第三章 糖代谢紊乱的生物化学检验
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糖代谢紊乱的生物化学检验成人空腹血糖浓度:4.1~5.6mmol/L(74-100mg/dl)葡萄糖转运因子胰岛素样生长因子葡萄糖(glucose)1.测定方法:酶法(1)葡萄糖氧化酶法常用方法葡萄糖氧化酶(变旋酶)β-D-葡萄糖+2H2O+O2 ↔葡萄糖酸+2H2O2过氧化物酶H2O2 + 4-氨基安替比林偶氮酚↔红色化合物(505nm)+ H2O2)己糖激酶法参考方法(己糖激酶与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶偶联)3)葡萄糖脱氢酶法β-D-葡萄糖+ NAD+ ↔D-葡萄糖酸内酯+ NADH+H+口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance test, OGTT)OGTT是口服一定量葡萄糖后,间隔一定时间测定血糖水平。
糖耐量试验检测人体葡萄糖代谢状况,比空腹血糖敏感,主要用于诊断症状不明显或血糖升高不明显的可疑糖尿病。
参考区间健康成年人OGTT:FPG≤5.6 mmol/L;服糖后0.5~1 h血糖升高达峰值,一般在7.8~9.0 mmol/L,应<11.1 mmol/L;服糖后2h血糖(2h-PG )≤7.8 mmol/L;服糖后3 h血糖恢复至空腹血糖水平。
正常FPG正常(<6.1mmol/L)2小时PG<7.8mmol/L空腹血糖受损IFG FPG介于6.1~7.0mmol/L 2小时PG小于7.8mmol/L糖耐量减退IGT FPG小于7.0mmol/L 2小时PG介于7.8~11.1mmol/L 糖尿病性糖耐量FPG≥7.0mmol/L 2小时PG≥11.1mmol/LC肽测定方法:放射免疫法、化学发光免疫分析法和电化学发光免疫分析C肽的检测比胰岛素具有更多优点:半衰期长;不受外源性胰岛素影响采用的CLIA或ECLIA测定胰岛素,能够排除胰岛素原的干扰,所测胰岛素被称为真胰岛素(true insulin, TI)糖化血红蛋白参考区间:健康成年人GHb(用GHb占总Hb的百分比表示):5.0 %~8.0 %健康成年人HbA1c:4.8 %~6.0 %(4)临床意义:①监控糖尿病患者血糖水平的控制程度,反映过去6~8周的平均血糖水平;②对糖尿病诊断的意义。
临床生物化学检验第一章 绪论第二章 蛋白质与非蛋白含氮化合物的代谢紊乱第三章 糖代谢紊乱第四章 血浆脂蛋白及其代谢紊乱第五章 诊断酶学第六章 微量元素与维生素的代谢紊乱第七章 体液平衡与酸碱平衡紊乱第八章 肝胆疾病的生物化学诊断第九章 肾脏疾病的生物化学诊断第十章 心脏疾病的生物化学标志物第十一章 胃肠胰疾病的临床生物化学第十二章 骨代谢异常的生物化学诊断第十三章 红细胞代谢紊乱第十四章 内分泌疾病的代谢紊乱第十五章 神经疾病的代谢紊乱第十六章 妊娠的临床生物化学第十七章 体液肿瘤标志物第十八章 自由基与代谢紊乱第十九章 遗传代谢性疾病的基因诊断第二十章 治疗药物浓度监测第一节 血糖及血糖浓度的调节血糖的定义血液中的糖称为血糖,绝大多数情况下都是葡萄糖。
体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖,血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。
一、血糖的来源及去路1.血糖来源(1)糖类消化吸收:食物中的糖类消化吸收入血,这是血糖最主要的来源。
(2)肝糖原分解:短期饥饿后,肝中储存的糖原分解成葡萄糖进入血液,(3)糖异生作用:在较长时间饥饿后,氨基酸、甘油等非糖物质在肝内合成葡萄糖。
(4)其他单糖的转化。
2.血糖去路(1)氧化分解:葡萄糖在组织细胞中通过有氧氧化和无氧酵解产生ATP,为细胞代谢供给能量,此为血糖的主要去路。
(2)合成糖原:进食后,肝和肌肉等组织将葡萄糖合成糖原以储存。
(3)转化成非糖物质:转化为甘油、脂肪酸以合成脂肪;转化为氨基酸以合成蛋白质。
(4)转变成其他糖或糖衍生物,如核糖、脱氧核糖、氨基多糖等。
(5)血糖浓度高于肾阈(8.9~9.9mmol/L,160~180mg/dl)时可随尿排出一部分二、血糖浓度的调节人体液(血液、细胞内外液)中葡萄糖是处在不断变化、调节之中。
多种激素相互作用,使血糖处于动态平衡之中。
激素的调节作用: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、血糖及糖代谢紊乱二、糖代谢紊乱的主要检测项目三、糖代谢紊乱主要检测项目的临床应用了解低糖血症、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病例男性,62岁,因多食、多饮、消瘦2个月就诊。
患者2个月前无明显诱因逐渐食量增加,由原来的每天450g到每天550g,最多达800g,而体重却逐渐下降,2个月内体重减轻了3kg以上,同时出现口渴,喜欢多喝水,尿量增多。
与当地口服中药调理一个多月,未见明显好转,为进一步诊断治疗来我院就诊。
病后大小便正常,睡眠一般。
既往体健,无药物过敏史。
姐姐患糖尿病。
第一节血糖及糖代谢紊乱血糖及血糖调节糖尿病及其代谢紊乱低血糖症糖代谢的先天异常一、血糖及血糖调节血糖(blood glucose)指血液中的葡萄糖。
正常人空腹血糖浓度维持在3.89~6.11mmol/L(70~110mg/dl)范围内。
二、糖尿病及其代谢紊乱空腹血糖浓度超过超过7.0 mmol/L 时称为高血糖症(hyperglycemia)。
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。
(一)糖尿病的定义与分型糖尿病的定义糖尿病(diabetes mellitus,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。
