第八章 糖代谢紊乱

第八章糖代谢紊乱退出主要内容一、血糖及血糖浓度调节二、糖尿病三、低糖血症四、糖代谢的先天性异常

第一节血糖及血糖浓度调节

血糖指血液中的葡萄糖。在激素等多种因素调节下，正常人空腹血糖浓度维持在3.89～6.11mmol/L（70～110mg/dl）范围内。2003年美国糖尿病协会推荐的参考范围上限为5.6mmol/L(100mg/dl)。一、血糖来源和去路二、血糖浓度的调节返回章一、血糖来源和去路血糖浓度的稳定取决于血糖的来源和去路的平衡。血糖的来源受到机体是否进食的影响，而机体对血糖的利用情况则决定了血糖的去路。返回节（一）血糖的来源

血糖主要来自于以下三个方面：食物中糖类的消化吸收肝糖原的分解非糖物质的糖异生返回节（二）血糖的去路组织细胞对葡萄糖的摄取和利用是血糖的去路，主要途径有：1.有氧氧化2.合成糖原3.转换成其他非糖物质4.转换为其他糖及糖类衍生物5.生成尿糖返回节血糖食物糖消化吸收肝糖原分解非糖物质糖异生氧化分解CO2+H2O+能量糖原合成肝（肌）糖原磷酸戊糖途径等其它糖脂类、氨基酸合成代谢脂肪、氨基酸血糖大于肾糖阈尿糖返回节1.肝的调节作用血糖↓肝糖原分解，糖异生增强血糖↑肝糖原合成，糖转化为脂肪2.神经系统的调节下丘脑和自主神经系统3.激素的调节二、血糖浓度的调节

主要调节激素

降低血糖：胰岛素、胰岛素样生长因子（IGF）

升高血糖：胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素、生长激素

主要依靠激素的调节

返回节（一）降低血糖的激素

1.胰岛素是由胰腺的胰岛β细胞所产生的多肽激素，主要是促进肝脏、骨骼肌和脂肪组织对葡萄糖的摄取和转化，同时抑制肝脏的糖原分解和糖异生，总的效应是降低血糖。

返回节（1）化学：人胰岛素含51个氨基酸残基，分子量为5808，由A、B两条链构成，含两个链间二硫键和一个链内二硫键。人与其他物种的胰岛素略有差异，但是B链的C末端区域（B23～B26）是决定胰岛素生物活性的关键区域，具有高度保守性，因此不同来源的胰岛素在免疫学和生物活性上有相似性。返回节（2）合成：胰岛β细胞粗面内质网的核糖核蛋白体首先合成含100个氨基酸残基的前胰岛素原，很快被酶切去信号肽后，生成分子量为9.0KD含86个氨基酸的胰岛素原，被蛋白水解酶切掉4个氨基酸残基后，水解为51个氨基酸的活性胰岛素和31个氨基酸的无活性的C-肽。返回节胰岛素原的加工（图）返回节（3）释放：

呈脉冲式分泌，基础胰岛素分泌量约1U/h，每天总量约40U。葡萄糖、氨基酸可以刺激胰岛素分泌；高血糖，生长抑素等因素能抑制胰岛素的释放。返回节（4）降解：主要为肝脏摄取并降解，少量由肾小球滤过，并在近曲小管重吸收和降解。胰岛素在体内的生物半寿期为5分钟～10分钟。返回节（5）作用机制：与细胞膜上特异性受体结合后，触发细胞内一系列特异性的信号转导，产生相应的生物学效应。返回节胰岛素对血糖的调节机制（1）促进葡萄糖转运进入肝外细胞（2）加速糖原合成，抑制糖原分解（3）加快糖的有氧氧化（4）抑制肝内糖异生（5）减少脂肪动员返回节2.胰岛素样生长因子（IGF）是一类结构上类似胰岛素的多肽激素，也具有类似于胰岛素的代谢作用和促生长作用。返回节（二）升高血糖的激素1.胰高血糖素：体内升高血糖水平的主要激素。胰高血糖素的作用机制:

(1)促进肝糖原分解，抑制糖原合成(2)抑制酵解途径，促进糖异生(3)促进脂肪动员返回节2.肾上腺素：强有力的升高血糖的激素，能促进肝糖原分解和降低血糖的利用。3.生长激素：促进糖异生和脂肪分解，抑制组织对葡萄糖的摄取。4.皮质醇：促进糖异生及蛋白质和脂肪的分解。返回节血糖的激素调节返回节（三）其他影响糖代谢的激素1.甲状腺素：不直接参与血糖的调节，但能刺激糖原分解，促进糖的吸收。2.生长抑素：可抑制生长激素的释放，调节胰高血糖素和胰岛素的分泌。返回节

