糖尿病病理生理学.ppt

,病理生理学教研室 梁衍锋,糖尿病病理生理学,(Diabetes Mellitus),Clinical Example,患者，女，21岁，3个月前自感疲乏无力并常觉饥饿和口渴，尿量明显增多，2周来上述情况不断加重。食量较前大增，但一周来体重却减轻约7公斤。 化验：血：FGP 22mmol/L，碳酸氢盐19mmol/L, pH 7.29，总胆固醇179mg/dl，甘油三酯115 mg/dl，HDL 45mg/dl，LDL 110mg/dl，T3和T4正常。尿：葡萄糖（+），酮体（+），尿常规（-）。,1. 该病人血糖水平是否正常？ 2. 该病人可能患什么疾病？ 3. 该病人有无酸碱平衡紊乱？,Questions,概 述 Introduction,血 糖 代 谢,食物中糖,肝糖原 肌糖原,甘油 脂肪酸 氨基酸,食物中的脂肪 蛋白质,血 糖,CO2+H2O+大量能量,乳酸+极少量能量,脂肪、氨基酸,尿中排出,消 化 吸 收,分解,糖异生,分解,8.9mmol/L,合成,肝糖原 肌糖原,影响血糖的因素,胰高血糖素 糖皮质激素 生长激素 甲状腺素,迷走神经,交感神经,胰岛素,（Fasting Plasma Glucose, FPG),空 腹 血 糖,正常值: 3.9-6.1 mmol/L（80-110 mg/dl）,高血糖： FPG 6.1 mmol/L（110 mg/dl） 低血糖： FPG 3.9 mmol/L（80 mg/dl） 肾糖阈：血浆葡萄糖 8.8-10 mmol/L （160-180mg/dl） 糖 尿：血浆葡萄糖肾糖阈,尿糖与血糖的关系,血糖8.9-10.0mmol/L 尿糖 10.0-11.1mmol/L 11.1-13.9mmol/L 13.9-16.7mmol/L 16.7-19.4mmol/L 19.4mmol/L ,（1）血糖迅速升高的时候，往往尿糖阴性。也就是检测不出尿糖。 （2）血糖保持在很高的状态，不再继续升高，尿糖可能呈现严重阳性。 （3）血糖升高开始逐渐缓解，尿糖呈阳性。,糖尿病的概念 (Definition) ,因胰岛素分泌绝对不足和(或)胰岛素生物学效应降低引起的以碳水化合物、蛋白质、脂肪代谢紊乱为特征的综合征。慢性高血糖为其典型表现。,肾性糖尿：肾糖阈降低者，在血糖没有达到糖尿病程度时即出现尿糖，则为肾性尿糖。肾性糖尿的特点是有尿糖而不伴高血糖，无论在空腹或饭后任何一次尿标本均会有糖。 妊娠,糖尿病的诊断标准,胰岛素的合成,由胰腺分泌。胰岛素合成的控制基因在B细胞的细胞核的第11对染色体短臂上，胰岛B细胞中储备胰岛素约200U，每天分泌约40U。空腹时，血浆胰岛素浓度是515U/mL。进餐后血浆胰岛素水平可增加510倍。,胰岛细胞,胰岛B细胞胰岛素，60%80% 胰岛A细胞胰高血糖素，24%40% 胰岛D细胞生长抑素，6%15% 胰岛PP细胞胰多肽,胰岛素的灭活,胰岛素半衰期为515分钟。在肝脏，先将胰岛素分子中的二硫键还原，产生游离的AB链，再在胰岛素酶作用下水解成为氨基酸而灭活。,胰岛素的生理作用,胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。作用机理属于受体酪氨酸激酶机制。,1.调节糖代谢,（）促进肌肉、脂肪组织等处的靶细胞细胞膜载体将血液中的葡萄糖转运入细胞。 （）通过共价修饰增强磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP浓度，从而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。,ATP,腺苷酸环化酶（AC）,Gs蛋白,胞体信号分子,PPi,外界刺激,cAMP （第二信使）,磷酸二酯酶（PDE）,5-AMP,PKA,靶细胞蛋白质磷酸化,受体,ATP,腺苷酸环化酶（AC）,Gs蛋白,胞体信号分子,PPi,外界刺激 （胰高血糖素、肾上腺素）,cAMP,PKA,靶细胞蛋白质磷酸化,受体,糖原合成酶a,糖原合成酶b,磷酸化,磷酸化酶激酶（-）,磷酸化,磷酸化酶激酶（+）,磷酸化,糖原P化酶b,糖原P化酶a,糖原P化,抑制糖原合成 促进糖原分解,(-),（）通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活，加速丙酮酸氧化为乙酰辅酶A，加快糖的有氧氧化。 （）通过抑制PEP羧激酶的合成以及减少糖异生的原料，抑制糖异生。 （）抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，使组织利用葡萄糖增加。,甘油三酯,甘油二酯,甘油一酯,甘油,甘油一 酯酶,甘油二 酯酶,激素敏感 脂肪酶,FFA,FFA,FFA,2.调节脂肪代谢,（1）促进脂肪的合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少； （2）抑制脂肪的分解氧化。,缺乏： 血脂升高-动脉硬化及心脑血管严重疾患；酮体增多-酮症酸中毒。,3.调节蛋白质代谢,（1）促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质的合成； （2）抑制蛋白质的分解，因而有利于生长。腺垂体生长激素的促蛋白质合成作用，必须有胰岛素的存在才能表现出来。,4.其他,（1）可促进钾离子和镁离子穿过细胞膜进入细胞内； （2）可促进脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。,第一节 分类与病因,(Classification & Causes ),糖尿病合并妊娠,第二节 发病机制,(Pathogenesis),一、1型糖尿病,(Type 1 Diabetes),(一)第1期-遗传易感性,人白细胞抗原相关基因（HLA） 免疫球蛋白基因 T细胞受体基因等,易感基因,1HLA相关基因 (genes association with HLA) DR3和DR4 基因 DQ 基因,5. 其他基因标志物(other genetic markers),1. 病毒(viruses),机制：对胰岛细胞的直接毒性作用,损伤胰岛组织后诱发自身免疫反应，进一步损伤胰岛组织,2.酪蛋白A1：用较高热量的配方奶粉喂养婴儿，胰岛素分泌升高和B细胞抗原递呈作用增加,脑心肌炎病毒、柯萨奇病毒B、腮腺炎病毒、风疹病毒、巨细胞病毒等,(二)第2期启动自身免疫反应,（三）第3期免疫学异常,自身抗体(autoantibodies),（四）第4期进行性胰岛B细胞功能丧失,长短差异较大 胰岛素分泌第1相降低B细胞数量减少胰岛分泌功能下降血糖逐渐升高,（五）第5期临床糖尿病,明显高血糖，出现典型症状。B细胞严重受损。,（六）第6期T1DM,发病数年，B细胞完全破坏，胰岛素水平极低，临床表现明显。,二、2型糖尿病,(Type 2 Diabetes),(一) 遗传与环境因素,(Genetic and Environmental Factors),老龄化 营养 中心性肥胖 缺乏锻炼 子宫内环境胎儿体重不足 应激 化学物质,2.环境,胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)是指机体对一定量胰岛素的生物学反应低于预计正常水平的现象。,(二)胰岛素抵抗和B细胞功能缺陷, 受体前障碍:基因突变、内源性或外源性Ins抗体形成、胰岛素受体抗体存在、Ins降解加速、Ins拮抗激素过多等,受体障碍: （1）受体功能缺陷 合成数量、降解加速、亲和力下降、再利用障碍、受体向细胞膜插入过程异常 （2）受体结构异常 基因发生多种突变,最常见，主要指Ins与受体结合后信号转导至细胞内引起的一系列代谢障碍过程，主要有:葡萄糖载体(Glut)的异常;IRS一1基因突变;细胞内葡萄糖磷酸化障碍;肿瘤坏死因子(TNF一a)的过度表达;葡萄糖激酶(GCK)功能异常；线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)障碍；游离脂肪酸(FFA)的作用等等。,受体后障碍:,胰岛素及其受体,正常人,糖尿病人,B细胞功能缺陷,胰岛素分泌特点 正常人静脉注射G后，胰岛素分泌呈双峰。 第一相：头10min，而后迅速下降。 第二相高峰：随后的90min分泌持续增长，达平顶后维持一段时间。 胰岛素分泌异常 第一相缺失或减弱，第二相延迟并维持在较高浓度而不能回复到基线水平。,（三）IGT和IFG,糖耐量减低（IGT） 介于正常血糖与糖尿病之间的情况。与外周组织IR有关。 