医学课件糖代谢异常及糖代谢紊乱疾病

糖代谢异常及糖代 谢紊乱疾病 生物化学与分子生物学教研室 调节葡萄糖、果糖、半乳糖、糖原等 代谢的激素或酶的结构、功能、浓度异常 或组织、器官的病理生理变化造成的疾病 称为糖代谢紊乱疾病。 糖有哪些生理功能？ 第一节 正常糖代谢概况 一、代谢概况 机体有哪些主要的糖代谢途径？你能 说出每一条代谢途径的反应阶段、产物、 关键酶、能量变化环节以及生理意义吗？ 二、主要的糖代谢途径 （一）糖酵解 （二）糖的有氧氧化 （三）磷酸戊糖途径 （四）糖原的合成与分解 （五）糖异生 E1:己糖激酶 E2: 6-磷酸果糖激酶-1 E3: 丙酮酸激酶 NAD+ 乳 酸 糖酵解的代谢途径 GluG-6-PF-6-PF-1, 6-2P ATP ADP ATPADP 1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 2-磷酸甘油酸 丙酮酸 磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADP ATP ADP ATP 磷酸烯醇式丙酮酸 E2 E1 E3 NADH+H+ 糖的有氧氧化 第一阶段：酵解途径 第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧 第三阶段：三羧酸循环 G（Gn） 第四阶段：氧化磷酸化 丙酮酸 乙酰CoA CO2 NADH+H+ FADH2 H2O O ATP ADP TAC循环 胞液 线粒体 CoASH NADH+H+ NAD+ COCO 2 2 NAD+ NADH+H+ COCO 2 2 GTPGTP GDP+PiGDP+Pi FAD FADH2 NADH+H+ NAD+ H2O H2O H2O CoASHCoASH H2O 柠檬酸合酶 顺乌头酸梅 异柠檬酸脱氢酶 -酮酮戊二酸脱氢氢酶复合体 琥珀酰CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶 延胡索酸酶 苹果酸脱氢酶 GTPGDP ATPADP 核苷二磷酸激酶 ATP ATP ATP 氧化磷酸化偶联部位 NADH FMN (Fe-S) 琥珀酸 FAD (Fe-S) CoQCyt bCyt cCyt cCyt aa3O2 第一阶段：氧化反应 磷酸戊糖途径 n反应过程可分为二个阶段: 第二阶段：非氧化反应 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。 包括一系列基团转移。 催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶 是此代谢途径的关键酶。 两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成 NADPH + H+。 反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中 间产物。 G-6-P 5-磷酸核糖 NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+ CO2 n糖原的合成与分解 UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖变位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n Pi 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原n 6-磷酸果糖 1,6-双磷酸果糖 6-磷酸果糖激酶-1 果糖双磷酸酶-1 ADP ATP Pi 6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖-6-磷酸酶 己糖激酶 ATP ADP Pi PEP 丙酮酸 草酰乙酸 丙酮酸激酶 丙酮酸羧化酶 ADP ATP CO2+ATP ADP+Pi GTP 磷酸烯醇式丙酮酸 羧激酶 GDP+Pi +CO2 糖异生 1、肌糖原能补充血糖吗？