正常情况下,血糖浓度维持在与机体相适应的代谢平衡状态,一旦这种平衡遭到破坏,机体就会出现糖代谢紊乱,导致组织能量供给障碍,并由此产生一系列代谢变化,最终造成多种物质的代谢紊乱和组织器官的损害,重者将危及生命。许多疾病会影响糖代谢,如内分泌失调、神经功能紊乱、肝肾疾病、酶的遗传缺陷、某些维生素缺乏和药物等都能引起糖代谢紊乱。临床上常见的糖代谢紊乱主要表现为血糖浓度过高(高血糖症)和血糖浓度过低(低血糖症)。血糖测定可用于以高血糖症为主要表现的糖尿病及相关病理状态的诊断和用于低血糖症的判定。但血糖浓度的一过性改变不是糖代谢紊乱。
(一)高血糖症与糖尿病
高血糖症(hyperglycemia)是糖代谢紊乱导致血糖浓度高于参考区间上限的一种异常现象,主要表现为空腹血糖升高、糖耐量受损或糖尿病。高血糖症有生理性和病理性之分,临床上最常见的病理性高血糖症是糖尿病(diabetes mellitus,DM),而空腹血糖升高和糖耐量受损是正常糖代谢与糖尿病之间的中间状态,是发展为糖尿病及心血管病变的危险因子。
糖尿病是一种慢性、复杂的代谢性疾病,系胰岛素相对和(或)绝对不足,或利用缺陷引起的代谢紊乱综合征。临床特征是血糖浓度持续升高,甚至出现糖尿。长期患有糖尿病并伴有脂类、蛋白质代谢紊乱、水电解质紊乱及酸碱平衡失调,甚至出现一系列并发症,如视网膜、肾的微血管病变,心脏及血管病变,神经病变等,重者可致死亡。
1.糖尿病的发病机制和分型 主要有2种病理过程参与糖尿病的发病机制:①多种因素引起的胰岛B细胞功能减退,导致胰岛素分泌绝对不足;②机体对胰岛素的作用产生抵抗,导致胰岛素分泌相对不足。糖尿病患者胰岛素的绝对和(或)相对不足是导致糖、脂肪和蛋白质等多种物质代谢紊乱的基础。
1997年美国糖尿病协会(ADA)根据病因,将糖尿病分成4大类型,即胰岛素依赖型糖尿病、非胰岛素依赖型糖尿病、其他特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病。
(1)胰岛素依赖型糖尿病(insulin-dependent diabetes mellitus):是由于胰岛B细胞受损而引起胰岛素分泌绝对不足,从而导致高血糖,因此对胰岛素治疗敏感。此型常见于青少年,占糖尿病的5%~10%。
(2)非胰岛素依赖型糖尿病(nominsulin dependent diabetes mellitus):主要表现为胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)情况下胰岛素分泌功能进行性受损。胰岛素抵抗即患者外周组织细胞对胰岛素不敏感,从而导致血糖利用不足出现高血糖。这类糖尿病的发生与年龄、肥胖、慢性炎症和缺乏运动等环境因素有关,比胰岛素依赖型糖尿病有更强的遗传易患性,且机制更为复杂,病因尚不清楚。
非胰岛素依赖型糖尿病常见于肥胖的中老年人群,起病较慢,有遗传倾向,但与HLA基因型无关;自身抗体呈阴性;血浆中胰岛素含量一般不降低;单用口服降糖药可以控制血糖;发生酮症酸中毒的比例不如胰岛素依赖型糖尿病。
(3)其他特殊类型的糖尿病(other specific types of diabetes):这类糖尿病往往继发于某种特定疾病,以前又称继发性糖尿病。引发这类糖尿病的因素众多,但患者较少见。按病因和发病机制包括B细胞功能基因缺陷、胰岛素作用基因缺陷、胰腺外分泌疾病所致糖尿病(如囊性纤维化病)、内分泌疾病所致糖尿病(拮抗胰岛素的激素分泌过多)、药物和化学品所致糖尿病(如用于治疗AIDS或器官移植后的药物)、感染所致糖尿病(如巨细胞病毒感染)、少见的免疫介导性糖尿病和其他可能伴有糖尿病的遗传综合征。
(4)妊娠期糖尿病(gestational diabetes mellitus,GDM):指在妊娠期间发生或首次发现有任何程度的葡萄糖耐量受损或糖尿病发作,但不包括妊娠前已知的糖尿病患者。多数GDM妇女在分娩后血糖可恢复正常,但约有30%的患者在5~10年后转变为非胰岛素依赖型糖尿病。
