《糖代谢紊乱》PPT课件.ppt
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1、第四章第四章 糖代谢紊乱糖代谢紊乱生化与分子生物学教研室生化与分子生物学教研室1 教学目标教学目标【熟悉熟悉】血糖浓度的调节;血糖的血糖浓度的调节;血糖的 来源与去路来源与去路【掌握掌握】糖尿病的主要代谢紊乱及糖尿病的主要代谢紊乱及生物化学检测,糖尿病的分型生物化学检测,糖尿病的分型 2第一节第一节 血糖及血糖浓血糖及血糖浓 度的调节度的调节3糖的生理功能糖的生理功能1.氧化供能氧化供能如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、胆固醇、核苷等物质的原料。核苷等物质的原料。3.作为机体组织细胞的组成成分作为机体组织细胞的组成成分这是糖的主要功能。这是糖的主要功能。2
2、.提供合成体内提供合成体内其他物质的原料其他物质的原料如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的组成成分。45一、血糖其来源与去路一、血糖其来源与去路 1.1.血糖的定义血糖的定义:血液中的葡萄糖。正常人空腹血糖为血液中的葡萄糖。正常人空腹血糖为3.3.89-6.11mmol/L89-6.11mmol/L 2.2.血糖的来源:血糖的来源:(1 1)饮食中的糖饮食中的糖 (2 2)肝糖原的分解)肝糖原的分解 (3 3)糖异生作用)糖异生作用 63.3.血糖的去路血糖的去路n1.氧化供能氧化供能n2.2.合成糖原合成糖原n3.3.转变成非糖物质转变成非糖物质n4.4
3、.转变成其它糖及衍生物转变成其它糖及衍生物n5.5.随尿排出随尿排出7当血糖浓度高于当血糖浓度高于8.8910.00mmol/L时,时,超过了肾小管的重吸收能力,则可出现超过了肾小管的重吸收能力,则可出现糖尿糖尿。这一血糖水平称为这一血糖水平称为肾糖阈肾糖阈。肾糖阈的定义肾糖阈的定义891011(二)激素的调节作用(二)激素的调节作用调节血糖浓度的激素可分为两大类:调节血糖浓度的激素可分为两大类:降低血糖的激素降低血糖的激素1 1、胰岛素、胰岛素(Insulin)(Insulin)化学化学:胰岛胰岛细胞合成分泌的一种蛋白类激素,细胞合成分泌的一种蛋白类激素,MWMW:60006000,含,含5
4、151个氨基酸残基,有个氨基酸残基,有A A、B B 两条肽链。两条肽链。12 人类胰岛素与许多动物来源胰岛素在免疫学人类胰岛素与许多动物来源胰岛素在免疫学和生物学活性上有相似性。和生物学活性上有相似性。13n合成:合成:核糖核蛋白体核糖核蛋白体 前胰岛素原前胰岛素原(102aa)(102aa)胰岛素胰岛素(51aa)(51aa)信号肽信号肽(16aa)(16aa)C C肽肽(31aa)95%(31aa)95%胰岛素原胰岛素原(86aa)(86aa)4 4个碱性个碱性aa 5%aa 5%胰岛素原胰岛素原14释放释放:n正常人呈脉冲式分泌,基础分泌量约正常人呈脉冲式分泌,基础分泌量约1U/h(1
5、)刺激胰岛素分泌的因素刺激胰岛素分泌的因素:高血糖高血糖(主要主要)、氨基酸、胃肠的激素、氨基酸、胃肠的激素、药物等。药物等。(2)抑制胰岛素分泌的因素抑制胰岛素分泌的因素:低血糖低血糖(主要主要)、生长抑素、各种药物等。、生长抑素、各种药物等。n降解降解:肝脏(主要)、肾。肝脏(主要)、肾。15n胰岛素作用:胰岛素作用:(1)促进肌肉、脂肪组织细胞膜对葡萄糖通透)促进肌肉、脂肪组织细胞膜对葡萄糖通透性,使血糖容易进入细胞内(肝脑例外)性,使血糖容易进入细胞内(肝脑例外)(2)促进肝葡萄糖激酶活性,使血糖易进入肝)促进肝葡萄糖激酶活性,使血糖易进入肝细胞内合成肝糖原细胞内合成肝糖原(3)促进糖
