课件：糖代谢紊乱.ppt

第三章 糖代谢紊乱 Disorder of carbohydrate metabolism,教学目的与要求,1.掌握以糖尿病为代表的高血糖症的主要代谢紊乱及其机制；掌握糖尿病的生化检测项目（血糖、尿糖、OGTT、糖化蛋白和胰岛素等） 2.熟悉血糖的来源与去路；激素对血糖的调节作用 3.了解低血糖症的常见原因；某些糖代谢先天性异常的生化机制,本章主要内容,正常血糖及其调节 高血糖症 以糖尿病为代表的糖代谢紊乱性疾病 低血糖症 糖原贮积病等,分类,糖类 一类多羟基醛或酮、及其衍生物的总称。 分类 单糖：丙糖（二羟丙酮、二羟丙醛）、戊糖（核糖、脱氧核糖）、己糖（葡萄糖、果糖、半乳糖）; 寡糖：乳糖、麦芽糖、蔗糖； 多糖：淀粉、糖原、纤维素等。,（复习）,(一) 糖的生理功能 氧化供能 转化成脂肪 转化成糖蛋白、糖脂、蛋白多糖 转化成氨基酸、(核糖 )核酸组分,(二) 血糖的来源与去路 血糖（blood sugar ，blood glucose） 来源： 食物中糖的消化、吸收 肝糖原分解 (非糖物)糖异生 去路： 氧化供能(有氧分解、糖酵解、磷酸 戊糖通路) 合成(肝、肌)糖原 转变成脂肪、非必需氨基酸 转变成其它糖衍生物(核糖、糖蛋 白等),第一节 血糖浓度的调节,血糖浓度的动态平衡-多种因素的精细调节 血糖相对恒定的生理意义：脑(主要)、肾、RBC等 一、神经系统的调节 主要通路：下丘脑-植物神经系统-激素-(关键酶- 酶反应) 例如- 下丘脑 迷走N 胰岛-细胞 胰岛素 之外侧核 糖原合成 (直接) 肝脏 血糖 糖异生,二、肝脏的调节 肝脏具有双向调节作用，是维持血糖恒定的重要器官。 它可作为血糖的来源(使血糖) ： 肝糖原分解 糖异生 其他单糖转化 又可作为血糖的去路(使血糖) ： 肝糖原合成 糖分解 转化成脂肪、甘油、其它糖或糖复合物,三、激素的调节,这是最重要、最有效的调节。 两组激素相互协调、制约，维持血糖相对恒定 (一)降低血糖的激素胰岛素( insulin，Ins) 胰岛-细胞产生，含51个氨基酸残基，是 最小的蛋白质类激素 1、降血糖的机制(对糖代谢的影响) (1) 促进葡萄糖(glucose) 进入肌肉、脂肪细胞 (2) 使葡萄糖激酶(GK)活性升高，启动葡萄糖代 谢(肝内) 分解代谢 G G-6-P 合成代谢,(3) 促进葡萄糖利用(分解、合成、转化) 使相关酶活性改变(或) (4) 抑制糖异生 使相关酶活性改变(或) 2、分泌的调节 促进Ins 分泌的因素： (1) 血糖 (2) 血浆氨基酸浓度 (3) 升血糖激素，尤其是胰高血糖素、生长激素、糖皮质激素等 (4) 胃肠道激素，如胰泌素,3、胰岛素受体 (insulin receptor, InsR),(1) 化学本质：糖蛋白，22 (4个亚基)，分子量 300350 ku (2) 功能：识别与结合Ins，传递Ins信息至靶细胞 内，从而启动一系列生化反应 (3) 分布：广布于靶细胞膜上，如肝、肌肉、脂肪细 胞膜等。肝细胞膜上约有2104个受体分子。 胰岛素的生物效应取决于： 血中Ins 浓度，即分泌水平 InsR的数量与性质（如：与Ins 的亲和力大小） 若对抗Ins的激素浓度，或InsR有缺陷，此时即使血中Ins 浓度正常，其生物效应也会减弱。这就是所谓的“胰岛素抵抗” (insulin resistance)。,(二) 升高血糖的激素,1、胰高血糖素(主要) glucagon 胰岛-细胞，多肽，29个氨基酸残基， (M.W=3 485) 通过胰高血糖素受体介导生物效应 2、其他激素 growth hormone 来自于垂体嗜酸性细胞 adrenalin 来自于肾上腺髓质 glucocorticoid 来自于肾上腺皮质束状带,第二节 高血糖症与糖尿病,这是临床上所见的主要糖代谢紊乱。 一、概念 正常空腹血糖: 3.96.7mmol/L (70120mg/dl) (一) 高血糖症 (hyperglycemia) 空腹血糖7.3mmol/L (130mg/dl), 此种症状称为高血糖症。 