第三章糖代谢紊乱

第三章糖代谢紊乱 湘南学院医学检验系　　　　　　临床生化检验教研室

教学目标 [教学时数] 6学时 [掌握]糖尿病血糖代谢异常的机制及生化检测意，OGTT试验及临床意义。 [熟悉]糖尿病监控的长期指标。 [了解]血糖检测的方法，其他导致血糖异常的疾病。

第一节血糖及血糖浓度的调节

糖的生理功能 1.氧化供能这是糖的主要功能。 2.提供合成体内其他物质的原料如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。 3. 作为机体组织细胞的组成成分如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。

ATP 肝糖原分解糖原合成有氧酵解途径磷酸戊糖途径无氧消化与吸收糖异生途径糖代谢的概况糖原 H2O及CO2 核糖 + NADPH+H+ 葡萄糖丙酮酸乳酸淀粉乳酸、氨基酸、甘油

一、血糖其来源与去路 1.血糖的定义：血液中的葡萄糖。正常人空腹血糖为3.89-6.11mmol/L 2.血糖的来源：（1）饮食中的糖（2）肝糖原的分解（3）糖异生作用

3.血糖的去路 • 1.氧化供能 • 2.合成糖原 • 3.转变成非糖物质 • 4.转变成其它糖及衍生物 • 5.随尿排出

肾糖阈的定义 当血糖浓度高于8.89~10.00mmol/L时，超过了肾小管的重吸收能力，则可出现糖尿。这一血糖水平称为肾糖阈。

食物糖 消化，吸收氧化分解 CO2 + H2O 分解肝糖原磷酸戊糖途径等其它糖糖异生脂类、氨基酸合成代谢非糖物质脂肪、氨基酸血糖来源和去路血糖随尿排出

三、血糖浓度的调节 （一）神经系统的调节作用神经系统通过下丘脑和自主神经对所控制的激素的分泌，影响血糖来源与去路中的关键酶的活性，实现对血糖的调控。下丘脑的腹内侧核和外侧核具有相反效应，它们分别通过内脏神经和迷走神经，引起激素的释放，或直接作用于肝而发挥调控作用。

（二）激素的调节作用 调节血糖浓度的激素可分为两大类：降低血糖的激素 1、胰岛素(Insulin) 化学:胰岛β细胞合成分泌的一种蛋白类激素，MW：6000，含51个氨基酸残基，有A、B 两条肽链。

人类胰岛素与许多动物来源胰岛素在免疫学和生物学活性上有相似性。

合成：核糖核蛋白体前胰岛素原(102aa) 胰岛素(51aa) 信号肽(16aa) C肽(31aa) 95% 胰岛素原(86aa) 4个碱性aa 5% 胰岛素原

释放: (1)刺激胰岛素分泌的因素: 高血糖(主要)、氨基酸、胃肠的激素、药物等。 (2)抑制胰岛素分泌的因素: 低血糖(主要)、生长抑素、各种药物等。 • 降解：肝脏（主要）、肾。

胰岛素作用： （1）促进肌肉、脂肪组织细胞膜对葡萄糖通透性，使血糖容易进入细胞内（肝脑例外）（2）促进肝葡萄糖激酶活性，使血糖易进入肝细胞内合成肝糖原（3）促进糖氧化分解（4）促进糖转变成脂肪（5）抑制糖异生

2、胰岛素样生长因子（insulin like growth factors IGF） IGF结构上与胰岛素相似，具有类似于胰岛素的代谢作用和促生长作用。 IGFⅠ：细胞生长和分化的主要调节因子 IGF IGFⅡ：生理作用尚不清楚测定IGFⅠ浓度可评价生长激素的缺乏和过量，监测机体的营养状况。

升高血糖的激素 1、胰高血糖素：胰岛α细胞分泌含29个氨基酸残基的多肽。促进肝糖原分解和糖异生及酮体生成作用：促进脂肪动员

2、肾上腺素 肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素促进肝糖原分解，升高血糖。作用刺激胰高血糖素的分泌，抑制胰岛素分泌。