第二节糖尿病空腹血糖浓度超过7.0mmol/L时称为高血糖症。病理性高血糖症主要表现为空腹血糖损伤、糖耐量减退或糖尿病。一、糖尿病的定义二、糖尿病的分型三、各型糖尿病的主要特点四、糖尿病的主要代谢紊乱五、糖尿病的诊断六、糖尿病及其并发症的实验室

检测指标及方法学评价七、糖尿病检测指标的临床应用评价返回章一、糖尿病的定义糖尿病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，其特征是高血糖症。糖尿病的典型症状为多尿、烦渴、多饮和体重减轻，有时伴随有多食及视力下降，并容易继发感染，青少年患者可出现生长发育迟缓。可并发危及生命的糖尿病酮症酸中毒昏迷和非酮症高渗性昏迷。

返回节糖尿病的发病机制糖尿病的发病机制有两种：1.胰腺β细胞的自身免疫性损伤2.机体对胰岛素的作用产生抵抗

两种机制可以共存于同一患者，有时很难鉴别哪一个是原发性病因。返回节二、糖尿病的分型根据病因分为四大类型：

1型糖尿病

2型糖尿病其他特殊类型的糖尿病妊娠期糖尿病返回节（一）1型糖尿病

按病因和发病机制分为免疫介导性糖尿病和特发性糖尿病。这类糖尿病主要是因胰岛β细胞的破坏引起胰岛素绝对不足。三、各型糖尿病的主要特点返回节1.免疫介导性糖尿病：主要是因为胰岛β细胞的自身免疫性损害导致胰岛素分泌绝对不足引起，大多数损害是由T细胞介导的，多数患者体内存在自身抗体，具有酮症酸中毒倾向。（1）自身抗体胰岛细胞胞浆抗体抗65-kD谷氨酸脱羧酶抗体胰岛瘤相关抗原IA-2α和IA-2β返回节（2）遗传学：是多基因遗传病，与6号染色体上的HLA关联很强大多数1型糖尿病患者可表达HLA-DR3和HLA-DR4相容性抗原，而HLA-DQB1能显著降低发病的风险，另外9号染色体上至少11个位点与本病相关。（3）环境因素：病毒（如风疹、流行性腮腺炎和柯萨奇病毒B等）、化学品、牛奶等都被报道与本病有关。

返回节（4）特点：①任何年龄均可发病，但典型病例常见于青少年。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。⑤治疗依赖胰岛素为主。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某些基因型有很强关联.返回节2.特发性糖尿病：这一类患者极少，主要见于非裔及亚裔人。其显著特点是具有1型糖尿病的表现，但没有明显的自身免疫反应的证据，也没有HLA基因型的相关特点。返回节（二）2型糖尿病至少有两种主要的病因，一是胰岛素抵抗（IR），即外周组织细胞对胰岛素不敏感；二是胰岛β细胞的功能减退。胰岛素抵抗是指单位浓度的胰岛素细胞效应减弱，即机体对正常浓度胰岛素的生物反应性降低的现象。目前认为胰岛素抵抗是2型糖尿病和肥胖等多种疾病发生的主要诱因之一，约90％的2型糖尿病存在胰岛素抵抗。返回节2型糖尿病特点：（1）典型病例常见40岁以上肥胖的中老年成人，偶见于幼儿。（2）起病较慢。（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。（4）ICA等自身抗体呈阴性。（5）单用口服降糖药一般可以控制血糖。（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基因型无关。返回节（三）其他特殊类型糖尿病

这类糖尿病往往继发于其他疾病，病因众多，但患者较少。返回节（四）妊娠期糖尿病指在妊娠期间发现的糖尿病，包括任何程度的糖耐量减退或糖尿病发作，但已知糖尿病伴妊娠者不属此型。在分娩6周后，应按复查的血糖水平和糖尿病的诊断标准重新确定为：