为什么？ 2、为什么有些人吃了蚕豆或者某些药物会诱 发黄疸？ 3、在禁食或饥饿时，体内的糖代谢会发生哪 些改变？ 4、G-6-P在体内有哪些代谢去路？ 5、为何剧烈运动后会感觉肌肉酸痛而几天后 酸痛感又会消失？ 第二节 血糖及血糖浓度的调节 血糖，指血液中的葡萄糖。 血糖水平，即血糖浓度。 n概念： 正常血糖浓度 ：3.896.11mmol/L 一、血糖的来源与去路 主要调 节激素 降低血糖：胰岛素(insulin) 升高血糖： 胰高血糖素 (glucagon) 糖皮质激素 肾上腺素 胰岛素的生物活性效应取决于： 1、靶细胞上胰岛素受体的绝对或相对数量 2、到达靶细胞的胰岛素浓度 3、胰岛素与靶细胞受体的亲和力 4、胰岛素与受体结合后的细胞内改变情况 胰岛素降低血糖的机制 1、加快葡萄糖转运速率 2、促进糖原合成 3、加速糖氧化分解 4、促进糖转化为脂肪 5、抑制糖异生 1、血糖浓度维持正常对哪些器官最为重要？ 为什么？ 2、为什么喜欢吃甜食的人容易发胖？ 3、糖代谢异常对机体有何影响，可能会诱发 哪些疾病？ 第三节 糖尿病（diabetes millitus, DM ） 一、概念 糖尿病是一组由于胰岛素分泌不足或（和 ）胰岛素受体减少或敏感性降低导致的代谢 性疾病。 发病机制： 1、胰腺细胞的自身免疫性损伤 2、机体对胰岛素的作用产生抵抗 临床特征： 血糖浓度持续增高，伴有脂类、蛋白质 代谢紊乱和水、电解质、酸碱平衡紊乱。 1、糖尿病患者有哪些典型的临床症状？ 2、为何糖尿病患者后期会出现酮症酸中毒？ 糖 尿 病 葡萄糖利用葡萄糖利用 糖异生糖异生 蛋白质合成蛋白质合成 脂肪合成脂肪合成 分解分解 能量生成能量生成 组织处于葡萄组织处于葡萄 血糖血糖 糖饥饿状态糖饥饿状态 血浆渗透压血浆渗透压 渗透性利尿渗透性利尿 尿量增多尿量增多疲乏无力疲乏无力 分解分解 甘油三酯甘油三酯 游离脂肪酸游离脂肪酸 酮体生成酮体生成 酮症酮症多食多食体重减轻体重减轻口渴、多饮口渴、多饮 胰岛素胰岛素 、胰岛素抵抗、胰岛素抵抗 二、糖尿病的类型及其特点 国际糖尿病学会推荐，依据糖尿病病因（2001年 ）分成四类： 1型糖尿病 2型糖尿病 特殊类型糖尿病 妊娠期糖尿病（GDM） （一）糖尿病的分类 （二）1型糖尿病 （免疫介导糖尿病、特发性糖尿病） 胰岛素的绝对缺乏是因为分泌胰岛素的 胰岛细胞受到免疫损伤。这可能是由于环 境因素所致，例如病毒感染，遗传因素也参 与型糖尿病的发病。 1型糖尿病特点： 典型病例常见于青少年 起病较急 血浆胰岛素及C肽含量低，糖耐量曲线呈低平状态 细胞自身免疫性损伤是重要的发病机制 治疗依赖胰岛素为主 易发生酮症酸中毒 遗传因素在发病中起重要作用，与HLA基因型相关 （三）2型糖尿病 表现为胰岛素抵抗，即患者胰岛细胞 对胰岛素不敏感，胰岛细胞功能减退。 胰岛素抵抗是指机体对正常浓度胰岛素 的生物反应性降低。 2型糖尿病特点： 常见于肥胖的中老年人 起病缓慢 血浆中胰岛素含量绝对值并不降低，但在糖 刺激后呈延迟释放 ICA等自身抗体呈阴性 单用口服降糖药一般可以控制血糖 发生酮症酸中毒比例较型低 有遗传倾向，但与HLA基因型无关。 两类原发性糖尿病的特征 特 征 1型 2型 基本病因 遗传+环境 发病机制 自身免疫性疾病 生物活性降低 占DM% 15% 85%（可发展为1型） 发病年龄 通常20岁 40岁 身体肥胖 罕见 多见 血胰岛素 （绝对不足） 或（相对不足） 病情及酮症 较重、常见 较轻、少见 治疗 胰岛素敏感 控制饮食、减肥 三、糖尿病的主要代谢紊乱 （一）糖代谢紊乱高血糖和糖尿 由于胰岛素绝对或相对不足，肝、肌肉、脂 肪组织对葡萄糖的摄取及利用减少，肝糖原分 解和糖异生增多，引起血糖升高。