3、生长激素 促进糖糖异生和脂肪分解作用拮抗胰岛素的促组织摄取血糖作用 • 4、皮质醇促进糖异生和糖原分解作用促进脂肪和蛋白分解

（三）肝的调节作用 肝从器官水平通过各种酶对血糖进行调节，具有双向调控功能，包括肝糖原的合成与分解，糖的异生和转化等。

第二节糖尿病 一、高糖血症（一）定义：高血糖症（hyperglycemia）:空腹血糖高于正常上限6.1mmol/L(130mg/dl)，血糖高于肾糖阈9.0 mmol/L(160mg/dl)，则出现糖尿。（二）分类：生理性和病理性两种。

1.生理性高血糖和糖尿均为一时性的，可见于：1.生理性高血糖和糖尿均为一时性的，可见于： • （1）饮食性的高血糖和糖尿 • （2）情感性的高血糖及糖尿 • （3）肾性糖尿 2.病理性的高血糖和糖尿多见于糖尿病。患者出现持续性高血糖和糖尿。

二、糖尿病的定义与分型 （一）定义：糖尿病(diabetes mellitus)是一组由于胰岛素分泌不足或(和)胰岛素作用低下而引起的代谢性疾病，其特征是高糖血症。（二）典型症状多尿、多饮、多食、体重减轻。 (三) 分类分型

糖尿病的病因学分类（2001年） 1型糖尿病（胰岛的β细胞破坏，常导致胰岛素绝对不足）免疫介导特发性。 2型糖尿病(定义的范围可从显著胰岛素抵抗伴胰岛素相对不足，到显著胰岛素分泌不足伴胰岛素抵抗) 。其他特殊类型的糖尿病 β细胞功能的遗传性缺陷 12号染色体HNF-1α（MODY3）、7号染色体葡萄糖激酶（MODY2）、20号染色体HNF-4α 、（MODY1）、线粒体DNA、其他。胰岛素作用遗传性缺陷 A型胰岛素抵抗、妖精貌综合征、Rabson-Mendenhall综合征、脂肪萎缩性糖尿病、其他。胰腺外分泌性疾病胰腺炎、外伤及胰腺切除、肿瘤、囊性纤维化病、血色病、纤维钙化性胰腺病变、其他。

内分泌疾病 肢端肥大症、库欣综合征、胰高血糖素瘤、嗜铬细胞瘤、甲状腺功能亢进、生长抑素瘤、醛固酮瘤、其他。药物和化学品所致吡甲硝苯脲（vacor）、戊双脒（pentamidine）、烟酸（nicotinic acid）、糖皮质激素、甲状腺素、二氮嗪（diazoxide）、β肾上腺素受体激动剂、噻嗪类利尿剂、苯妥因钠（dilantin）、α干扰素、其他。感染风疹、巨细胞病毒、其他。少见的免疫介导性糖尿病 Stiffman综合症、抗胰岛素受体抗体、其他。其他可能伴有糖尿病的遗传综合症 Down综合征、Klinefelter综合征、Turner综合征、Worfram综合征、 Friedreich共济失调、Huntington舞蹈病、Laurence-Moon-Biedel综合征、强直性肌营养不良、卟啉病、 Prader-Willi综合征、其他。妊娠期糖尿病（GDM）

三、几种类型糖尿病的主要特点 (一)1型糖尿病 1、免疫介导糖尿病 • 1）病因：由于胰岛β细胞的破坏（自身免疫机制引起的）引起胰岛素的绝对不足，且具有酮症酸中毒倾向。

导致1型糖尿病发生的自身免疫反应与病人的基因易感性及环境因素有关。当具有易感基因的个体（如HLADQB1 *0302，DQB1* 0201）在受到某种病毒感染或某些β细胞毒性物质的破坏后，即使仅有少部分的β细胞受到轻微损伤，仍可由此而激发针对自身β细胞的免疫攻击反应。