6、氧化分解)促进糖氧化分解(4)促进糖转变成脂肪)促进糖转变成脂肪(5)抑制糖异生)抑制糖异生16作用机制作用机制n普遍认为是与细胞膜上特异性受体结合普遍认为是与细胞膜上特异性受体结合后发挥生理效应。后发挥生理效应。172 2、胰岛素样生长因子(、胰岛素样生长因子(insulin like insulin like growth factors IGFgrowth factors IGF)IGF IGF结构上与胰岛素相似,具有类似于胰岛结构上与胰岛素相似,具有类似于胰岛素的代谢作用和促生长作用。素的代谢作用和促生长作用。IGFIGF:细胞生长和分化的主要调节因子细胞生长和分化的主要调节因子 IG
7、FIGF IGFIGF:生理作用尚不清楚生理作用尚不清楚 测定测定IGFIGF浓度可评价生长激素的缺乏和过浓度可评价生长激素的缺乏和过量,监测机体的营养状况。量,监测机体的营养状况。18升高血糖的激素升高血糖的激素1 1、胰高血糖素:、胰高血糖素:胰岛胰岛细胞分泌含细胞分泌含2929个氨基酸残基的多肽。个氨基酸残基的多肽。促进肝糖原分解和糖异生及酮体生成促进肝糖原分解和糖异生及酮体生成作用:作用:促进脂肪动员促进脂肪动员19分分 泌:泌:n主要受血糖浓度调节,血糖浓度低可刺主要受血糖浓度调节,血糖浓度低可刺激其分泌,反之则抑制器分泌。应激、激其分泌,反之则抑制器分泌。应激、运动和氨基酸也可诱导
8、其释放;运动和氨基酸也可诱导其释放;n胰岛素可抑制其基因的表达,减少其生胰岛素可抑制其基因的表达,减少其生物合成和释放。物合成和释放。20n2、肾上腺素、肾上腺素 肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素 促进肝糖原分解,升高血糖。促进肝糖原分解,升高血糖。作用作用 刺激胰高血糖素的分泌,抑制胰岛素刺激胰高血糖素的分泌,抑制胰岛素 分泌。分泌。21n3、生长激素、生长激素 促进糖促进糖糖异生和脂肪分解糖异生和脂肪分解 作用作用 拮抗胰岛素的促组织摄取血糖作用拮抗胰岛素的促组织摄取血糖作用n4、皮质醇、皮质醇 促进促进糖异生和糖原分解糖异生和糖原分解 作用作用 促进脂肪和蛋白
9、分解促进脂肪和蛋白分解22(三)肝的调节作用(三)肝的调节作用 肝从器官水平通过各种酶对肝从器官水平通过各种酶对血糖进行调节,具有双向调控功血糖进行调节,具有双向调控功能,包括肝糖原的合成与分解,能,包括肝糖原的合成与分解,糖的异生和转化等。糖的异生和转化等。23第二节第二节 糖尿病糖尿病一、高糖血症一、高糖血症 (一)定义:(一)定义:高血糖症(高血糖症(hyperglycemia):空腹血空腹血糖高于糖高于7.0mmol/L(130mg/dl),血糖高于血糖高于肾糖阈肾糖阈8.9-10.0 mmol/L,则出现糖尿则出现糖尿。(二)分类:(二)分类:生理性和病理性两种。生理性和病理性两种。
10、241.1.生理性高血糖和糖尿均为一时性的,生理性高血糖和糖尿均为一时性的,可见于:可见于:n(1)饮食性的高血糖和糖尿)饮食性的高血糖和糖尿n(2)情感性的高血糖及糖尿)情感性的高血糖及糖尿n(3)肾性糖尿)肾性糖尿2.2.病理性的高血糖和糖尿病理性的高血糖和糖尿 病理性的高血糖症主要表现为空腹血病理性的高血糖症主要表现为空腹血糖受损、糖耐量减退和糖尿病。糖受损、糖耐量减退和糖尿病。25二、糖尿病的定义与分型二、糖尿病的定义与分型(一)定义:(一)定义:糖尿病糖尿病(diabetes mellitus)是一组由于胰岛素是一组由于胰岛素分泌不足或分泌不足或(和和)胰岛素作用低下而引起的代谢性疾
