糖代谢紊乱及糖尿病的检查

（一）糖代谢途径及其生理意义

1．糖的无氧酵解途径（糖酵解途径） 是在无氧情况下，葡萄糖分解生成乳酸的过程。糖酵解的生理意义：①机体在缺氧或无氧状态获得能量的有效措施；②机体在应激状态下产生能量，满足机体生理需要的重要途径；③糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等的合成前体，并与其他代谢途径相联系。

2．糖的有氧氧化途径 葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的过程。绝大多数细胞都通过有氧氧化获得能量。肌肉进行糖酵解生成的乳酸，最终仍需在有氧时彻底氧化为水及二氧化碳。有氧氧化可分为两个阶段：①胞液反应阶段：糖酵解产物NADH（还原型辅酶Ⅱ，学名烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸）不用于还原丙酮酸生成乳酸，二者进入线粒体氧化。②线粒体中的反应阶段：丙酮酸经丙酮酸脱氢酶复合体氧化脱羧生成乙酰CoA。其特征是丙酮酸氧化释放的能量以高能硫酯键的形式储存于乙酰CoA中，这是进入三羧酸循环的开端；1个分子的葡萄糖彻底氧化为CO2和H2O，可生成36或38个分子的ATP。

3．糖原的合成途径 糖原是动物体内糖的储存形式，是葡萄糖通过α－1，4和α－1，6糖苷键相连而成的具有高度分支的聚合物。机体摄入的糖大部分转变成脂肪（三酰甘油）后储存于脂肪组织内。糖原是可以迅速动用的葡萄糖储备。

4．糖异生 由非糖物质（如乳酸、甘油、丙酮酸等三碳化合物和生糖氨基酸）转变为葡萄糖的过程称为糖异生。是体内单糖生物合成的唯一途径。肝是糖异生的主要器官，长期饥饿、酸中毒时肾的异生作用增强。糖异生的途径基本上是糖酵解的逆向过程，但不是可逆过程。其生理意义是：①作为补充血糖的重要来源，以维持血糖水平恒定。②防止乳酸中毒。③协助氨基酸代谢。

5．磷酸戊糖途径 在胞质中进行，存在于肝、乳腺、红细胞等组织。其生理意义是：①提供5－磷酸核糖，用于核苷酸和核酸的生物合成。②提供NADPH形式的还原力，参与多种代谢反应，维持谷胱甘肽的还原状态等。

6．糖醛酸途径 其生理意义在于生成有活性的葡萄糖醛酸，它是生物转化中重要的结合剂，可与胆红素、类固醇、药物和毒物等结合；还是葡萄糖醛酸的供体，葡萄糖醛酸是蛋白聚糖的重要组成成分，如硫酸软骨素、透明质酸、肝素等。

（二）血糖的来源与去路

血糖为血液中的葡萄糖，是体内绝大多数细胞的主要能源，空腹时正常血糖浓度为3．61～6．11mmol／L。

1．血糖来源 ①糖类消化吸收；②糖原分解；③糖异生作用；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血糖浓度高于肾糖阈（8．9～9．9mmol／L）时可随尿排出一部分。

（三）血糖浓度的调节

血糖的来源与去路能保持动态平衡是因为有神经、激素和器官三方面的调节作用。

1．激素的调节作用 ①胰岛素：是主要的降血糖激素，其作用为促进细胞摄取葡萄糖，促进糖原合成，减少糖原分解。高血糖、高氨基酸、胰泌素、胰升糖素和迷走神经兴奋等都可促进胰岛素的释放。②胰高血糖素：是升高血糖浓度的重要的激素，其促进糖原分解和糖异生。低血糖、低氨基酸可刺激胰高血糖素释放。③糖皮质激素和生长激素主要刺激糖异生作用，肾上腺素主要促进糖原分解。

2．神经系统的调节作用 神经系统对血糖的调节主要通过下丘脑和自主神经系统调节其所控激素的分泌，进而再影响血糖代谢中关键酶的活性，达到调节血糖浓度的作用。

3．肝的调节作用 肝具有许多糖代谢的特异酶，许多糖代谢过程如糖原的合成和分解、糖异生作用都是在肝细胞内完成的。肝功能受损时，可能影响糖代谢而易出现血糖的波动。

（四）胰岛素的代谢

胰岛素是胰岛B细胞分泌的一种由51个氨基酸组成的多肽类激素。在分泌胰岛素的同时，总是有相等分子的C肽和少量的胰岛素原分泌。胰岛素分泌的主要生理刺激因子是高血糖，其他如血液中的高氨基酸、脂肪酸、酮体，胃肠道激素（胃泌素、胰泌素、胃肠道多肽等），胰高血糖素，迷走神经兴奋以及一些药物（磺酰脲、异丙肾上腺素）也可刺激胰岛素分泌。胰岛素的基础分泌量为每小时0．5～1．0U，进食后分泌量可增加3～5倍。胰岛素对代谢的作用有：胰岛素发挥作用首先要与靶细胞表面的特殊蛋白受体结合。胰岛素受体是由两个α和两个β亚基组成。①使肌肉和脂肪组织细胞膜对葡萄糖的通透性增加，使组织摄取葡萄糖增多；②诱导葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，促进葡萄糖磷酸化和氧化分解；③抑制磷酸化酶和糖异生关键酶而使糖异生减少；④激活糖原合成酶和丙酮酸脱氢酶系，促进葡萄糖合成糖原、蛋白质和脂肪。以上作用的总效应是使血糖去路增加，来源减少，血糖水平降低。

