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1、第三章糖代谢紊乱的生物化学检验 目的和要求 一 掌握糖尿病的分型与特点 四 了解血糖调节物检测及临床意义 五 了解低血糖症及糖代谢先天性异常 二 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 三 熟悉血糖浓度调节的关键因素 第一节血糖及糖代谢紊乱 糖的生理功能 1 氧化供能 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 3 作为机体组织细胞的组成成分 这是糖的主要功能 2 提供合成体内其他物质的原料 如糖是糖蛋白 蛋白聚糖 糖脂等的组成成分 一 血糖及血糖调节 1 血糖的定义 血液中的葡萄糖 正常人空腹血糖为3 89 6 11mmol L2 血糖的来源 1 饮食中的糖 2
2、肝糖原的分解 3 糖异生作用 3 血糖的去路 1 氧化供能 2 合成糖原 3 转变成非糖物质 4 转变成其它糖及糖类衍生物 5 高于肾糖阈时生成尿糖 随尿排出 当血糖浓度高于8 89 10 00mmol L时 超过了肾小管的重吸收能力 则可出现糖尿 这一血糖水平称为肾糖阈 肾糖阈的定义 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 糖代谢的概况 来三去五 4 血糖浓度的调节 1 神经系统的调节作用神经系统通过下丘脑和自主神经控制激素的分泌 影响血糖
3、来源与去路中的关键酶的活性 实现对血糖的调控 下丘脑的腹内侧核和外侧核具有相反效应 它们分别通过内脏神经和迷走神经 引起激素的释放 或直接作用于肝而发挥调控作用 二 激素的调节作用 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 肾上腺素 生长激素 皮质醇 二 糖尿病及其代谢紊乱 1980 2008年间全球糖尿病人数由1 53亿增至3 47亿 2008 2011年3 66亿人 预计在20年内将近6亿人1979 1980年我国第一次调查 患病率1 1994 1995年第二次调查 患病率2 5 另有糖耐量减退者2 5 2010患病率9 7 全国糖尿病人9240万 1
4、 48亿糖尿病前期患者 超越印度成为糖尿病第一大国 高血糖症高血糖症 hyperglycemia 空腹血糖高于7 0mmol L 130mg dl 高于肾糖阈 则出现糖尿 病因和类型 病因血糖平衡受到损害 血糖来源大于去路 类型生理性 包括饮食性 高糖饮食 或情感性 情绪紧张 肾上腺分泌增加 病理性 见于糖尿病 内分泌腺 甲状腺 肾上腺皮质或髓质 胰岛 细胞等 功能亢进 颅内压升高刺激血糖中枢 呕吐 腹泻 高热等引起的脱水 一 糖尿病的定义与分型 定义 糖尿病 diabetesmellitus DM 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 一种慢性
5、复杂的代谢紊乱性疾病 以高血糖症为基本生化特点 同时伴有糖 脂类 蛋白质 水 电解质和酸碱平衡紊乱的一组临床综合症 一种家族性疾病 我国发病率 80年1 94年2 5 96年3 21 2010年9 7 成为继心脑血管病 肿瘤后的第三大疾病 典型症状多食 多尿 多饮 体重减轻 发病机制1 胰腺 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 分型 代谢紊乱症群 三多一少 高渗性利尿 多尿多尿 口渴 多饮糖利用障碍 能量代谢紊乱 饥饿 多食Pro Lipid分解和脱水 体重减轻 二 糖尿病几种类型的主要特点 1 1型糖尿病 1 免疫介导
6、糖尿病1 病因 由于胰岛 细胞的自身免疫性损害 引起胰岛素的绝对不足 且具有酮症酸中毒倾向 导致1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 遗传因素 多基因遗传病 与HLA有很强关联性 自身免疫 T细胞介导的自身免疫性疾病 体内存在多种自身抗体 环境因素 病毒感染 化学物质对胰岛细胞的破坏 自身抗体包括 1 胰岛细胞抗体 ICA 2 胰岛自身抗体 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 2 特点 任何年龄均可发病 但典型病例常见于青少年 占5 10 起病较急 血浆胰岛素及C肽含量低