11、胰岛素作用低下而引起的代谢性疾病,其特征是高糖血症。病,其特征是高糖血症。(二)典型症状(二)典型症状 多尿、多饮、多食、体重减轻。多尿、多饮、多食、体重减轻。26(三三)发病机制发病机制1、机体对胰岛素作用产生抵抗,最终引起、机体对胰岛素作用产生抵抗,最终引起胰腺功能受损;胰腺功能受损;2、胰腺、胰腺B细胞自身免疫损伤。细胞自身免疫损伤。(四)(四)DM的分类的分类27糖尿病的病因学分类(糖尿病的病因学分类(20012001年)年)1 1型糖尿病型糖尿病(胰岛的胰岛的细胞破坏,常导致胰岛素绝对不足)细胞破坏,常导致胰岛素绝对不足)免疫介导免疫介导 特发性特发性。2 2型型糖糖尿尿病病(定定义
12、义的的范范围围可可从从显显著著胰胰岛岛素素抵抵抗抗伴伴胰胰岛岛素素相相对对不不足足,到显著胰岛素分泌不足伴胰岛素抵抗到显著胰岛素分泌不足伴胰岛素抵抗)。其他特殊类型的糖尿病其他特殊类型的糖尿病细胞功能的遗传性缺陷细胞功能的遗传性缺陷1212号号染染色色体体HNF-1HNF-1(MODYMODY3 3)、7 7号号染染色色体体葡葡萄萄糖糖激激酶酶(MODYMODY2 2)、2020号染色体号染色体HNF-4 HNF-4、(、(MODY1MODY1)、)、线粒体线粒体DNADNA、其他其他。胰岛素作用遗传性缺陷胰岛素作用遗传性缺陷A A型型胰胰岛岛素素抵抵抗抗、妖妖精精貌貌综综合合征征、Rabso
13、n-MendenhallRabson-Mendenhall综综合合征征、脂脂肪萎缩性糖尿病、其他肪萎缩性糖尿病、其他。胰腺外分泌性疾病胰腺外分泌性疾病 胰胰腺腺炎炎、外外伤伤及及胰胰腺腺切切除除、肿肿瘤瘤、囊囊性性纤纤维维化化病病、血血色色病病、纤纤维钙化性胰腺病变、其他维钙化性胰腺病变、其他。28内分泌疾病内分泌疾病肢肢端端肥肥大大症症、库库欣欣综综合合征征、胰胰高高血血糖糖素素瘤瘤、嗜嗜铬铬细细胞胞瘤瘤、甲甲状状腺腺功能亢进、生长抑素瘤、醛固酮瘤、其他功能亢进、生长抑素瘤、醛固酮瘤、其他。药物和化学品所致药物和化学品所致吡吡甲甲硝硝苯苯脲脲(vacor)、戊戊双双脒脒(pentamidin
14、e)、烟烟酸酸(nicotinic acid)、糖糖皮皮质质激激素素、甲甲状状腺腺素素、二二氮氮嗪嗪(diazoxide)、肾肾上上腺腺素素受受体体激激动动剂剂、噻噻嗪嗪类类利利尿尿剂剂、苯苯妥妥因因钠钠(dilantin)、干干扰扰素素、其他其他。感染感染风疹、巨细胞病毒、其他风疹、巨细胞病毒、其他。少见的免疫介导性糖尿病少见的免疫介导性糖尿病Stiffman综合症、抗胰岛素受体抗体、其他综合症、抗胰岛素受体抗体、其他。其他可能伴有糖尿病的遗传综合症其他可能伴有糖尿病的遗传综合症Down综综合合征征、Klinefelter综综合合征征、Turner综综合合征征、Worfram综综合合征征、F
15、riedreich共共济济失失调调、Huntington舞舞蹈蹈病病、Laurence-Moon-Biedel综合征、强直性肌营养不良、卟啉病、综合征、强直性肌营养不良、卟啉病、Prader-Willi综合征、其他综合征、其他。妊娠期糖尿病妊娠期糖尿病(GDM)29三、几种类型糖尿病的主要特点三、几种类型糖尿病的主要特点(一一)1)1型糖尿病型糖尿病1 1、免疫介导糖尿病、免疫介导糖尿病n1 1)病因:由于胰岛)病因:由于胰岛细胞的破坏(自身免疫细胞的破坏(自身免疫机制引起的)引起胰岛素的绝对不足,且具机制引起的)引起胰岛素的绝对不足,且具有酮症酸中毒倾向。有酮症酸中毒倾向。30 导致导致1型
