糖代谢调节与糖尿病

糖代谢调节与糖尿病
摘要：介绍了糖尿病、糖代谢的定义、特征等。

分别重点介绍了神经、激素、内脏（主要是肝脏）对血糖的调节。

关键词：糖代谢糖尿病神经调节激素调节内脏调节
引言
糖尿病是一种因体内胰岛素绝对或者相对不足所导致的一系列临床综合症，临床表现为“三多一少”（多饮、多食、多尿和消瘦），疲乏无力，发病前常有肥胖，随后体重会逐渐下降。

中医一般认为糖尿病隶属于祖国医学中“消渴”范畴，认为“消渴”的病因病机多为先天禀赋不足、脏腑柔弱或后天失养、嗜食肥甘、感受外邪、情志内伤、劳逸失度、气滞血瘀等[1]。

正常人体内存在着精细的调节血糖来源和去路动态平衡的机制，保持血糖浓度的相对恒定是神经系统、激素及组织器官共同调节的结果。

因此，对于糖尿病患者可以通过不同方法来调节糖代谢，例如神经调节、激素调节、内脏调节等。

神经系统对血糖浓度的调节主要通过下丘脑和自主神经系统调节相关激素的分泌。

激素对血糖浓度的调节，主要是通过胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素及甲状腺激素之间相互协同、相互拮抗以维持血糖浓度的恒定。

激素对血糖浓度的调节。

肝脏是调节血糖浓度的最主要器官。

一．糖尿病、糖代谢
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。

高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。

世界卫生组织将糖尿病分为四种类型：1型糖尿病、2型糖尿病、其他类型糖尿病和妊娠期糖尿病，虽然每种类型的糖尿病的症状都是相似甚至相同的，但是导致疾病的原因和它们在不同人群中的分布却不同。

不同类型的糖尿病都会导致胰腺中的β细胞不能产生足量的胰岛素以降低血糖的浓度，导致高血糖症的发生。

1型糖尿病一般是由于自体免疫系统破坏产生胰岛素的β细胞导致的；2型糖尿病是由于组织细胞的胰岛素抵抗（通俗地说，就是细胞不再同胰岛素结合，使得进入细胞内部参与生成热量的葡萄糖减少，留在血液中的葡萄糖增多）、β细胞功能衰退或其他多种原因引起的；妊娠期糖尿病则与2型糖尿病相似，也是源于细胞的胰岛素抵抗，不过其胰岛素抵抗是由于妊娠期妇女分泌的激素（荷尔蒙）所导致的。

糖尿病可以引起多种并发症，如低血糖症、酮症酸中毒、非酮高渗性昏迷。

严重的长期并发症包括：心血管疾病、慢性肾衰竭、视网膜病变、神经病变及微血管病变。

其中，微血管病变可能
导致勃起功能障碍以及伤口难以愈合。

而足部难以愈合的伤口则可能导致坏疽（俗称“糖尿病足”），进而导致患者截肢。

血糖的来源：①食物中的糖是血糖的主要来源；②肝糖原分解是空腹时血糖的直接来源；③非糖物质如甘油、乳酸及生糖氨基酸通过糖异生作用生成葡萄糖，在长期饥饿时作为血糖的来源。

血糖的去路：①在各组织中氧化分解提供能量，这是血糖的主要去路；②在肝脏、肌肉等组织进行糖原合成；③转变为其他糖及其衍生物，如核糖、氨基糖和糖醛酸等；④转变为非糖物质，如脂肪、非必需氨基酸等；⑤血糖浓度过高时，由尿液排出。

血糖浓度大于8．9～10.00mmol/（160-180mg/dl），超过肾小管重吸收能力，出现糖尿[2]。

二．血糖的神经调节
自主神经通过直接的神经效应及激素的间接效应参与糖代谢调节。

交感神经末梢释放的肾上腺素、去甲肾上腺素对糖代谢有不同的影响。

肾上腺素增加肝糖生成，抑制胰岛素介导的骨骼肌、脂肪摄取葡萄糖，引起血糖升高[3]；去甲肾上腺素对肝糖产生的作用小于肾上腺素，通过B肾上腺素能受体而非胰岛素增加骨骼肌、脂肪对糖的摄取。

