糖代谢紊乱的生物化学检验.ppt
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1、第三章第三章糖代谢紊乱的生物化学检验糖代谢紊乱的生物化学检验卫生部卫生部“十二五十二五”规划教材规划教材 全国高等医药教材建设研究会规划教材全国高等医药教材建设研究会规划教材重庆医科大学 张 彦一、一、血糖及糖代血糖及糖代谢紊乱紊乱二、二、糖代糖代谢紊乱的主要紊乱的主要检测项目目三、三、糖代糖代谢紊乱主要紊乱主要检测项目的目的临床床应用用教学内容教学内容了解低糖血症、先天性糖代谢异常及其生化检验熟悉糖尿病分型及各型特点、糖尿病的主要代谢紊乱及并发症掌握糖尿病的诊断标准、糖尿病及其并发症的生物化学检验学习要求学习要求 第一节 血糖及糖代谢紊乱血糖及血糖调节血糖及血糖调节糖尿病及其代谢紊乱糖尿病及
2、其代谢紊乱低血糖症低血糖症 糖代谢的先天异常糖代谢的先天异常 血糖(blood glucose)指血液中的葡萄糖。正常人空腹血糖浓度维持在3.896.11mmol/L(70110mg/dl)范围内。一、血糖及血糖调节一、血糖及血糖调节 血糖食物糖消化吸收肝糖原分解非糖物质糖异生CO2、H2O、能量 氧化分解肝(肌糖原)合成其他糖类衍生物其他非糖物质尿糖转换转换大于肾阈 血糖浓度的稳定取决于血糖的来源和去路的平衡。血糖浓度的稳定取决于血糖的来源和去路的平衡。血糖浓度受多种激素的精细调节血糖浓度受多种激素的精细调节 血糖升高血糖的激素 胰高血糖素 肾上腺素 生长激素 糖皮质激素降低血糖的激素胰岛素
3、胰岛素样生长因子二、糖尿病及其代谢紊乱二、糖尿病及其代谢紊乱 空腹血糖浓度超过超过空腹血糖浓度超过超过7.0 mmol/L时称为高时称为高血糖症(血糖症(hyperglycemia)。)。病理性高血糖症主要表现为空腹血糖受损、病理性高血糖症主要表现为空腹血糖受损、糖耐量减退和糖尿病。糖耐量减退和糖尿病。(一)糖尿病的定义与分型 糖尿病(糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一组由于)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。代谢性疾病,其特征是高血糖症。糖尿病的定义 典型症状为多食、多饮、多尿和
4、体重减轻,有典型症状为多食、多饮、多尿和体重减轻,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。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。酮症高渗性昏迷。糖尿病的临床表现 根据病因分为:(1)1型糖尿病 (2)2型糖尿病 (3)其他特殊类型的糖尿病 (4)妊娠期糖尿病糖尿病的分型 空空腹腹血血糖糖受受损损(impaired fasting glucose,IFG)反反映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常。映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常。糖糖耐耐
5、量量减减退退(impaired glucose tolerance,IGT)反反映了负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。映了负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。二二者者是是糖糖尿尿病病的的前前期期阶阶段段,统统称称为为糖糖调调节节受受损损(impaired glucose regulation,IGR),它它们们可可单单独独或或合合并存在。并存在。(二)糖尿病的病因及发病机制(二)糖尿病的病因及发病机制 糖尿病的发病机制有两种:糖尿病的发病机制有两种:机体对胰岛素的作用产生抵抗;机体对胰岛素的作用产生抵抗;胰腺胰腺细胞的自身免疫性损伤,以及胰腺功能损伤。细胞的自身免疫性损伤,以及胰腺功能损