7、糖耐量曲线呈低平状态 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 治疗以依赖胰岛素为主 易发生酮症酸中毒 遗传因素在发病中起重要作用 特别与HLA某些基因型有很强的关联 2 2型糖尿病 这类患者表现为胰岛素抵抗和胰岛 细胞功能减退 无自身免疫损伤2型DM有很强的遗传倾向性 涉及多种基因可能包括多种不同的病因大约占糖尿病总数的90 95 2型DM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 尤其好发生在既往有妊娠期糖尿病 高血压以及血脂紊乱者 特点 典型病例常见肥胖的中老年人 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 血浆中胰岛素含量绝对值并不降低 但
8、在糖剌激后呈延迟释放 ICA 胰岛细胞抗体 等自身抗体呈阴性 初发的病人单用口服降糖药一般可以控制血糖 发生酮症酸中毒的比例不如1型糖尿病 有遗传倾向 但与HLA基因无关 细胞基因缺陷 常染色体显性遗传 表现为胰岛素分泌的轻度受损和胰岛素作用缺陷 胰岛素作用基因缺陷 胰岛素受体变异 胰岛素的外分泌疾病 各种原因继发糖尿病 内分泌疾病所致 拮抗激素过量 3 特殊类型的糖尿病 4 妊娠期糖尿病 GDM GDM 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 其发病率约为孕妇的1 2 妊娠期糖尿病有以下特点 1 孕前未发现糖尿病或糖耐量减低 2 妊娠期糖
9、尿病对胎儿的影响以自然流产 胎死宫内 早产及围产期死亡为多见 分娩巨大儿较多 三 糖尿病的主要代谢紊乱 糖尿病时体内的主要代谢紊乱 1 糖代谢紊乱 高血糖和糖尿 2 脂类代谢紊乱 高血脂 酮症酸中毒 3 体重减轻和生长迟缓 由于胰岛素的绝对或相对不足 胰岛素 胰高血糖素比值 机体组织不能有效地摄取和利用血糖 葡萄糖在肝 肌肉和脂肪组织的利用 肝糖原降解和糖异生 引起血糖 血糖过高可经肾排出 当肾功能障碍时 引起糖尿 并产生渗透性利尿 严重甚至可引起脑细胞脱水 出现高渗性高血糖昏迷 其死亡率高于糖尿病酮症酸中毒 高血糖和糖尿 胰岛素 胰高血糖素 脂肪分解 甘油三酯 LPL活性 酮症酸中毒 血中V
10、LDL CM清除 高VLDL CM血症 FFA VLDL 高VLDL血症 脂肪肝 动脉粥样硬化 酮体生成 脂类代谢紊乱 高血脂 酮症酸中毒 肝 血浆胆固醇 升血糖激素 HMG CoA还原酶 肝 体重减轻和生长迟缓 胰岛素是以促进合成代谢为主的储存激素 胰岛素分泌不足时 体内蛋白质合成 分解代谢 可导致机体出现负氮平衡 粥 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酶促糖基化反应 糖基化蛋白质分子与未被糖化的分子互相结合交联 使分子不断加大 进一步形成大分子的糖化产物 这种反应多发生在那些半寿期较长的蛋白质分子上 如胶原蛋白 晶体蛋白 髓鞘蛋白和弹性硬蛋白等 引起血管基底膜增厚
11、晶体浑浊变性和神经病变等病理变化 由此引起的大血管 微血管和神经病变 是导致眼 肾 神经 心脏和血管等多器官损害的基础 第二节糖代谢紊乱的主要检测项目 空腹血糖餐后2h血糖葡萄糖耐量试验糖化血红蛋白糖化血清蛋白与糖化白蛋白胰岛素及C肽胰岛素原酮体丙酮酸及乳酸尿微量白蛋白 一 空腹血糖 fastingplasmaglucose FPG 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 不同样本的葡萄糖浓度参考值 临床意义空腹血糖反应了胰岛素分泌能力 其增高与葡萄糖耐量减低是相平行的 空腹血糖水平是诊断糖尿病最主要的依据 1 标本的收集和贮存 清晨空腹静脉取