2）主要特征： ①胰岛素的绝对不足胰岛细胞胞浆抗体胰岛素自身抗体 ②存在自身抗体谷氨酸脱羧酶自身抗体酪氨酸酸化磷酸酶自身抗体（IA-2、IA-2β）

3）特点： ①常见于青少年。 ②起病较急。 ③血浆胰岛素及C肽含量低，糖耐量曲线呈低平状态。 ④β细胞的自身免疫性损伤是重要的发病机制，多可检出自身抗体（ICA、 IAA和GAD）。 ⑤对胰岛素治疗敏感。 ⑥易发生酮症酸中毒。 ⑦遗传因素在发病中起重要作用，特别与HLA 某些基因有很强的关联

2、特发性1型糖尿病 • 具有1型糖尿病表现，但病因中缺乏自身免疫反应的证据，也无HLA基因型相关特点。多见于非裔及亚裔。

（二）2型糖尿病 • 这类患者表现为胰岛素抵抗，即胰岛β细胞对胰岛素不敏感，胰岛β细胞的功能减退是发病的关键。 • 无自身免疫损伤 • 2型DM有很强的遗传倾向性，涉及多种基因 • 可能包括多种不同的病因 • 大约占糖尿病总数的90-95%

2型DM的发生与年龄、肥胖、慢性炎症和缺乏体育锻炼等环境因素有关。尤其好发生在既往有妊娠期糖尿病、高血压以及血脂紊乱者。2型DM的发生与年龄、肥胖、慢性炎症和缺乏体育锻炼等环境因素有关。尤其好发生在既往有妊娠期糖尿病、高血压以及血脂紊乱者。

特点： • ①典型病例常见肥胖的中老年成人。 • ②起病较慢、症状较轻，体检时发现。病人可通过控制饮食使症状减轻。 • ③血浆中胰岛素含量绝对值并不降低，但在糖剌激后呈延迟释放。 • ④ICA等自身抗体呈阴性。 • ⑤单用口服降糖药一般可以控制血糖，不适于用胰岛素治疗。 • ⑥发生酮症酸中毒的比例不如1型糖尿病； • ⑦有遗传倾向，但与HLA基因无关。

（三）特殊类型的糖尿病 1、基因遗传性缺陷（β细胞、胰岛素受体基因）。 2、胰腺疾病（包括胰腺的炎症、肿瘤、感染、损伤和胰切除等）。 3、内分泌疾病所致：肢端肥大症、嗜铬细胞瘤、甲状腺功能亢进、 4、药物和化学品所致：糖皮质激素、甲状腺素、苯妥因钠、α干扰素等。 5、感染（风疹、巨细胞病毒）。 6、其它。

（四）妊娠期糖尿病（GDM） • GDM：指在妊娠期间任何程度的糖耐量减退或糖尿病发作，不论是否使用胰岛素治疗，也不论分娩后这一情况是否持续。

四、糖尿病的主要代谢紊乱 • （一）糖代谢紊乱－－高血糖和糖尿 • （二）脂类代谢紊乱－－高血脂、酮症酸中毒。 • （三）体重减轻和生长迟缓 • （四）微血管、神经病变和白内障的发生

（一）糖代谢紊乱—高血糖和糖尿 由于胰岛素的绝对或相对不足，胰岛素/胰高血糖素比值↓，机体组织不能有效地摄取和利用血糖，葡萄糖在肝、肌肉和脂肪组织的利用↓ ，肝糖原降解和糖异↑ ，引起血糖↑ 。血糖过高可经肾排出，当肾功能障碍时，引起糖尿，并产生渗透性利尿，严重甚至可引起脑细胞脱水，出现高渗性高血糖昏迷，其死亡率高于糖尿病酮症酸中毒。

酮体生成↑ 酮症酸中毒胰岛素/胰高血糖素↓ 脂肪分解↑ 甘油三酯↑ （二）脂类代谢紊乱—高血脂、酮症酸中毒肝 FFA↑ 脂肪肝 LPL活性↓ 肝升血糖激素↑ VLDL↑ 血中VLDL、CM清除↓ HMG-CoA 还原酶↑ 高VLDL血症高VLDL、CM血症血浆胆固醇↑ 动脉粥样硬化