6、伤。多种因素共同作用共同参与,引起胰岛素分泌的绝对和多种因素共同作用共同参与,引起胰岛素分泌的绝对和/或相对不足,导致糖尿病的发生。或相对不足,导致糖尿病的发生。1型糖尿病遗传因素:多基因遗传病,与遗传因素:多基因遗传病,与HLA有很强关联性。有很强关联性。自身免疫:自身免疫:T细胞介导的自身免疫性疾病,体内存在细胞介导的自身免疫性疾病,体内存在 多种自身抗体。多种自身抗体。环境因素:病毒感染、化学物质对胰岛细胞的破坏。环境因素:病毒感染、化学物质对胰岛细胞的破坏。2型糖尿病遗传因素:明显的遗传倾向和家族聚集性。遗传因素:明显的遗传倾向和家族聚集性。环境因素:包括年龄、营养因素、肥胖、体力活动
7、缺环境因素:包括年龄、营养因素、肥胖、体力活动缺 乏、不良生活习惯、精神压力等。乏、不良生活习惯、精神压力等。胰岛素抵抗和胰岛素抵抗和细胞分泌缺陷是细胞分泌缺陷是2型糖尿病发型糖尿病发病机制的病机制的2个主要环节。个主要环节。胰岛素抵抗(胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)指单)指单位浓度的胰岛素细胞效应减弱,即机体对正常浓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。度胰岛素的生物反应性降低的现象。目前认为目前认为IR是是2型糖尿病和肥胖等多种疾病型糖尿病和肥胖等多种疾病发生的主要诱因之一,约发生的主要诱因之一,约90的的2型糖尿病存在型糖尿病
8、存在胰岛素抵抗。胰岛素抵抗。(三)各型糖尿病的主要特点1.1型糖尿病型糖尿病 这类糖尿病主要是因胰岛这类糖尿病主要是因胰岛细胞的细胞的破坏引起胰岛素绝对不足引起。破坏引起胰岛素绝对不足引起。按病因和发病机制分为免疫介导性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。糖尿病和特发性糖尿病。主要因为胰岛主要因为胰岛细胞的自身免疫性损害导致胰细胞的自身免疫性损害导致胰岛素分泌绝对不足引起,大多数由岛素分泌绝对不足引起,大多数由T细胞介导,多细胞介导,多数患者体内存在自身抗体,具有酮症酸中毒倾向。数患者体内存在自身抗体,具有酮症酸中毒倾向。免疫介导性1型糖尿病自身抗体包括:(1)胰岛细胞抗体(I
9、CA)(2)胰岛素自身抗体(IAA)(3)抗65-kD谷氨酸脱羧酶抗体(anti-GAD65)(4)胰岛瘤相关抗原IA-2和IA-2(5)胰岛细胞表面抗体(ICSA)特点是:特点是:(1)任何年龄均可发病,典型病例常见于青少年)任何年龄均可发病,典型病例常见于青少年(2)起病较急)起病较急(3)血浆胰岛素及)血浆胰岛素及C肽含量低,糖耐量曲线呈低平状态肽含量低,糖耐量曲线呈低平状态(4)细胞的自身免疫性损伤是重要的发病机制,可检出细胞的自身免疫性损伤是重要的发病机制,可检出 自身抗体自身抗体(5)治疗以依赖胰岛素为主)治疗以依赖胰岛素为主(6)易发生酮症酸中毒)易发生酮症酸中毒(7)遗传因素在
10、发病中起重要作用,特别与)遗传因素在发病中起重要作用,特别与HLA某些基某些基因型关联很强因型关联很强 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。特发性1型糖尿病2.2型糖尿病型糖尿病特点:特点:(1)典型病例常见)典型病例常见40岁以上肥胖的中老年成人,偶见于幼儿岁以上肥胖的中老年成人,偶见于幼儿(2)起病较慢)起病较慢(3)血浆胰岛素含量绝对值不降低,但糖剌激后呈延迟释放)血浆胰岛素含量绝对值不降低,但糖剌激后呈延迟释放(4)ICA等自身抗体呈阴性等自身抗体呈阴性(5)初发患者单用口服降糖药一般可以控制血糖)初发患者单用口服降糖药一般可以
