第四章糖代谢紊乱(20200517134650)
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第四章糖代谢紊乱
糖是人体的主要能量来源,也是构成机体结构物质的重要组成成分。人体内的糖是在有关激
素等因素的调节下,维持与机体适应的代谢平衡,血糖是反映体内糖代谢状况的常用指标。
第一节血糖及血糖浓度的调节
血糖一般即指血液中的葡萄糖。正常人血糖浓度相对恒定在 3.89 ~6.11mmol/L范围内。这是体内激素等因素对血糖的调节作用,使血糖的来源及去路保持动态平衡的结果。
一、血糖的来源及去路
(一)血糖的来源
1. 碳水化合物的消化和单糖的吸收是机体血糖主要来源
2. 糖原的分解是空腹时血糖的直接来源,也是维持血糖恒定的重要机制。
3.糖异生空腹时,糖异生也参与维持血糖的恒定。
(二)血糖的代谢去路
葡萄糖等已糖的代谢过程根据机体的需要而定,主要代谢途径有:
1. 有氧氧化是血糖去路的主要途径。
2. 合成糖原指餐后葡萄糖在肝脏、肌肉等组织转换为糖原贮存。
3. 转换成甘油三酯、蛋白质或氨基酸等其他非糖物质和转换为其他糖类衍生物。
4. 当血糖浓度高于肾糖阈时,从尿排出。
二、血糖浓度的调节
在多种激素的精细调节下,血糖波动保持在较窄的范围。
(一)降低血糖的激素
1. 胰岛素胰岛素(insulin)是由胰腺的胰岛β细胞所产生并且第一个被测序的蛋白质激素,也是首次通过重组DNA技术生产的蛋白质。胰岛素作用的主要靶器官是肝、骨骼肌和脂肪组织, 促进这些组织细胞摄取葡萄糖,促进葡萄糖转换成糖原或脂肪贮存,抑制肝脏的糖异生,刺激
蛋白质合成并抑制蛋白质分解,总效应是降低血糖。
(1)化学:人胰岛素含51个氨基酸残基,分子量为6000,由A、B两条链通过两条二硫键连接而成,在A链中还有一个链内二硫键。人胰岛素与其他生物种系略有差异,但是B链的C末端区域(B23~B26)是胰岛素生物学活性的关键区域,具有高度保守性。
(2)合成:首先在胰岛β细胞粗面内质网的核糖核蛋白体形成100个氨基酸残基的前胰岛素原。
通常在血循环中不能检测到前胰岛素原,因为它很快被酶切去信号肽,生成有86个氨基酸的胰岛素原(proinsulin),贮存在β细胞高尔基体的分泌小泡内,最后被蛋白水解酶切开产生胰岛素和C 肽(C-peptide)。
(3)释放:葡萄糖、氨基酸、胰腺及胃肠的激素(如胰高血糖素、胃泌素、胰泌素、胰酶分泌
素、胃肠多肽等)和药物(如磺酰脲类、β肾上腺素受体拮抗剂等)都可以刺激胰岛素分泌。抑制
胰岛素释放的因素包括高血糖,生长抑素(来自于胰腺δ细胞)和各种药物。
(4)降解:胰岛素第一次通过门静脉时,约有50%在肝细胞摄取并降解。
(5)胰岛素作用的机制:胰岛素作用的分子机制尚不十分清楚。通常胰岛素首先作用于细胞膜
上的胰岛素受体,该受体为两个α亚基和两个β亚基组成的四聚体,α亚基(MW 135 kD)位于质膜的外侧,并有胰岛素结合位点,β亚基(MW 95 kD)含有酪氨酸蛋白激酶,穿过细胞膜延伸
到细胞内。胰岛素首先结合到α亚基使受体的构象发生改变,β亚基的酪氨酸蛋白激酶磷酸化而激
活受体。酪氨酸蛋白激酶的主要底物是受体自身,胰岛素受体上酪氨酸激酶的活化,导致细胞内信号转导的发生。
2.胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子(insulin like growth factors,IGF)其化学本质是一种多肽,在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。
IGF在正常糖代谢中的作用尚不清楚,外源性注入可导致低血糖,反之IGFⅠ缺乏可引起生长迟缓。测定IGFⅠ浓度可评价生长激素的缺乏和过量,监测机体的营养状况。
(二)升高血糖的激素
1.胰高血糖素胰高血糖素(glucagon)是由胰岛α细胞分泌的一种含29个氨基酸残基的多肽。其作用通过与特异性受体结合,增加细胞内cAMP和Ca2+的浓度。胰高血糖素促进肝糖原分