[4]交感神经调节的异常可引起糖尿病[5]，同时糖尿病又常伴有自主神经损害。

肝脏是糖生成的主要器官，受内脏交感、副交感神经的双重支配，交感神经兴奋肝糖输出增加，血糖升高。

胰腺是又一个调节糖代谢的重要器官，胰岛内A、B、C细胞也受交感、副交感神经支配，胰升糖素、胰岛素的分泌与胰腺接受的不同神经刺激有关。

一般来说，交感神经兴奋主要引起胰升糖素分泌增加，胰岛素分泌减少，血糖升高；而副交感神经兴奋则主要引起胰岛素分泌增加，胰升糖素分泌减少[6]。

骨骼肌、脂肪是胰岛素介导的糖利用的主要场所，骨骼肌受交感、副交感神经双重支配，而脂肪组织仅受交感神经的支配，交感神经兴奋时骨骼肌、脂肪对糖的摄取增加[7]。

1.交感神经对肝糖代谢的影响
饱食时交感神经兴奋引起糖原分解, 空腹时交感神经兴奋导致糖异生, 结果肝糖输出增加, 血糖升高。

此外, 交感神经兴奋可经中枢神经系统介导致急性
高血糖[8]。

交感神经通过胰腺β
2或α
2
-AR，使胰升糖素分泌增加，促进肝糖元分
解和糖异生，抑制糖原合成，结果使肝糖输出增加，血糖升高，其原因是增加腺苷酸环化酶活性，引起肝细胞内cAMP浓度升高，使与糖代谢有关的酶活性发生改变。

2.交感神经系统对骨骼肌、脂肪组织糖吸收的影响
研究发现，寒冷刺激、运动后尽管胰岛素浓度无改变甚至减少，但骨骼肌对糖的摄取增加，其机制与交感活性增加有关。

电化学刺激下丘脑的腹侧正中核( 交感神经中枢)，血胰岛素浓度不增加，但骨骼肌对糖的摄取增加，与上述结果相一致。

脂肪组织对糖的摄取同样受交感神经的调节，交感神经兴奋刺激脂肪组织的糖吸收，这与去甲肾上腺素的β-AR作用有关，体内持续输注去甲肾上腺素引起脂肪组织非胰岛素依赖性的糖吸收增加[9]。

3.交感神经的中枢通路对糖代谢的调节
1850年，Claude Bernard首次发现，针刺狗第四脑室底引起短暂糖尿，提示中枢神经参与糖代谢调节。

随后应用电刺激或药物注射研究中枢神经在糖代谢中的作用，发现下丘脑腹侧正中神经核团(VMH)是交感神经中枢，下丘脑外侧神经核团( LH)是副交感神经中枢。

环境因素可影响中枢神经传导，低血糖、急性缺血、缺氧可兴奋交感神经中枢，交感神经输出增加，血中肾上腺素、去甲肾上腺素水平升高，最终引起血糖升高。

这与临床上的应激性高血糖相一致，推测交感神经活性持续增强可导致糖尿病的发生。

4.交感神经调节异常与糖尿病
交感神经调节异常与糖尿病关系的研究分两个阶段。

最初应用药理学和生理学的研究方法，如电化学破坏交感神经中枢(VMH)，可引起副交感神经兴奋性相对升高，产生高胰岛素血症、肥胖，导致糖尿病。

二．血糖的激素调节
参与血糖浓度调节的激素有两类：一类是降低血糖的激素，只有胰岛素一种；一类是升高血糖的激素，这类激素包括肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、生长激素等。