若血糖肾糖阈(renal threshold of sugar) (8.9mmol/L)，可出现尿糖（urine sugar）(或糖尿，glycosuria)。,生理性高血糖一般没有临床意义。如： 饮食性高血糖 情绪性高血糖 妊娠性高血糖,(二) 糖尿病 （Diabetes mellitus ，DM）,定义：糖尿病是一种因胰岛素绝对或相对不足而引起的全身代谢紊乱性疾病。糖尿病的显著特点是高血糖症和糖尿。 Ins缺乏 原因 对抗Ins的激素分泌 Ins相对不足 过多 InsR缺陷,二、糖尿病的分型,按病因一般可分为三型 (一) 胰岛素依赖型糖尿病(1型) Insulin-dependent diabetes mellitus,IDDM 胰岛-细胞缺陷，胰岛素合成、分泌不 足，血中Ins水平低，需用Ins治疗 症状典型，如酮症酸中毒、“三多一少” 好发于青春期(20岁),(二) 非胰岛素依赖型糖尿病(2型) Non- Insulin-dependent diabetes mellitus,NIDDM, 血中Ins水平正常或略高，InsR不足或缺 陷(如：与Ins的亲和力，出现胰岛素抵抗，对Ins治疗不敏感等) 症状较轻，且不典型 好发于中、老年且肥胖者(40岁) 控制饮食，减肥 (三) 其它型(继发性糖尿病) 继发于胰腺疾病、拮抗激素过多、肝脏疾病等,三、糖尿病的代谢紊乱,各型糖尿病均可出现Ins缺乏样表现，尤其是代谢紊乱。 (一) 糖代谢紊乱导致高血糖症与糖尿 Ins不足导致： 1、葡萄糖进入肌肉、脂肪组织等 2、葡萄糖利用 (1) 糖原合成 (2) 糖分解 相关酶活性，如： 丙酮酸脱氢酶 系，糖原合成酶 (3) 生脂,3、肝糖输出 (1) 肝糖原分解（磷酸化酶活性） (2) 糖异生（G-6-P酶活性 ，PK活性，有利于糖酵解逆行) 因此，出现高血糖； 若血糖肾糖阈，出现糖尿，并有渗透性利尿多尿,2019/4/20,23,可编辑,(二)脂类代谢紊乱导致高脂蛋白血症与酮症,因Ins不足，致使： 1、脂动员(激素敏感性脂肪酶活性) ，血中FFA 2、FFA入肝，合成TG（易致 脂肪肝）， 生成VLDL ，血中 VLDL； -氧化 ，乙酰CoA，生成ch（胆固醇） LPL活性，血中CM 高脂蛋白血症（hyperlipoproteinemia）(IV型多见)， 进而导致 动脉粥样硬化(AS)、 冠心病 (CHD),3、血中FFA，肝生酮 导致 酮血症（ketonemia） 酮尿症（ketonuria ） 合称 酮症（ketosis） (呼出气呈烂苹果味) (三 ) 蛋白质代谢紊乱导致负氮平衡和酮症加重 1、蛋白质合成 ，分解 低白蛋白血症 负氮平衡 2、肌肉蛋白质分解 生酮氨基酸，酮体生成 生糖氨基酸，血糖,(四) 水和电解质代谢紊乱、酸碱平衡紊乱，导致 脱水 ( dehydrate) 高钾血症 ( hyperkalemia) 酸中毒 (acidosis) 1、尿中葡萄糖、酮体等大量丢失 高渗性利尿 多尿 细胞外液容量 脱水 细胞外液渗透压 (脑等)细胞内脱水 2、蛋白质、糖原分解，K+从胞内 胞外; ATP，Na+，K+-ATPase活性，K+入胞 酸中毒，H+-K+交换，K+外溢 结果：血 K+，但体钾 (尿K+),3、酮体，酮症，血pH ，酸中毒 综上，出现典型的“三多一少”(尤其是1型) ： 多尿：高渗性(或溶质性)利尿 多尿 多饮：脱水 口渴 多饮 多食：葡萄糖利用 产能 下丘脑 饥饿感 多食 体重减轻：合成代谢，蛋白质、脂肪 分解 脱水，大量失水,(五) 微血管、神经病变和白内障的发生(慢性变化),基本原因是持续高血糖。 微血管、神经病变和白内障的发生可能与下列变化有关： 1、蛋白质糖化作用增强 在持续高血糖的情况下，多种蛋白质发生糖化作用，形成多种糖化蛋白（Glycated protein）(蛋白质的糖化作用，说明详后)，使蛋白质原有的功能受损。