2.糖尿病的主要代谢紊乱和并发症 正常情况下,人体细胞内的能量主要由血糖供给,多余的血糖可转化为糖原、脂肪和蛋白质贮存起来。而糖尿病患者由于胰岛素的绝对和(或)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,而且为了代偿机体供给能量的需要,组织细胞内其他营养物质的消耗增加,从而诱发糖、蛋白质、脂肪等多种物质的代谢紊乱。
(1)糖尿病时体内的主要物质代谢紊乱:①糖代谢紊乱。糖尿病患者肝、肌肉和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用减少,而肝糖原降解和糖异生增多,从而引起血糖升高。血糖过高超过肾糖阈可出现糖尿,严重者尿中出现酮体。由于葡萄糖和酮体分泌增多可产生渗透性利尿,引起多尿及水盐丢失。②脂代谢紊乱。糖尿病患者的脂肪组织从血液中摄取葡萄糖和三酰甘油减少,脂肪合成减少;但脂蛋白脂肪酶活性增加,血中游离脂肪酸和三酰甘油浓度升高;当胰岛素极度不足时,脂肪组织大量动员分解产生酮体,若超过机体对酮体氧化利用的能力,酮体堆积形成酮症,进一步发展为酮症酸中毒。③蛋白质代谢紊乱。糖尿病时,蛋白质合成减弱而分解加速,严重时可致机体出现负氮平衡。
(2)糖尿病并发症时体内的主要代谢紊乱:糖尿病患者若血糖控制不良,可因长期高血糖致多种并发症的发生。按起病快慢,可分为急性并发症和慢性并发症两大类。急性并发症除常见的感染外,还有糖尿病酮症酸中毒、高渗性非酮症糖尿病性昏迷、乳酸酸中毒糖尿病性昏迷等;糖尿病的慢性病变主要是微血管病变,常累及肾、眼底微血管和神经;也可累及大血管,导致动脉粥样硬化和心、脑、肾等器官的病变,以及高血压。
3.糖尿病的诊断标准 依据诊断标准,通过实验室检查可对糖尿病做出鉴别和诊断。
(1)糖尿病的诊断标准:目前糖尿病的诊断主要取决于生物化学检验结果,2010年ADA提出的糖尿病诊断标准,要点如下。
①糖化血红蛋白Hb A 1c≥6.5%。[试验应采用经国家糖化血红蛋白标准化计划(NGSP)认证,并符合糖尿病控制与并发症研究结果(DCCT)检测标准的方法进行检测]。
②空腹血糖(FPG)≥7.0mmol/L(126mg/dl)。空腹指持续8h以上无任何热量摄入。空腹血糖为糖尿病最常用的检测项目。
③口服葡萄糖耐量试验(OGTT),2h血糖(2h PG)≥11.1mmol/L(200mg/dl)。(试验应按照WHO的标准进行,用75g无水葡萄糖溶于水中作为糖负荷)。
④患者有高血糖症状或高血糖危象,且随机血糖≥11.1mmol/L(200mg/dl)。(随机血糖指末次进食后任意时间点测得的血浆葡萄糖浓度)。
以上4个标准都可单独用于糖尿病的诊断。但如果没有明确的高血糖症状,标准①~③出现阳性结果后,必须进行复查,两次的试验结果有相关性才能确诊。
(2)妊娠期糖尿病的诊断标准。对妊娠24~28周有糖尿病倾向(严重肥胖、既往糖尿病病史、尿糖阳性、诊断多囊卵巢综合征、非胰岛素依赖型糖尿病家族史)的妊娠期妇女,可在空腹条件下口服50g葡萄糖,测定1h血浆葡萄糖浓度,进行妊娠期糖尿病的筛查,若≥7.8mmol/ L(140 mg/dl)为筛查异常,需进行葡萄糖耐量试验。
妊娠期糖尿病(GDM)的诊断标准见表5-1。
表5-1 妊娠期糖尿病(GDM)的诊断标准
以上检验结果中有2项以上为阳性可诊断为GDM,1项阳性为妊娠糖耐量减退,各项均阴性为正常; 100g和75g葡萄糖耐量试验均可,目前尚无统一标准,多数采用100g进行耐量试验