糖尿病的临床表现典型症状为多食、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酮症高渗性昏迷。
糖尿病的分型根据病因分为:(1)1型糖尿病(2)2型糖尿病(3)其他特殊类型的糖尿病(4)妊娠期糖尿病空腹血糖受损(impaired fasting glucose,IFG)反映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常。
糖耐量减退(impaired glucose tolerance,IGT)反映了负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。
卫生部“十二五”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、血糖及糖代谢紊乱二、糖代谢紊乱的主要检测项目三、糖代谢紊乱主要检测项目的临床应用了解低糖血症、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第一节血糖及糖代谢紊乱血糖及血糖调节糖尿病及其代谢紊乱低血糖症糖代谢的先天异常一、血糖及血糖调节血糖(blood glucose)指血液中的葡萄糖。
正常人空腹血糖浓度维持在3.89~6.11mmol/L (70~110mg/dl)范围内。
血糖食物糖消化吸收肝糖原分解非糖物质糖异生CO 2、H 2O 、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胰岛素样生长因子二、糖尿病及其代谢紊乱空腹血糖浓度超过超过7.0 mmol/L时称为高血糖症(hyperglycemia)。
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。
(一)糖尿病的定义与分型糖尿病的定义糖尿病(diabetes mellitus,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。
糖尿病的临床表现典型症状为多食、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酮症高渗性昏迷。
糖尿病的分型根据病因分为:(1)1型糖尿病(2)2型糖尿病(3)其他特殊类型的糖尿病(4)妊娠期糖尿病空腹血糖受损(impaired fasting glucose,IFG)反映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常。
糖耐量减退(impaired glucose tolerance,IGT)反映了负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。
二者是糖尿病的前期阶段,统称为糖调节受损(impaired glucose regulation,IGR),它们可单独或合并存在。
(二)糖尿病的病因及发病机制糖尿病的发病机制有两种:机体对胰岛素的作用产生抵抗;胰腺β细胞的自身免疫性损伤,以及胰腺功能损伤。
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。
1型糖尿病遗传因素: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。
2型糖尿病遗传因素: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、体力活动缺乏、不良生活习惯、精神压力等。
胰岛素抵抗和β细胞分泌缺陷是2型糖尿病发病机制的2个主要环节。
胰岛素抵抗(insulin resistance,IR )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物反应性降低的现象。
目前认为IR是2型糖尿病和肥胖等多种疾病发生的主要诱因之一,约90%的2型糖尿病存在胰岛素抵抗。
(三)各型糖尿病的主要特点1. 1型糖尿病这类糖尿病主要是因胰岛β细胞的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糖尿病和特发性糖尿病。
免疫介导性1型糖尿病主要因为胰岛β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T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。
自身抗体包括:(1)胰岛细胞抗体(ICA)(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-2β(5)胰岛细胞表面抗体(ICSA)特点是:(1)任何年龄均可发病,典型病例常见于青少年(2)起病较急(3)血浆胰岛素及C肽含量低,糖耐量曲线呈低平状态(4)β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(5)治疗以依赖胰岛素为主(6)易发生酮症酸中毒(7)遗传因素在发病中起重要作用,特别与HLA某些基因型关联很强特发性1型糖尿病显著特点是具有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。
2. 2型糖尿病特点:(1)典型病例常见40岁以上肥胖的中老年成人,偶见于幼儿(2)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(4)ICA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(6)发生酮症酸中毒的比例不如1型糖尿病(7)有遗传倾向,但与HLA基因型无关3. 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:(1)β细胞功能缺陷性糖尿病: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(3)胰腺外分泌性疾病所致糖尿病(4)内分泌疾病所致糖尿病(5)药物和化学品所致糖尿病(6)感染所致糖尿病(7)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线粒体糖尿病1997年美国糖尿病学会(ADA)将本病列为β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0.5%~1.5%,发病年龄多在30~40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疗,常伴有轻度至中度的神经性耳聋。
