.5-1小时血糖浓度暂时略有升高，耐糖曲线显示峰值＜10mmol/L，但尿糖阴性。1小时后血糖逐渐降低，一般2小时左右恢复至空腹3.9-6.7mmol/L水平。此种糖耐量曲线说明机体处理糖负荷的能力良好。⒉糖尿病性糖耐量典型的糖尿病人糖耐量试验为：患者空腹血糖≥8.0mmol/L，高于正常值；服糖后血糖急剧升高，血糖增高的时间仍为0.5~1小时，但峰值超过10mmol/L，并出现尿糖；以后血糖浓度恢复缓慢，常常2小时以后仍高于空腹水平。说明病人处理摄入糖的能力降低。此时重要的判断指标是服糖后2小时血糖浓度仍然高于空腹水平。对于早期糖尿病人，可只表现为OGTT后2小时血糖浓度仍高于8mmol/L。若空腹血糖正常而OGTT后2小时血糖大于11mmol/L，以及空腹血糖＞8mmol/L而OGTT2小时的血糖水平在8-10.9mmol/L者，均应诊断为糖尿病。⒊糖耐量受损如果非妊娠的成年人OGTT呈现空腹葡萄糖水平＜8.0mmol/L，服糖后60、90分钟的血糖≥11mmol/L（有人30分钟也可达此值）而2小时血糖值在8-11mmol/L之间则为轻度耐糖能力下降，称为亚临床或无症状的糖尿病。图3-3葡萄糖耐量曲线这些病人几年后可能有1/3恢复正常，1/3仍为糖耐量受损，1/3则转为糖尿病（每年约1％~5％）。近来发现，这些病人容易发生小血管合并症，如冠心病、脑血管病，而不会发生微血管合并症，如视网膜病、肾病。耐糖试验受许多因素影响，如年龄、饮食、劳动、应激、药物、胃肠功能、标本采集和葡萄糖测定方法等。所以临床上要具体情况具体分析。糖耐量试验虽然可以反映机体近期糖代谢的情况，但由于采血次数较多给病人带来一定的痛苦。临床上对于血糖持续增高并伴有糖尿，再结合病史及体