糖尿病；空腹血糖损伤（IFG）；糖耐量减退（IGT）；正常血糖。返回节四、糖尿病的主要代谢紊乱由于胰岛素的绝对或（和）相对不足，机体组织不能有效地摄取和利用血糖，不仅造成血糖浓度增高，而且组织细胞内三大营养物质的消耗增加，以满足机体的供能需要。返回节（一）糖尿病时体内的主要代谢紊乱在糖代谢上，外周组织对葡萄糖的利用和转化减少，而肝糖原分解和糖异生增多，导致血糖升高。在脂肪代谢上，脂肪合成减少、分解加速，血浆游离脂肪酸和甘油三酯浓度升高；胰岛素严重不足时，脂肪组织大量动员分解产生大量酮体，形成酮症，进一步发展为酮症酸中毒。在蛋白质代谢上，蛋白质合成减弱、分解代谢加速，可致机体出现负氮平衡、体重减轻、生长迟缓等现象。返回节（二）糖尿病并发症时体内的主要代谢紊乱长期的高血糖可导致多种并发症。按发病的快慢可分为急性并发症和慢性并发症两大类。急性并发症除常见的感染外，还有糖尿病酮症酸中毒昏迷、糖尿病非酮症高渗性昏迷、糖尿病乳酸酸中毒昏迷等。慢性病变主要是微血管病变，如肾脏病变、眼底病变、神经病变；大血管病变如动脉弱样硬化及心、脑、肾等的病变和高血压等。返回节五、糖尿病的诊断对糖尿病作出准确的诊断必须依据一定的标准，特别对那些有潜在糖尿病倾向的人群以及轻症的早期都需要进行相关的实验室检查。返回节(一)糖尿病诊断标准1.糖尿病的典型症状（如多尿、多饮和无原因体重减轻等)，同时随机血糖浓度≥200mg/dL(11.1mmol/L)。2.空腹血浆葡萄糖浓度（FPG）≥7.0mmol/L(126mg/dl)。3.口腹葡萄糖耐量（OGTT）实验中2小时血浆葡萄糖浓度（2h-PG）≥11.1mmol/L（200mg/dL）。返回节妊娠糖尿病的诊断标准筛选：1.对所有24周～28周孕的、具中高危妊娠期糖尿病倾向的妊娠妇女进行筛查。2.空腹条件下，口服50g葡萄糖。3.测定1小时血浆葡萄糖浓度。4.若血糖≥7.8mmol/L（140mg/dl），则需进行葡萄糖耐量试验。诊断：1.空腹早晨测定。2.测定空腹血浆葡萄糖浓度。3.口服100g或75g葡萄糖。4.测定3小时或2小时内的血浆葡萄糖浓度。5.至少有两项检测结果与下述结果相符或超过，即可诊断：时间100g葡萄糖负荷实验*75g葡萄糖负荷实验*血浆葡萄糖浓度血浆葡萄糖浓度空腹5.3mmol/L(95mg/dl)5.3mmol/L(95mg/dl)1小时10.0mmol/L(180mg/dl)10.0mmol/L(180mg/dl)2小时8.6mmol/L(155mg/dl)8.6mmol/L(155mg/dl)3小时7.8mmol/L(140mg/dl)——6.如果结果正常，而临床疑似GDM，则需在妊娠第三个三月期重复上述测定。注：#一些专家推荐130mg/dl*100g和75g葡萄糖负荷试验均可，目前尚无统一标准，多数采用100g进行负荷试验。空腹血糖损伤和糖耐量减退的诊断标准空腹血糖损伤(IFG)空腹血浆葡萄糖浓度在6.1*～7.0mmol/L（110*～126mg/dl）内时，即可诊断。糖耐量减退(IGT)1.空腹血浆葡萄糖浓度＜7.0mmol/L（126mg/dl）。2.口服葡萄糖耐量试验(OGTT)，2小时血浆葡萄糖（2h-PG）在7.8～11.1mmol/L（140～200mg/dl）。检测结果同时满足以上两项时，即可诊断。注：*2003年美国糖尿病协会(ADA)推荐降低IFG诊断标准的下限为5.6mmo/L（100mg/dl）。返回节（二）空腹血糖空腹血糖（FPG）是指至少8h内不摄入含热量食物后测定的血浆葡萄糖。糖尿病最常用检测项目。返回节建议进行FPG或OGTT筛查的人群1.所有年满45周岁的人群，每三年进行一次筛查。2.对于较年青的人群，如有以下情况，应进行筛查：（1）肥胖个体，体重≥120%标准体重或者BMI*≥27kg/m2；（2）存在与糖尿病发病高度相关的因素。（3）糖尿病发病的高危种族（如非裔、亚裔、土著美国人、西班牙裔和太平洋岛屿居民）。（4）已确诊GDM或者生育过>9kg体重的胎儿。（5）高血压症患者。（6）HDL胆固醇水平≤0.90mmol/L(35mg/dl)或TG水平≥2.82mmol/L（250mg/dl）。（7）曾经有IGT或者IFG的个体。注：*BMI为体重指数，BMI=体重(kg)/身高(m)的平方。返回节（三）口服葡萄糖耐量试验