11、控制血糖(6)发生酮症酸中毒的比例不如)发生酮症酸中毒的比例不如1型糖尿病型糖尿病(7)有遗传倾向,但与)有遗传倾向,但与HLA基因型无关基因型无关 3.其他特殊类型糖尿病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:这类糖尿病往往继发于其他疾病,病因众多,但患者较少:(1)细胞功能缺陷性糖尿病细胞功能缺陷性糖尿病:成人型糖尿病、线粒体糖尿病成人型糖尿病、线粒体糖尿病 (2)胰岛素作用遗传性缺陷性糖尿病)胰岛素作用遗传性缺陷性糖尿病(3)胰腺外分泌性疾病所致糖尿病)胰腺外分泌性疾病所致糖尿病(4)内分泌疾病所致糖尿病)内分泌疾病所致糖尿病(5)药物和化学品所致糖尿病)
12、药物和化学品所致糖尿病(6)感染所致糖尿病)感染所致糖尿病(7)少见的免疫介导性糖尿病)少见的免疫介导性糖尿病(8)其他可能伴有糖尿病的遗传综合征)其他可能伴有糖尿病的遗传综合征 线粒体糖尿病 1997年美国糖尿病学会(年美国糖尿病学会(ADA)将本病列为)将本病列为细胞遗传缺陷性细胞遗传缺陷性糖尿病。属于母系遗传,也可散发,人群中发病率为糖尿病。属于母系遗传,也可散发,人群中发病率为0.51.5,发病年龄多在,发病年龄多在3040岁,最常见的是非胰岛素依赖型糖尿病。岁,最常见的是非胰岛素依赖型糖尿病。患者无肥胖、无酮症倾向,多数患者在病程中需要胰岛素治患者无肥胖、无酮症倾向,多数患者在病程中
13、需要胰岛素治疗,常伴有轻度至中度的神经性耳聋。疗,常伴有轻度至中度的神经性耳聋。目前至少已发现目前至少已发现20余种线粒体的基因突变与发病有关,这些余种线粒体的基因突变与发病有关,这些基因的突变导致胰腺基因的突变导致胰腺细胞内能量产生不足,引起胰岛素分泌障细胞内能量产生不足,引起胰岛素分泌障碍而致糖尿病的发生。碍而致糖尿病的发生。4.妊娠期糖尿病妊娠期糖尿病 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。或糖尿病发作,但已知糖尿病伴妊娠者不属此型。在分娩在分娩6周后,应按复查的血糖水平和糖尿病的诊
14、断标准重周后,应按复查的血糖水平和糖尿病的诊断标准重新确定为:新确定为:(1)糖尿病)糖尿病 (2)空腹血糖受损()空腹血糖受损(IFG)(3)糖耐量减退()糖耐量减退(IGT)(4)正常血糖)正常血糖(四)糖尿病的主要代谢紊乱(四)糖尿病的主要代谢紊乱 由由于于胰胰岛岛素素的的绝绝对对或或(和和)相相对对不不足足,机机体体组组织织不不能能有有效效地地摄摄取取和和利利用用血血糖糖,不不仅仅造造成成血血糖糖浓浓度度增增高高,而而且且组组织织细细胞胞内内三三大大营营养养物物质质的的消消耗耗增增加,以满足机体的供能需要。加,以满足机体的供能需要。1.糖尿病时体内的主要代谢紊乱糖尿病时体内的主要代谢紊
15、乱 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。糖代谢 脂肪合成减少、分解加速,血浆游离脂肪酸和甘脂肪合成减少、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,脂肪组织动油三酯浓度升高;胰岛素严重不足时,脂肪组织动员分解产生大量酮体,形成酮症,进一步发展为酮员分解产生大量酮体,形成酮症,进一步发展为酮症酸中毒。症酸中毒。脂肪代谢 蛋白质合成减弱、分解代谢加速,可致机体出蛋白质合成减弱、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。现负氮平衡、体重减轻、生长迟缓等现象。蛋白质代谢 2.糖尿病并发症时体内的主要代谢紊乱糖尿病并发症时体内的
16、主要代谢紊乱 急性并发症包括:感染、糖尿病酮症酸中毒昏迷、急性并发症包括:感染、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、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脑、肾等的病变和高血压等。是糖尿病的严重急性并发症,常见于是糖尿病的严重急性并发症,常见于1型患者伴应激时。脂肪分解加型患者伴应激时。脂肪分解加速、酮体生成增多、血浆中酮体积累超过速、酮体生成增多、血