当血糖浓度 超过了肾小管的重吸收能力（肾糖阈），则可 出现糖尿。 （二）脂代谢紊乱高脂血症 （三）蛋白质代谢紊乱体重减轻及生长迟缓 （四）水、电解质、酸碱平衡紊乱 1、渗透性利尿带走大量水分和电解质，造成脱水 和电解质平衡紊乱。 2、酮血症、酮尿症和代谢性酸中毒。 蛋白质合成减弱、分解加速，机体出现负氮平衡 。 四、糖尿病的诊断标准 五、糖尿病的急性并发症 （一）糖尿病酮症酸中毒 1、诱因 感染较为常见；胰岛素使用不当；其他等。 2、病理生理 （1）高血糖 血糖常明显升高，一般在13.933.3mmol/L之间 （2）酮症 （3）代谢性酸中毒 乙酰乙酸，-羟丁酸在体内堆积； 乳酸等有机酸和硫酸、磷酸等无机酸同时 生成增多，消耗体内大量储备碱； 脱水造成机体排酸障碍，加重酸中毒程度 。 （4）脱水 高血糖使渗透性利尿加重； 大量酮体从肾、肺排出时带走大量水分； 大量酸性代谢产物排出，加重水分丢失； 厌食、恶心、呕吐等可使体液丢失或水分摄入过少 。 （5）电解质紊乱 渗透性利尿使大量电解质丢失，酸中毒时钾向细 胞外转移使肾小管K+-Na+交换增加，体内缺钾更加 明显。由于失水多于失盐，血液浓缩，以及酸中毒 等情况，使实际检测时电解质不一定呈减少改变。 （6）其他 循环功能、肾功能、中枢神经系统功能障碍 。 糖尿病酮症酸中毒 3、临床表现 三多一少、胃肠道症状、呼吸改变、脱水和休 克症状、精神神经系统表现、诱发疾病的表现。 4、实验室检查 （1）尿：尿糖、尿酮体一般呈强阳性。 （2）血 血糖：多数在16.7 33.3mmol/L，若超过33.3mmol/L 应考虑存在血浆高渗及有肾功能障碍。 血酮体升高，常4.8mmol/L。 血CO2结合力降低，严重者10 mmol/L。 血气分析：PH7.35，HCO3-21 mmol/L， BE负值增大。 其他：血钠、氯常降低，由于血液浓缩，也可 为正常或升高；血钾可正常、降低或增高，治疗 后常迅速下降；BUN多为轻度升高；外周血粒细 胞和中性粒细胞水平升高。 （二）糖尿病高渗性昏迷 1、诱因 感染、应激、服用某些药物、糖摄入过多、合 并某种内分泌疾病、脱水及透析治疗、大面积烧 伤病人等。 多见于老年人，约2/3病人发病前无糖尿病病 史，死亡率极高。本症特点是高血糖、血浆高渗 、脱水与进行性意识障碍，而无明显酮症。 2、临床表现 （1）前驱期表现：口渴、多尿、倦怠无力、反应 迟钝、表情淡薄等。 （2）脱水和周围循环衰竭：严重脱水是高渗性昏 迷的一个特征。 （3）神经精神症状 3、实验室检查 （1）尿：尿糖强阳性，尿酮体阴性或弱阳性。 （2）血糖明显升高，常在33.3mmol/L以上。 （3）血电解质紊乱 （4）血BUN和肌酐（Cr）常显著升高。 （5）酸碱平衡：近半数病人存在轻度或中度代谢 性酸中毒，血PH多高于7.3，HCO3-多高于 15mmol/L。 （6）血浆渗透压显著升高： 血浆渗透压350mOsmkg-1H2O-1， 或血浆有效渗透压320mOsmkg-1H2O-1 1、对糖尿病酮症酸中毒应该采取哪些治疗措施？ 2、糖尿病有哪些慢性并发症？它们的发病机制是 什么？有哪些临床表现？ 3、如何防止糖尿病患者出现急性和慢性并发症？ 第四节 低血糖症 一、概念 指空腹血糖浓度低于正常参考值下限，通常空 腹血糖浓度低于3.333.89mmol/L称低血糖。 （一）生理性 长期饥饿、剧烈运动等引起的肝糖原过度消 耗、肝糖原释放受损等。 （二）病理性 使用过量的口服降糖药及胰岛素、胰岛细胞 瘤、垂体肾上腺皮质功能减低、长期大量饮 酒、严重肝脏疾病、邻近胰腺的恶性肿瘤等。 二、病因 三、低血糖的症状 主要是交感神经兴奋和脑缺血的症状。由于肾 上腺素分泌增加导致多汗、恶心、脉博快，轻度 头痛，饥饿和上腹不适，但这些症状是非特异性 的。 在生理情况下，大脑的能量供应依靠血糖，当 血糖低于1.7