空腹血糖调节受损（IFG） 指一类非糖尿病的空腹高血糖，其血糖浓度高于正常，但低于糖尿病的诊断值。与基础胰岛素分泌能力降低及肝对胰岛素敏感性下降有关。,（四）临床糖尿病,无明显症状 逐渐出现代谢紊乱症状群 糖尿病并发症表现,血糖,Multiple genetic defects,Genetic Predisposition,Damaged insulin secretion,Primary -cell defect,Type 2 Diabetes,Environment,Obesity,stress,etc,-cell exhaustion,Hyperglycemia,Inadequate glucose utilization,Insulin resistance,第三节 对机体的影响,(Effects on Human Body),(Effects on Metabolism),一、对代谢的影响,(一) 代谢紊乱症候群,胰岛素绝对或相对不足,“三多一少”症状,多饮,多食,多尿,体重减轻,(二) 糖尿病性酮症酸中毒 ( Diabetic Ketoacidosis ),胰岛素极度缺乏,糖尿病性酮症酸中毒,血 糖 ,血酮体,(三) 高渗性非酮症糖尿病昏迷 (Hyperosmotic Nonketotic Diabetic Coma),胰岛素，胰高血糖素,二、对心血管系统的影响,(Effects on Cardiovascular System),(一) 糖尿病血管病变 (Diabetic Vascular Diseases), 微血管病变：糖尿病视网膜病，糖尿病肾病 大血管病变：动脉粥样硬化,微血管病变糖尿病肾病,肾脏的微血管病变,微血管病变糖尿病视网膜病变,简称“糖网”.糖尿病会引起视网膜血管失调。病症的发生率随着患糖尿病时间增加而提高。患有糖尿病十五年以上的病人中大约60%的病人眼部血管会受损，其中一部分有可能失明 (1)背景性视网膜病变 (2)增值性视网膜病变 (3)黄斑点水肿,大血管病变动脉粥样硬化,动脉粥样硬化的某些易患因素(肥胖、高血压、脂代谢异常)在糖尿病人群中发生率均高于相应的非糖尿病人群。 胰岛素、性激素、生长激素、儿茶酚胺等激素水平异常，高血糖，血管内皮功能紊乱，血小板功能异常等亦直接或间接参与动脉粥样硬化的发生发展。,胰岛素与动脉粥样硬化,内源性高胰岛素血症促进脂质合成、刺激动脉内膜平滑肌细胞增殖 胰岛素不足减低脂质清除、降低血管壁溶酶体脂肪酶系活性,冠心病、缺血性或出血性脑血管病、肾动脉硬化、肢体动脉硬化等,下肢疼痛、感觉异常、间歇性跛行、坏疽,(二) 糖尿病性心脏病 (Diabetic Heart Diseases), 冠状动脉疾病：心肌缺血，心肌梗死 心脏自主神经病：心动过速 心肌病：充血性心衰,三、糖尿病足,1周围神经病变(peripheral neuropathy) 肢端感觉异常（袜子手套感觉、触觉温度觉障碍）或感觉过敏（麻木、针刺、灼热、踏棉垫感、痛觉过敏） 2自主神经病(autonomic neuropathy) 瞳孔改变、排汗异常、胃排空延迟、腹泻、 便秘、体位 性低血压、心动过速、尿失禁、 尿潴留、阳痿等,四、糖尿病神经病变,(Diabetic neuropathy),微血管病变 山梨醇旁路代谢增强山梨醇增多,1. 皮肤(skin) 2. 眼(eye) 3. 骨和关节(bone and joints) 4. 感染(infection),五、对他,第四节 防治的病理生理基础,(Pathophysiological Basis of Prevention and Treatment),饮食治疗 ( dietary therapy ) 药物治疗 ( drugs ) 外科治疗（surgical therapy）,Clinical Example,患者，女，21岁，3个月前自感疲乏无力并常觉饥饿和口渴，尿量明显增多，2周来上述情况不断加重。食量较前大增，但一周来体重却减轻约7公斤。 化验：血：FGP 22mmol/L，碳酸氢盐19mmol/L, pH 7.29，总胆固醇179mg/dl，甘油三酯115 mg/dl，HDL 45mg/dl，LDL 110mg/dl，T3和T4正常。尿：葡萄糖（+），酮体（+），尿常规（-）。,该病人血糖水平是否正常？,Q