口服葡萄糖耐量试验(OGTT)，是在口服一定量葡萄糖后2h内作系列血浆葡萄糖浓度测定，以评价不同个体对血糖的调节能力的一种标准方法。返回节不同情况下的OGTT曲线（图）OGTT结合FPG可协助诊断糖尿病及其相关状态①FPG正常（＜7.0mmol/L），并且2hPG＜7.8mmol/L为正常糖耐量。②血浆FPG介于6.1mmol/L～7.0mmol/L*之间，2hPG＜7.8mmol/L为空腹血糖损害（IFG）。③血浆FPG＜7.0mmol/L和2hPG介于7.8mmol/L～11.1mmol/L间为糖耐量减退（IGT）。④血浆FPG≥7.0mmol/L，2hPG≥11.1mmol/L为糖尿病性糖耐量。返回节（四）静脉葡萄糖耐量试验静脉葡萄糖耐量试验(IGTT)的适应症与OGTT相同。对某些不宜作OGTT的患者，排除影响葡萄糖吸收的因素，应按WHO的方法进行IGTT。返回节六、糖尿病及其并发症的实验室检测指标及方法学评价

临床实验室检测血糖以及血糖调节物，以及并发症相关的其他代谢产物、糖化蛋白等，有利于糖尿病及其并发症的早期诊断、鉴别诊断、指导治疗和评估预后。返回节（一）体液葡萄糖的检测多种体液、多种分析方法都可用于葡萄糖水平的测定，但诊断糖尿病应使用血浆或血清标本，目前采用酶法为推荐使用的方法。1.标本的收集和贮存：血液标本需分离血浆尽快测定。若不能及时测定，标本应中加入碘乙酸钠或氟化钠抑制糖酵解作用，使血葡萄糖在室温下稳定3天。尿液、脑脊液等样本若不能及时测定，也需相应的处理。返回节不同样本的葡萄糖浓度参考值标本葡萄糖浓度（mmol/L）葡萄糖浓度（mg/dl）血浆/血清成人小孩早产新生儿足月新生儿成人全血脑脊液尿(24h)4.5～5.93.5～5.61.1～3.31.7～3.33.5～5.32.2～3.9（相当于血浆值的60%）0.1～0.874～10660～10020～6030～6065～9540～701～15返回节2.葡萄糖的测定方法及评价：目前多采用酶法测定血浆葡萄糖，主要用的是已糖激酶和葡萄糖氧化酶，也有用葡萄糖脱氢酶。返回节（1）已糖激酶法本法准确度和精密度高，特异性高，适用于自动化分析。轻度溶血、脂血、黄疸等不干扰测定。返回节葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADPHK6-磷酸葡萄糖+NADP+6-磷酸葡萄糖+NADPH++NADPH+H+G-6-PD（2）葡萄糖氧化酶法：准确度和精密度都能达到临床要求，操作简便，适用于常规检验。返回节葡萄糖+2H2O+O2葡糖酸+2H2O2色原性氧受体+H2O2有色氧化物+H2OPODPOD（3）葡萄糖脱氢酶法本法高度特异，不受各种抗凝剂和血浆中其他物质的干扰。制成固相酶，可用于连续流动分析，也可用于离心沉淀物的分析。返回节葡萄糖+NAD葡糖酸内酯+NADH+H+GD（二）酮体的检测酮体由乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮组成，主要来源于游离脂肪酸在肝脏的氧化代谢产物。在未控制的糖尿病中，由于胰岛素缺乏，酮体生成增加。返回节目前大多数试验仅检测乙酰乙酸、丙酮。这会导致实验检测结果与病情不相符。返回节乙酸乙酰+NADH+H+β-羟丁酸+NAD+β-羟丁酸脱氢酶乙酸乙酰+H+丙酮+CO2自发性脱羧（三）乳酸和丙酮酸的检测乳酸是糖代谢的中间产物，主要来源于骨骼肌、脑、皮肤、肾髓质和红细胞。一般认为乳酸浓度超过5mmol/L以及pH＜7.25时提示有明显的乳酸中毒。丙酮酸浓度可用于评价有先天代谢紊乱而使血清乳酸浓度增加的情况。返回节1.全血乳酸测定：该法由于特异性高、操作简便，是乳酸测定的首选方法。为避免分析前因素影响乳酸浓度，患者需作好准备，标本采集时也应注意。返回节L-乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+LD(pH9.0～9.6)不同样本的乳酸参考值标本乳酸浓度（mmol/L）乳酸浓度（mg/dl）静脉血静息时0.5～1.35～12住院患者0.9～1.78～15动脉血静息时0.36～0.753～7住院患者0.36～1.253～1124h尿液5.5～22mmol/24h49.5～198mg/24h返回节2.全血丙酮酸测定：丙酮酸很不稳定，在采血后1min内就可出现明显的下降，应制备无蛋白滤液后测定。丙酮酸标准物也需新鲜制备。返回节乳酸+NAD+丙酮酸+NADH+H+LD(pH7.5)不同标本的丙酮酸参考值标本丙酮酸浓度（mmol/L）丙酮酸浓度（mg/dl）安静状态下空腹静脉全血0.03～0.100.3～0.9动脉全血0.02～0.080.2～0.7脑脊液（CSF）0.06～0.190.5～1.724小时尿≤1mmol/24h≤8.81mg/24h返回节（四）糖化蛋白的检测血液中的己糖（主要是葡萄糖）可以将糖基连接到蛋白质的氨基酸基团上，生成糖化蛋白。这是个一个缓慢的、不可逆的、非酶促反应，与血糖的浓度和高血糖存在的时间相关。糖化蛋白浓度主要用于评估血糖控制效果。返回节1.糖化血红蛋白（GHb）：由于定义和测定方法不同，对糖化血红蛋白组成没有统一的认识。反映过去6周～8周的平均血糖浓度，可为评估血糖的控制情况提供可靠的实验室指标。GHb的测定方法包括：（1）根据电荷差异：离子交换层析，高效液相层析，常规电泳和等电聚焦电泳等。（2）根据结构差异：亲和层析和免疫测定法。（3）化学分析技术：比色法、分光光度法。