胰岛素是以促进合成代谢为主的储存激素，胰岛素分泌不足时，体内蛋白质合成↓ ，分解代谢↑ ，可导致机体出现负氮平衡。（三）体重减轻和生长迟缓

长期高血糖可使蛋白质发生非酶促糖基化反应，糖基化蛋白质分子与未被糖化的分子互相结合交联，使分子不断加大，进一步形成大分子的糖化产物，这种反应多发生在那些半寿期较长的蛋白质分子上，如胶原蛋白、晶体蛋白、髓鞘蛋白和弹性硬蛋白等，引起血管基底膜增厚、晶体浑浊变性和神经病变等病理变化。由此引起的大血管、微血管和神经病变，是导致眼、肾、神经、心脏和血管等多器官损害的基础。（四）微血管、神经病变和白内障的发生。

糖尿病时，脑细胞中的葡萄糖含量随血糖浓度上升而增加。葡萄糖在脑细胞中依次转化为山梨醇和果糖，它们不能被脑细胞利用，又不易溢出脑细胞，从而造成脑细胞内高渗，引起脑水肿。

五、糖尿病的诊断及其实验室检测指标 (一)糖尿病诊断标准(2001年) （1）空腹血糖浓度＞ 7.0 mmol/L （2）出现糖尿病症状加上随机血浆葡萄糖浓度≥11.1mmol/L；（3）OGTT 2h血浆葡萄糖≥11.1mmol/L 需要注意两点：一是不能忽视餐后血糖，因为它对糖尿病的早期诊断意义更大；二是尿糖阳性仅作为糖尿病的诊断线索，不能作为诊断依据。

（二）血糖的测定－－最常用的方法之一 1.取样方式：血浆、血清、毛细血管血（全血测定）一般采用空腹血样本，取血后迅速分离细胞成分，并及时测定血糖。抗凝剂：草酸钾＋氟化钠（2mg/dl可在24h阻止葡萄糖酵解）

2.结果判定： • 参考范围：3.89~6.11mmol/L FBS＞7.0mmol/L，诊断为DM 随机BS≥11.1mmol/L，诊断为DM FBS: 6.11 ~7.0 mmol/L可疑，进一步检查餐后2h血糖＞7.8mmol/L，可怀疑DM

3.测定方法： • （1）化学法：如邻甲苯胺法 • （2）酶法： a.已糖激酶法－－参考方法 b.葡萄糖氧化酶－过氧化物酶比色法（GOD－POD法）－推荐方法

（三）尿糖的测定 P87 • 正常人24h由尿排出的葡萄糖＜0.5g，在常规尿糖检测时为阴性。只有当血糖浓度高于8.9~9.9mmol/L(160—180mg/dl)，超过肾小管重吸收能力时，尿糖试验才为阳性。 • 尿糖测定一般不需要准确定量，定性测定即可 • 定性实验分为（1）化学法：斑氏试剂法（2）酶法：试纸法

（四）口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test,OGTT) • OGTT:是一种葡萄糖负荷试验，当一次口服大量葡萄糖后，在其后2h内4次测定血糖含量，用以了解机体对葡萄糖的调节能力的试验，称之为OGTT 。

1.OGTT的适应症 • （1）空腹血糖浓度在6.1－7.0mmol/L 且疑为糖尿病患者 • （2）诊断为妊娠性DM • （3）诊断糖耐量减退 • （4）临床上出现肾病、神经病变和视网膜病而又无法作出合理解释者。

2.OGTT的标准化 • （1）病人准备： a.正常饮食，正常活动，试验前3天，每日饮食含糖不低于150g。 b.试验前三天停服影响糖代谢的药物（咖啡因、速尿、氟哌啶）。 c.试验前应空腹10－16h。 d.试验前和试验中，病人精神和身体都处于休息状态。 e.整个试验期间，不可吸烟、喝咖啡和进食等。

第三章 糖代谢紊乱