当FPG在6.1*~7.0mmol/L,且OGTT 2hPG<7.8mmol/L为空腹血糖受损(impaired fasting glucose,IFG)。当FPG<7.0mmol/L,且OGTT 2hPG在7.8~11.1mmol/L为糖耐量减低(impaired glucose tolerance,IGT)。IFG和(或)IGT被称为糖尿病前期,提示有远期发展为糖尿病的风险。作为正常糖代谢与糖尿病之间的中间状态,分别反映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常和负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。IFG和IGT本身不应被视为临床实体,而应被视为糖尿病和心血管病的危险因素。[注:*2003 ADA推荐降低IFG的切点为5.6mmol/L(100mg/dl),使IFG与IGT诊断范围更加一致,但WHO及其他多家糖尿病组织机构未采纳这项改动。]
(二)其他糖代谢紊乱
1.低血糖症 低血糖症(hypoglycemia)指由于某些生理或病理性原因使血糖浓度低于参考区间下限。目前仍没有完全统一的界定值。多数建议为空腹血糖浓度低于2.78mmol/L (50mg/dl)。低血糖的临床症状因人而异,缺乏特异性,主要有与交感神经和中枢神经系统功能异常相关的症状,患者出现多汗、战栗、恶心、脉搏加速、轻度头痛头晕、饥饿感和上腹不适、精神失常等非特异性症状,严重者可出现意识丧失、昏迷甚至死亡。
按发病年龄分类,低血糖症可分为新生儿与婴幼儿低血糖症和成年低血糖症。另外,相对常见的还有餐后低血糖症、糖尿病性低血糖症和无症状低血糖。
成年人空腹低血糖症是临床上常见的低血糖类型,可能是肝生成葡萄糖的速率下降或机体对葡萄糖的利用增加所致。正常人一般不会因饥饿而发生低血糖,临床上反复发生的空腹低血糖提示有器质性疾病并可能危及生命。胰岛素瘤是器质性低血糖症中最常见的原因。
餐后(反应性)低血糖症主要是胰岛素反应性释放增多,可由许多因素引起,如药物,胰岛素抗体、抗胰岛素受体的抗体和先天性缺陷(如果糖-1,6-二磷酸酶缺乏)等。多见于功能性疾病,临床上容易被忽略。常见类型有:①功能性低血糖症(反应性低血糖症)。发生于餐后或口服糖耐量2~5h的暂时性低血糖。多见于心理动力学异常的年轻妇女。在第三届国际低血糖专题讨论会上,反应性低血糖被定义为一种临床病症,即患者在日常生活中出现餐后低血糖症状,并且血糖浓度<2.5~2.8mmol/L(45~50mg/dl)。②非胰岛素依赖型糖尿病或糖耐量受损伴有的低血糖症。患者空腹血糖正常,口服葡萄糖耐量试验后,前2h似糖耐量受损或非胰岛素依赖型糖尿病,但食入葡萄糖3~5h,血糖浓度迅速降至最低点。其原因可能是持续高血糖引起的胰岛素延迟分泌,出现高胰岛素血症所致。③营养性低血糖症。发生于餐后1~3h。患者多有上消化道手术或迷走神经切除史。由于胃迅速排空,使葡萄糖吸收增快,血糖浓度明显增高并刺激胰岛素一过性分泌过多,导致低血糖。
2.糖代谢的先天性异常 指因糖代谢的酶类发生先天性异常或缺陷,导致某些单糖或糖原在体内贮积,并从尿中排出。此类疾病多为常染色体隐性遗传,患者症状轻重不等,可伴有血糖浓度降低。临床常见的有糖原贮积症,还有半乳糖和果糖代谢异常等。
糖原贮积病(glycogen storage disease,GSD)是因肝、肌肉和脑组织中参与糖原合成或分解的酶缺乏,使糖原不能正常合成或分解,大量堆积,造成这些器官的肥大及功能障碍。根据酶缺陷和临床特征的差异,GSD可分为12型,其中Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅸ型以肝病变为主,Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ型以肌肉组织受损为主。GSD常见于男性,多在婴儿期发病,儿童期死亡,少数可活到成年。确诊需依靠酶的测定。
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