如：,Hb GHb，释放O2功能，易致组织缺 氧 白蛋白 糖化白蛋白，与配体亲和力 ，运输功能 LDL 糖化LDL，与LDL受体亲和力， LDL不易入胞代谢，易沉积血管壁 胰岛素 糖化Ins，生物活性 晶状体蛋白糖化 晶状体肿胀 白内 障 高血糖使毛细血管基底膜某些糖蛋白(如胶 原蛋白IV等)合成，基底膜增厚，微血 管阻塞，导致肾小球病变、视网膜出血,2、山梨醇途径（ sorbitol pathway） 山梨醇途径是葡萄糖代谢途径之一，主要发生于晶状体、主A内膜、脑细胞等场所。亦称为多醇途径。 产物主要为山梨醇和果糖。 醛糖还原酶 山梨醇脱氢酶 葡萄糖 山梨醇 果糖 NADPH NADP+ NAD+ NADH,葡萄糖,山梨醇,果糖,在高血糖条件下，该途径加强，生成山梨醇、果糖，它们不易透出细胞，故在细胞内堆积，胞内溶质，高渗，水积蓄。 在晶状体，肿胀，空泡形成，蛋白质变性、聚合或沉淀 白内障 在神经组织，髓鞘损害，神经传导受阻,生化改变 急性 糖代谢紊乱 脂类代谢紊乱 生化检测 蛋白质代谢紊乱 血糖 水与电解质代谢紊乱 尿糖 酸碱平衡紊乱 葡萄糖耐量试验 慢性 糖化蛋白 微血管、神经病变 胰岛素 白内障 C-肽,第三节 低血糖症（Hypoglycemia）,一、概念 由于某种原因使血糖低于正常下限值，且临床上出现相应症状，此种现象称为低血糖症。 这一限值低到什么程度？ 一般认为，空腹血糖 3.33.9mmol/L (6070mg/dl) 即为低血糖症。 基本原因是血糖来源去路。,二、临床表现 正常时脑组织主要靠血糖供应而产能，但低血糖时，脑组织能量，导致功能障碍，出现头晕、疲倦、面色苍白、心慌、出冷汗、无力及饥饿感、运动不协调等。 严重者四肢麻木、昏迷甚至休克、死亡。 应及时供给葡萄糖(静注/口服)。,三、常见原因 （一）胰岛素分泌过多 如：胰岛-细胞瘤，Ins，血糖来源，去路 (二) 拮抗胰岛素的激素分泌 如：垂体功能，生长素分泌 肾上腺皮质功能，糖皮质激素分泌 甲状腺功能，甲状腺素分泌 (三) 血糖供给 如:严重肝病，肝糖原合成，肝糖输入 长期饥饿，肝糖原耗尽，肝糖输入 糖原贮积病，肝糖原不能正常分解 (四) 降血糖药物使用过多 (五) 血糖丢失 如:肾小管药物性中毒，对葡萄糖重吸收,四、分类 ( 临床分类法) (一) 空腹型低血糖症 多种原因所致血糖利用过多或血糖来源过少，如上所述 (二) 刺激性低血糖症 表现为反应性低血糖，因某种因素刺激引起。如胰岛素治疗糖尿病 时 例 餐后低血糖症 (进餐后15小时发生) 又可分为： 功能性(反应性)低血糖症：如甲状腺素、皮质激素缺乏 型糖尿病或糖耐量受损伴发的低血糖症：持续性 高血糖引起的胰岛素延迟分泌 营养性低血糖症： 胃大部切除或迷走神经切除，刺激 胰岛素一时性过多分泌,第四节 糖代谢的先天性异常,这主要是指酶缺陷导致的某种糖代谢紊乱(异常)。 下面主要介绍三类。 一、糖原贮积病（Glycogen storage disease）,一组少见的遗传性糖原代谢紊乱的疾病。又称糖原沉着症、糖原累积病。因糖原分解与合成有关的某些酶系统缺乏，糖原分解困难，糖原异常地沉积于全身各组织，尤其是肝脏、心脏和肌肉中 。表现为肝脏肿大，可伴有低血糖、高血脂、血清乳酸增高、心脏扩大、肌张力降低、肾肿大、高尿酸血症及肌红蛋白尿，中枢神经症状包括运动障碍、智力差。确诊需依靠酶的测定。本病为常染色体隐性遗传。常见于男性，多在婴儿期发病，儿童期死亡，少数可活到成年。尚无特效疗法，主要是对症处理。,型(a型) G-6-P酶缺乏， 常染色体隐 性遗传 主要使肝、肾受累，肝肿大，侏儒症 G-6-P酶缺乏，G-6-P G受阻，血糖 G-6-P，G-1-P，糖原堆积 (G-1-P UDPG 糖原n+1) 其它如型，磷酸化酶缺乏(糖原生成G-1-P 受阻)，肝糖原贮积 临床症状较型轻 检测： 肝等组织活检，测相关酶活性,二、半乳糖血症 （Galactosemia） 常染色体隐性遗传，其中一型为半乳糖激酶缺乏，使半乳糖不能生成半乳糖-1-磷酸 ，半乳糖堆积。 另一种为1磷酸半乳糖尿苷酰转移酶缺乏，使半乳糖-1-