12、血 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 可使血葡萄糖在室温下稳定3天 评价 2 应用评价FPG是糖尿病的常用检测项目 但在2型糖尿病中 高血糖是相对较晚才产生的 因此仅应用FPG这个标准将延误诊断 并对糖尿病人群的流行估计过低 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 1 已糖激酶法 NADPH在340nm处有一吸收峰 其吸光度增加与血糖浓度成正比 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 葡萄糖 ATP 6 磷酸葡萄糖 ADP HK
13、6 磷酸葡萄糖 NADP 6 磷酸葡萄糖酸 NADPH H G 6 PD 2 葡萄糖氧化酶 过氧化物酶法 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 此反应称Trinder反应 本法为国内推荐方法 葡萄糖 2H2O O2 葡糖酸内酯 2H2O2 色原性氧受体 4 AA 酚 H2O2 红色醌类化合物 H2O POD GOD 3 葡萄糖脱氢酶法 340nm测定 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 目前尚未推广 葡萄糖 NAD 葡糖酸内酯 NADH H GD 二 餐后2小时血糖 早晨空腹时进餐一个2两重的 约10
14、0克 馒头或进餐75克无水葡萄糖 然后于餐后2小时抽血测血糖正常餐后2小时血糖 140mg dL 7 8mmol L 三 口服葡萄糖耐量试验 OGTT 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 OGTT适应证 1 空腹血糖水平在临界值 6 7mmol L 而又疑为糖尿病患者 2 空腹或餐后血糖浓度正常 但有发展为糖尿病可能的人群 3 以前糖耐量异常的危险人群 4 妊娠性糖尿病的诊断 5 临床上出现肾病 神经病变和视网膜病而又无法做出合理解释者 6 作为流行病学研究的手段 方法 坐位取血后5分钟内饮入250m
15、l含75g无水葡萄糖的糖水 服糖后每隔30分钟取血1次 共4次 于采血同时 每隔1小时留取尿液作尿糖试验 OGTT结合FPG可协助诊断DM及其相关状态 FPG 6 1mmol L 并且2hPG 7 8mmol L为正常糖耐量 FPG介于6 1mmol L 7 0mmol L之间 2hPG 7 8mmol L为空腹血糖受损 IFG FPG 7 0mmol L和2hPG介于7 8mmol L 11 1mmol L间为糖耐量减退 IGT FPG 7 0mmol L 2hPG 11 1mmol L为糖尿病性糖耐量 建议进行FPG或OGTT筛查的人群 注 BMI为体重指数 BMI 体重 kg 身高 m
16、的平方 评价OGTT在糖尿病的诊断中并非必需 因此不推荐临床常规应用 虽然OGTT比FPG更灵敏 但它受多种因素影响且重复性差 四 糖化血红蛋白的检测 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 生成糖化血红蛋白 这是一个缓慢的 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 糖化血红蛋白浓度反映的是过去6 8周的平均血糖水平 主要用于评估血糖控制效果 glycatedhemoglobin GHb HBA1a1HbA 90 HBA1aHBA1a2HbHbA1 7 HBA1bHbA2 2 5 HBA1c HbF HbA1c是评价血糖控制方案的金标准血糖控制未达到目标或治疗方案调整后 糖尿病患者应每3个月检查一次HbA1c血糖控制达到目标的糖尿病患者应每年至少检查2次HbA1cGHb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 离子交换层析法 原理 制备溶血产物后 通过阴离子交换树脂 Hb被保留 洗掉HbA1a b部分 HbA1c被特异性洗