16、糖尿病发生的自身免疫反应与病人的型糖尿病发生的自身免疫反应与病人的基因易感性及环境因素有关。基因易感性及环境因素有关。当具有易感基因的个体(如当具有易感基因的个体(如HLADQB1*0302,DQB1*0201)在受到某种病毒感染或某些)在受到某种病毒感染或某些细胞细胞毒性物质的破坏后,即使仅有少部分的毒性物质的破坏后,即使仅有少部分的细胞受细胞受到轻微损伤,仍可由此而激发针对自身到轻微损伤,仍可由此而激发针对自身细胞的细胞的免疫攻击反应。免疫攻击反应。31n2)主要特征:)主要特征:胰岛素的绝对不足胰岛素的绝对不足 胰岛细胞胞浆抗体胰岛细胞胞浆抗体 胰岛素自身抗体胰岛素自身抗体存在自身抗体存
17、在自身抗体 谷氨酸脱羧酶自身抗体谷氨酸脱羧酶自身抗体 酪氨酸酸化磷酸酶自身抗酪氨酸酸化磷酸酶自身抗 体(体(IA-2IA-2、IA-2IA-2)323 3)特点:)特点:常见于青少年。常见于青少年。起病较急。起病较急。血浆胰岛素及血浆胰岛素及C C肽含量低,糖耐量曲线肽含量低,糖耐量曲线 呈低平状态。呈低平状态。细胞的自身免疫性损伤是重要的发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(病机制,多可检出自身抗体(ICA、IAA和和GAD)。对胰岛素治疗敏感。对胰岛素治疗敏感。易发生酮症酸中毒。易发生酮症酸中毒。遗传因素在发病中起重要作用,特别与遗传因素在发病中起重要作用,特别与HL
18、AHLA 某些基因有很强的关联某些基因有很强的关联332 2、特发性、特发性1 1型糖尿病型糖尿病n具有具有1型糖尿病表现,但病因中缺乏自身免疫型糖尿病表现,但病因中缺乏自身免疫反应的证据,也无反应的证据,也无HLA基因型相关特点。多见基因型相关特点。多见于非裔及亚裔。于非裔及亚裔。34(二)(二)2 2型糖尿病型糖尿病n这类患者表现为这类患者表现为胰岛素抵抗胰岛素抵抗,即,即胰胰岛岛细胞细胞对胰岛素不敏感,对胰岛素不敏感,胰胰岛岛细胞的功能减退是细胞的功能减退是发病的关键发病的关键。n胰岛素抵抗是指单位浓度的胰岛素细胞效应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
19、物反应减弱,即机体对正常浓度胰岛素的生物反应性降低的现象。性降低的现象。n目前认为胰岛素抵抗是目前认为胰岛素抵抗是2型糖尿病和肥胖等多型糖尿病和肥胖等多种疾病发生的主要诱因之一,约种疾病发生的主要诱因之一,约90的的2型糖型糖尿病存在胰岛素抵抗。尿病存在胰岛素抵抗。35n2型型DM有很强的遗传倾向性,涉及多种基因有很强的遗传倾向性,涉及多种基因n可能包括多种不同的病因可能包括多种不同的病因n大约占糖尿病总数的大约占糖尿病总数的90-95%36 2型型DM的发生与年龄、肥胖、慢性炎症和缺的发生与年龄、肥胖、慢性炎症和缺乏体育锻炼等环境因素有关乏体育锻炼等环境因素有关。尤其好发生在既。尤其好发生在
20、既往有妊娠期糖尿病、高血压以及血脂紊乱者。往有妊娠期糖尿病、高血压以及血脂紊乱者。37n n特点:特点:特点:特点:n典型病例常见肥胖的中老年成人。典型病例常见肥胖的中老年成人。n起病较慢、症状较轻,体检时发现。病起病较慢、症状较轻,体检时发现。病人可通过控制饮食使症状减轻。人可通过控制饮食使症状减轻。n血浆中胰岛素含量绝对值并不降低,但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。在糖剌激后呈延迟释放。nICA等自身抗体呈阴性。等自身抗体呈阴性。n单用口服降糖药一般可以控制血糖,不单用口服降糖药一般可以控制血糖,不适于用胰岛素治疗。适于用胰岛素治疗。n发生酮症酸中毒的比例不如发生酮