17、浆中酮体积累超过2.0mmol/L时称为酮血症。时称为酮血症。酮体进一步积聚,发生代谢性酸中毒时称为酮症酸中毒,表现为:严酮体进一步积聚,发生代谢性酸中毒时称为酮症酸中毒,表现为:严重失水、代谢性酸中毒、电解质紊乱和广泛的功能紊乱。除尿酮呈强阳性重失水、代谢性酸中毒、电解质紊乱和广泛的功能紊乱。除尿酮呈强阳性外,血酮体常外,血酮体常5mmol/L、HCO3-降低、血降低、血pH7.35。糖尿病酮症酸中毒昏迷(diabetic ketoacidosis coma)多见于多见于60岁以上岁以上2型糖尿病病情较轻者及少数型糖尿病病情较轻者及少数1型糖尿病患者,发病型糖尿病患者,发病机制复杂机制复杂。
18、诱因为各种原因引起的失水、脱水等。诱因为各种原因引起的失水、脱水等。本症中血浆渗透压升高程度远比糖尿病酮症酸中毒明显,加上患者本症中血浆渗透压升高程度远比糖尿病酮症酸中毒明显,加上患者有一定量的内源性胰岛素,故在血糖极高的情况下,一般不易发生酮症有一定量的内源性胰岛素,故在血糖极高的情况下,一般不易发生酮症酸中毒。酸中毒。糖尿病非酮症高渗性昏迷(hyperosmolar nonketotic diabetic coma)由由于于胰胰岛岛素素的的绝绝对对和和相相对对不不足足,机机体体组组织织不不能能有有效效地地利利用用血血糖糖,丙酮酸大量还原为乳酸,使体内乳酸堆积增多。丙酮酸大量还原为乳酸,使体
19、内乳酸堆积增多。糖尿病乳酸酸中毒昏迷(lactic acidosis diabetic coma)长长期期的的高高血血糖糖使使蛋蛋白白质质发发生生非非酶酶促促糖糖基基化化反反应应,糖糖基基化化蛋蛋白白质质分分子子与与未未被被糖糖化化的的分分子子互互相相结结合合交交联联,使使分分子子不不断断加加大大,进进一一步步形形成成大大分分子子的的糖化产物。糖化产物。这这种种反反应应多多发发生生在在那那些些半半寿寿期期较较长长的的蛋蛋白白质质分分子子上上,如如胶胶原原蛋蛋白白、晶晶体体蛋蛋白白、髓髓鞘鞘蛋蛋白白和和弹弹性性硬硬蛋蛋白白等等,引引起起血血管管基基底底膜膜增增厚厚、晶晶体体浑浑浊浊变变性性和和神
20、神经经病病变变等等病病理理变变化化。由由此此引引起起的的大大血血管管、微微血血管管和和神神经经病病变变,是是导致眼、肾、神经、心脏和血管等多器官损害的基础。导致眼、肾、神经、心脏和血管等多器官损害的基础。糖尿病慢性并发症(chronic complication of diabetes)低血糖(hypoglycemia)指血糖浓度低于空腹血糖参考水平下限。多数人建议空腹血糖参考下限为2.78mmol/L(50mg/dl)。三、低血糖三、低血糖(hypoglycemia)临床症状 主要是与交感神经和中枢神经系统机能的异常相关,主要是与交感神经和中枢神经系统机能的异常相关,由于肾上腺素分泌增加,患
21、者多出现多汗、战栗、恶心、由于肾上腺素分泌增加,患者多出现多汗、战栗、恶心、脉博加速,轻度头痛头晕,饥饿和上腹不适,但这些症脉博加速,轻度头痛头晕,饥饿和上腹不适,但这些症状是非特异性的。状是非特异性的。分类及病因 分类分类 相相 关关 病病 因因新生儿低血糖症新生儿低血糖症 早产和未成熟;早产和未成熟;呼吸窘迫综合征;呼吸窘迫综合征;母体糖母体糖 尿病;尿病;妊娠毒血症;妊娠毒血症;其他(如寒冷应激,红其他(如寒冷应激,红 细胞增多症等)细胞增多症等)婴儿低血糖症婴儿低血糖症 酮性低血糖症;酮性低血糖症;先天性糖代谢酶缺陷;先天性糖代谢酶缺陷;糖糖 原贮积病;原贮积病;糖异生酶缺陷;糖异生酶
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