返回节糖化血红蛋白参考范围糖化血红蛋白种类平均值（％）参考范围（％）HbA1（A1a+b+c）6.55.0～8.0仅HbA1c4.53.6～6.0总糖化血红蛋白(A1+A0）5.54.5～7.0返回节2.果糖胺：是血浆蛋白酮胺的普通命名，主要是糖化清蛋白。与GHb类似，果糖胺测定可反映2周～3周内血糖的平均浓度。主要测定方法：

返回节eneaminol果糖胺分子重排Eneaminol+NBT果糖胺+formazam3.晚期糖基化终末产物（AGE）：非酶促作用使葡萄糖与长寿命的蛋白质（如胶原）相连，产生稳定的Amadori早期糖化产物，经一系列分子重排、脱氢和断裂反应后，生成不可逆的AGE。它提供了一种比GHb更长期的糖尿病控制指标。

返回节（五）尿清蛋白排泄试验糖尿病性肾病的早期检测依赖于尿清蛋白排泄率(UAE)试验。UAE增加提示清蛋白经肾小球滤过增加，是微血管病变的标志。返回节尿清蛋白排泄率参考值μg/分钟mg/24小时校正值（mg/g尿肌酐）正常＜20＜30＜30UEA增加（微量清蛋白尿）20～20030～30030～300临床清蛋白尿＞200＞300＞300返回节（六）血糖调节物的检测血糖的稳定有赖于各种调节激素的正常作用，因此胰岛素及其抗体、胰岛素原、C－肽和胰高血糖素的检测对糖尿病及其并发症的诊断有意义。值得注意的是糖尿病的诊断标准中并不包括激素的检测。返回节血糖调节物检测的临床用途检测物临床意义胰岛素①评价空腹低糖血症。②评估多囊性卵巢综合征的胰岛素抵抗机制。③糖尿病分型。④糖尿病预测。⑤β细胞功能评估。⑥选择最佳糖尿病治疗方案。⑦胰岛素抵抗机制研究。⑧预测冠状动脉疾病的发展。胰岛素原①诊断胰腺β细胞肿瘤。②诊断家族性高胰岛素原血症。③确定胰岛素分析的交叉反应。C-肽①评价β细胞肿瘤所致及药源性空腹低糖血症。②糖尿病分型。③β细胞功能评估。④获取胰岛素泵的保险范围。⑤胰腺切除、胰岛细胞移植术后的监测。胰高血糖素诊断胰腺α细胞瘤返回节1.胰岛素与胰岛素抗体的检测：

胰岛素的主要作用是降低血糖，而胰岛素抗体能与其结合从而拮抗其作用。（1）胰岛素的检测：可采用RIA、ELISA、化学发光等方法，每种方法的检测原理有差异。正常参考值范围也因方法而异。返回节葡萄糖刺激胰岛素分泌的动态试验有利于糖尿病类型鉴别返回节（2）胰岛素抗体的检测：几乎