解和糖异生,也促进肝脏生成酮体;另一靶器官是脂肪组织,可促进脂肪动员。胰高血糖素的分泌主要受血糖浓度调节,血糖降低可刺激其分泌,血糖升高则起相反作用。
2.肾上腺素肾上腺素(epinephrine)为肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素,可促进肝糖原
分解而升高血糖,并降低血糖的利用。
3.生长激素生长激素(growth hormone)是由垂体分泌的一种多肽,它促进糖异生和脂肪分解,并且拮抗胰岛素的促组织细胞摄取葡萄糖作用。
4.皮质醇皮质醇(cortisol)是在促肾上腺皮质激素(adrenal cortical steroid hormone, ACTH)的刺激下由肾上腺皮质分泌,可促进糖异生和糖原分解,也促进蛋白质和脂肪分解。
(三)其他一些影响糖代谢的激素
1.甲状腺激素甲状腺激素(thyroid hormone)它并不直接参与糖代谢的调节,但可刺激糖原
分解,促进小肠吸收葡萄糖。
2.生长激素释放抑制激素又称为生长抑素。生长抑素对糖代谢并没有直接作用,但它可抑
制生长激素释放。此外,生长抑素还可调节胰高血糖素和胰岛素的分泌。
第二节糖尿病
一、糖尿病的定义
糖尿病(diabetes mellitus)定义的基本内容为: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。糖尿病的长期高血糖将导致多种器官的
损害、功能紊乱和衰竭,尤其是眼、肾、神经、心脏和血管系统。两种病理过程参与糖尿病的发病
机制: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。糖尿病人胰岛素的绝对或(和)相对不足是导致糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱的基础。
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。
二、糖尿病的分类分型
新的分类方法根据病因建议将糖尿病分成四大类型,即1型糖尿病、2型糖尿病、其他特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病。
表4-1 糖尿病的病因学分类(2001年)
1型糖尿病(β细胞破坏,常导致胰岛素绝对不足)
免疫介导特发性
2型糖尿病(定义的范围可从显著胰岛素抵抗伴胰岛素相对不足,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
妊娠期糖尿病(GDM)
三、糖尿病几种类型的主要特点
(一)1型糖尿病
1.免疫介导糖尿病这类糖尿病主要是因为胰岛β细胞的破坏引起胰岛素绝对不足,且具
有酮症酸中毒倾向。大多数这类1型糖尿病患者以体内存在自身抗体为特征,这些抗体的存在说明体内有破坏β细胞的自身免疫过程。
(1)自身抗体:包括:①胰岛细胞胞浆抗体(islet cell cytoplasmic antibodies,ICA),在70%~80%新近诊断1型糖尿病人中可检出,正常人仅0.5%可出现。②胰岛素自身抗体(insulin autoantibodies,IAA)在50%新近诊断的1型糖尿病人中可检出,正常人检出率与ICA相同。若同时存在IAA和ICA的个体,其发展为1型糖尿病的风险比单独存在任何一种的个体显著增高。③谷氨酸脱羧酶自身抗体(glutamate decarboxylase autoantibodies),可用来帮助诊断2型糖尿病是否进行性发展为1型糖尿病。④酪氨酸磷酸化酶自身抗体IA-2和IA-2β。(tyrosine phosphatases antibodies,anti-IA-2和anti-IA-2β),约有85%~90%的病例在发现高血糖时,有一种或几种自身抗体呈阳性。
(2)相关基因:该型糖尿病与人类白细胞组织相容性抗原(HLA)有很强关联,与DQA和DQB