它们对血糖浓度的调节是通过对糖代谢途径中一些关键酶的诱导、激活或抑制来实现的。

这两类激素的作用互相对立又互相制约，使调节效能加强。

1.胰岛素(insulin)
由胰岛β细胞分泌至肝门循环，作用于肝脏及外周组织。

其抑制内源性葡萄糖生成，刺激葡萄糖利用而使血糖下降。

它可抑制肝糖原分解与糖异生，或与其它因素(包括高血糖症或低胰高血糖素症)使肝脏成为一个纯粹的葡萄糖摄取及能量储存器官。

它可刺激其它胰岛素敏感组织如肌肉、脂肪的葡萄糖摄取、储存和利用。

在空腹状态, 胰岛素主要通过抑制肝脏葡萄糖生成调节葡萄糖浓度。

血糖较高时( 如餐后)则刺激葡萄糖利用或储存[10]。

胰岛素的分泌降低亦可增加葡
萄糖的生成，减低葡萄糖的利用，从而增加血糖浓度。

胰岛素总的效应是使糖的生成减少，去路增加。

[11]
2.升高血糖的激素
包括胰高血糖素、肾上腺素、生长激素与皮质酮，使糖代谢由合成向分解方向转化。

胰高血糖素(glucagon)：由胰岛A细胞分泌，通常在生理状态下通过肝脏发挥特殊作用，其主要作用是预防低血糖，它是糖原分解(glycogenolysis)及糖异生的有效激活剂，胰高血糖素起效快，但作用为一过性，其进一步增加可引起过量的葡萄糖释放。

α-肾上腺素(epinephr ine)的高血糖效应较为复杂，它既可刺激肝葡萄糖生成，也可限制葡萄糖利用，在人类，肾上腺素通过α-及β-肾上腺能机制介导直接或间接作用α-肾上腺能作用限制胰岛素分泌，间接发挥升血糖作用；肾上腺素也可直接(即不依赖于其它激素的变化)增加肝脏糖原分解与糖异生，与胰高血糖素一样，肾上腺素在数分钟内起作用。

但与胰高血糖素不同，持久的高肾上腺素血症引起持续性高血糖症[12]。

生长激素(growth hormone)和皮质酮(corticos-terone)：两者长期应用均可限制葡萄糖利用及刺激葡萄糖生成。

但生长激素最初有降低血糖(胰岛素样)作用，其高血糖效应在给药几小时后才会出现；皮质酮可在2～3小时后引起血糖水平升高。

如果上述几种反调激素(胰高血糖素、肾上腺素及皮质酮)联合给药，引起之高血糖效应较每一激素单独给药为强[13]。

三．血糖的内脏调节
肝脏是代谢的中枢性器官。

在血糖的调节中起至关重要的作用[14]。

肝脏的调节作用主要表现在糖异生、糖元合成、贮藏和作为能源的葡萄糖的摄取、利用及释放。

肝脏对肠道吸收的葡萄糖的摄取似不受胰岛素的直接调节。

研究发现[15]，
首先借助肝细胞膜内外的葡萄糖浓度差进行简单的扩散。

进入肝细胞内由葡萄糖输送休加以转运。

进入肝细胞内的葡萄糖代谢率及糖异生率则受激素(尤其是胰岛素和胰高血糖素)的调节。

空腹时，肝脏在糖代谢方面，以糖异生为要主，而对葡萄糖摄取则受抑制；在糖负荷后，肝脏以葡萄糖摄取为主而葡萄糖的生成则受抑制，从而使血糖维持相对恒定[16]。

以下几种肝脏疾病对糖代谢影响明显:(l)暴发性肝炎:有学者[17]将实验动物之肝脏全部切除，动物则死于低血糖。

(2)慢性肝炎：裴的善[18]统计约60%呈糖耐量异常。

Gray[19]对8例慢性活动性肝炎检测，空腹血糖偏低，胰岛素有上升
倾向。

糖耐量后20-130分钟，血搪值较对照组明显为高，180-240分钟明显为低，血中胰岛素呈高值，高胰岛素的原因为肝脏清除率下降，胰岛素浓度升高使胰岛素受体下降，敏感性降低。

(3)肝硬化：肝硬化与糖尿病的关系早已受到重视，早在1960年Nau-nyn就提出肝性精尿病概念。

肝硬化病人中糖代谢异常发病率较高，有人[20]报告一组病例，糖尿病47.8%，境界型32.9%，正常13%。

估计肝硬化中糖代谢异常在80%以上，值得临床工作者注意。

(4)肝癌：肝癌约90%由肝硬化演变而来，故多具有肝硬化所引起的糖代谢异常表现。

肝癌的另一大表现是易招致低血糖症，有人[21]报告其发生率约5-10%，发作时平均血糖为1.7mmoL/ L。

低血搪的发生机制是多方面的。

小结
综上，血糖平衡主要受激素的调节，酶水平的调节是最基本的调节方式和基础。

肝在血糖平衡调节中起重要作用。

中枢神经通过自主神经系统调节某些激素的分泌，并使各种激素间互相协调，即神经系统通过神经-体液途径对糖代谢进行综合调节，共同维持血糖水平的恒定。

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