目前至少已发现20余种线粒体的基因突变与发病有关,这些基因的突变导致胰腺β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。
4. 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或糖尿病发作,但已知糖尿病伴妊娠者不属此型。
在分娩6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:(1)糖尿病(2)空腹血糖受损(IFG)(3)糖耐量减退(IGT)(4)正常血糖(四)糖尿病的主要代谢紊乱1.糖尿病时体内的主要代谢紊乱由于胰岛素的绝对或(和)相对不足,机体组织不能有效地摄取和利用血糖,不仅造成血糖浓度增高,而且组织细胞内三大营养物质的消耗增加,以满足机体的供能需要。
糖代谢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。
脂肪代谢脂肪合成减少、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,脂肪组织动员分解产生大量酮体,形成酮症,进一步发展为酮症酸中毒。
蛋白质代谢蛋白质合成减弱、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。
2. 糖尿病并发症时体内的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、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。
是糖尿病的严重急性并发症,常见于1型患者伴应激时。
脂肪分解加速、酮体生成增多、血浆中酮体积累超过2.0mmol/L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>5mmol/L、HCO3-降低、血pH<7.35。
糖尿病酮症酸中毒昏迷(diabetic ketoacidosis coma)糖尿病非酮症高渗性昏迷(hyperosmolar nonketotic diabetic coma)多见于60岁以上2型糖尿病病情较轻者及少数1型糖尿病患者,发病机制复杂。
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。
糖尿病乳酸酸中毒昏迷(lactic acidosis diabetic coma)由于胰岛素的绝对和相对不足,机体组织不能有效地利用血糖,丙酮酸大量还原为乳酸,使体内乳酸堆积增多。
糖尿病慢性并发症(chronic complication of diabetes )长期的高血糖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、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。
三、低血糖(hypoglycemia)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)。
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,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,但这些症状是非特异性的。
分类及病因分类相关病因新生儿低血糖症①早产和未成熟;②呼吸窘迫综合征;③母体糖尿病;④妊娠毒血症;⑤其他(如寒冷应激,红细胞增多症等)婴儿低血糖症①酮性低血糖症;②先天性糖代谢酶缺陷;③糖原贮积病;④糖异生酶缺陷;⑤半乳糖血症;⑥遗传性果糖不耐受症;⑦亮氨酸超敏症;⑧内源性高胰岛素血症;⑨莱耶综合征(Reye’ssyndrome);⑩特发性低血糖症成人低糖血症①医源性(胰岛素、口服降糖药);②中毒性(酒精、降糖氨酸);③严重肝功能受损;④激素缺乏如糖皮质激素、生长激素);⑤胰岛β细胞瘤;⑥胰岛素抗体;⑦非胰腺的肿瘤;⑧败血症;⑨慢性肾功能衰竭;⑩反应性低血糖1.新生儿与婴幼儿低血糖症新生儿的血糖浓度远低于成人,出生后又因肝糖原的耗尽而迅速下降,可在没有任何低血糖临床表现的情况下,下降至1.7mmol/L(30mg/dl),早产儿血糖可低至1.1mmol/L(20mg/dl)。
新生儿期的低血糖往往是短暂性的。
婴幼儿早期发生的低血糖却很少是短暂性的。
可能是由于遗传性代谢缺陷或酮性低血糖引起,且往往由于禁食或发热性疾病而进一步降低。
2.成人空腹低血糖症可能由于肝脏葡萄糖的生成速率下降或机体对葡萄糖的利用增加所致。
一般而言,血浆葡萄糖浓度低于3.0mmol/L(55mg/dl)时,开始出现低血糖有关症状,血糖浓度低于2.8mmol/L(50mg/dl)时,会发生脑功能损害。
诊断低血糖紊乱的经典试验是72h禁食试验。
血糖浓度降低合并低血糖的体征或症状,就可诊断为低血糖紊乱,但仅有血糖降低不能确诊。
如果禁食期间未出现有关低血糖的体征或症状,则可以排除低血糖紊乱。
3.餐后低血糖症餐后低血糖症(postprandial hypoglycemia)可由多种因素引发,其中包括反应性低血糖症。
后者被定义为一种临床病症,即患者在日常生活中餐后出现的低血糖症状,且血糖浓度低于2.5 ~2.8 mmol/L(45 ~50mg/dl)。