21、症酸中毒的比例不如1型糖尿病;型糖尿病;n有遗传倾向,但与有遗传倾向,但与HLA基因无关。基因无关。38(三)特殊类型的糖尿病(三)特殊类型的糖尿病 1 1、基因遗传性缺陷(、基因遗传性缺陷(细胞、胰岛素受体细胞、胰岛素受体 基因)。基因)。2 2、胰腺疾病(包括胰腺的炎症、肿瘤、感、胰腺疾病(包括胰腺的炎症、肿瘤、感 染、损伤和胰切除等)。染、损伤和胰切除等)。3 3、内分泌疾病所致:肢端肥大症、嗜铬细、内分泌疾病所致:肢端肥大症、嗜铬细 胞瘤、甲状腺功能亢进、胞瘤、甲状腺功能亢进、4 4、药物和化学品所致:糖皮质激素、甲、药物和化学品所致:糖皮质激素、甲 状腺素、苯妥因钠状腺素、苯妥因钠、
22、干扰素等。干扰素等。5 5、感染(风疹、巨细胞病毒)。、感染(风疹、巨细胞病毒)。6 6、其它。、其它。39(四)妊娠期糖尿病(四)妊娠期糖尿病(GDMGDM)nGDM:指在妊娠期间任何程度的糖耐:指在妊娠期间任何程度的糖耐量减退或糖尿病发作,也不排除妊娠前量减退或糖尿病发作,也不排除妊娠前已存在糖耐量异常而未被确认者,但已已存在糖耐量异常而未被确认者,但已知知DM伴妊娠者不属此型。伴妊娠者不属此型。n在分娩在分娩6周后,应按复查的血糖水平和周后,应按复查的血糖水平和糖尿病的诊断标准重新确定为:糖尿病的诊断标准重新确定为:糖尿病;糖尿病;空腹血糖损伤空腹血糖损伤(IFG)糖耐量减退(糖耐量减退
23、(IGT););正常血糖。正常血糖。40四、糖尿病的主要代谢紊乱四、糖尿病的主要代谢紊乱n(一)糖代谢紊乱高血糖和糖尿(一)糖代谢紊乱高血糖和糖尿n(二)脂类代谢紊乱高血脂、酮症酸中毒。(二)脂类代谢紊乱高血脂、酮症酸中毒。n(三)体重减轻和生长迟缓(三)体重减轻和生长迟缓n(四)微血管、神经病变和白内障的发生(四)微血管、神经病变和白内障的发生41 由于由于胰岛素胰岛素的绝对或相对不足,的绝对或相对不足,胰岛胰岛素素/胰高血糖素胰高血糖素比值比值,机体组织不能有效机体组织不能有效地摄取和利用血糖,葡萄糖在肝、肌肉和脂地摄取和利用血糖,葡萄糖在肝、肌肉和脂肪组织的利用肪组织的利用 ,肝糖原降解
24、和糖异,肝糖原降解和糖异 ,引起血糖引起血糖 。血糖过高可经肾排出,血糖过高可经肾排出,当肾功能障碍时当肾功能障碍时,引起引起糖尿糖尿,并产生,并产生渗透性利尿渗透性利尿,严重甚至可,严重甚至可引起脑细胞脱水,出现引起脑细胞脱水,出现高渗性高血糖昏迷高渗性高血糖昏迷,其其死亡率高于糖尿病酮症酸中毒。死亡率高于糖尿病酮症酸中毒。(一)糖代谢紊乱(一)糖代谢紊乱高血糖和糖尿高血糖和糖尿42胰岛素胰岛素胰岛素胰岛素/胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素胰高血糖素脂肪分解脂肪分解 甘油三酯甘油三酯LPL活性活性酮症酸中毒酮症酸中毒血中血中VLDL、CM清除清除高高VLDL、CM血症血症FFAVLDL高高VL
25、DL血症血症脂肪肝脂肪肝动脉粥样硬化动脉粥样硬化酮体生成酮体生成(二)脂类代谢紊乱(二)脂类代谢紊乱高血脂、酮症酸中毒高血脂、酮症酸中毒 肝肝血浆胆固醇血浆胆固醇升血糖激素升血糖激素升血糖激素升血糖激素HMG-CoA 还原酶还原酶肝肝43(三)体重减轻和生长迟缓(三)体重减轻和生长迟缓 胰胰岛岛素素是是以以促促进进合合成成代代谢谢为为主主的的储储存存激激素素,胰胰岛岛素素分分泌泌不不足足时时,体体内内蛋蛋白白质质合合成成 ,分分解解代代谢谢 ,可可导导致致机机体体出出现现负负氮平衡氮平衡。44(四)微血管、神经病变和白内障的发生。(四)微血管、神经病变和白内障的发生。长期高血糖可使蛋白质发生非
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