（五）高血糖症

血糖浓度＞7．0mmol／L称为高血糖症。①生理性高血糖：在高糖饮食后1～2h，运动、情绪紧张、饮酒等引起交感神经兴奋和应激情况下可致血糖短期升高。②病理性高血糖：见于各型糖尿病及甲状腺功能亢进、肢端肥大症、嗜铬细胞瘤等内分泌疾病；颅外伤颅内出血、在疾病应激状态时、脱水、高热、呕吐、腹泻等；应用某些药物如胰高血糖素、雌激素、肾上腺素、糖皮质激素、生长激素等。

（六）糖尿病

1．定义 糖尿病是胰岛素的分泌障碍和胰岛素生物学效应不足，导致以高血糖症为基本生化特点的糖、脂肪、蛋白质、水电解质代谢紊乱的一组临床综合征。临床典型表现为“三多一少”（多食、多饮、多尿、体重减少），其慢性并发症主要是非特异和特异的微血管病变（以视网膜、肾受累为主，还可见冠心病、脑血管病、肢端坏疽等），末梢神经病变。

2．分型 ①1型糖尿病（胰岛B细胞毁坏，常导致胰岛素绝对不足）。②2型糖尿病（不同程度的胰岛素分泌不足，伴胰岛素抵抗）。③特异型糖尿病。④妊娠糖尿病（GDM）指在妊娠期发现的糖尿病。

3．诊断标准 国际普遍采用的糖尿病诊断标准：①糖尿病症状加随机静脉血浆葡萄糖≥11．1mmol／L，如测定CBG，诊断标准相同。糖尿病症状：多尿、多饮和无原因的体重减轻。随意血糖浓度：餐后任一时相的血糖浓度。②空腹静脉血浆葡萄糖（FVPG）≥7．0mmol／L。如测定CBG，诊断标准应为≥7．0mmol／L。空腹：禁热卡摄入至少8h。③OGTT时，2h静脉血浆葡萄糖（2hPG）≥11．1mmol／L，如测定CBG，诊断标准相同。OGTT采用WHO建议，口服相当于75g无水葡萄糖的水溶液。初诊糖尿病时可采用上述三种指标，但不论用哪一种都须在另一天，采用静脉血，以三种指标中的任何一种进行确诊。

4．代谢紊乱

（1）糖尿病时体内的代谢紊乱。①糖代谢：葡萄糖在肝、肌肉和脂肪组织的利用减少，肝糖原降解和糖异生增多，引起血糖升高。②脂肪代谢：脂肪组织摄取葡萄糖及从血浆移除三酰甘油减少，脂肪合成减少；但脂蛋白脂肪酶活性增加，血浆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大量酮体，进一步发展为酮症酸中毒。③蛋白质代谢：蛋白质合成减弱，分解代谢加速，可导致机体出现负氮平衡。

（2）糖尿病并发症时体内的代谢紊乱。长期高血糖可致多种并发症，按并发症的起病快慢，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、糖尿病非酮症高渗性昏迷、糖尿病乳酸酸中毒昏迷等；糖尿病的慢性病变主要是微血管病变，如肾病变、眼底病变、神经病变；大血管病变如动脉粥样硬化及心、脑、肾等的病变和高血压等。

5．急性代谢合并症 ①糖尿病酮症酸中毒昏迷（DKA）；②乳酸酸中毒昏迷（LA）；③高血糖高渗性糖尿病昏迷（NHHDC）。

（1）糖尿病酮症酸中毒昏迷：常见于1型患者伴应激时。当机体代谢紊乱发展到脂肪分解加速，酮体生成增多，血浆中酮体积累＞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。除尿酮呈强阳性外，血酮体常＞5mmol／L、血pH＜7．35，病情严重时可致昏迷，称为糖尿病酮症酸中毒昏迷。

（2）糖尿病非酮症高渗性昏迷：多见于60岁以上老年2型轻症糖尿病及少数幼年1型病者。在本症中血浆渗透压升高程度远比糖尿病酮症酸中毒明显，加上本症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。

（3）糖尿病乳酸酸中毒昏迷：正常人乳酸／丙酮酸比值为10∶1，处于平衡状态。患糖尿病后，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。一般认为乳酸浓度＞5mmol／L以及pH＜7．25时提示有明显的乳酸中毒。

（4）糖尿病慢性并发症：长期高血糖使蛋白质发生糖基化反应，引起血管基膜增厚、晶体混浊变性和神经病变等病理变化。

6．血糖测定

（1）标本收集和贮存：多采用血浆或血清测定葡萄糖浓度，而床旁测定多使用全血。标本贮存于室温下，获得标本后应尽快离心、测定。建议使用氟化物－草酸盐混合物作为抗凝剂。草酸钾会使细胞水分外渗，血浆稀释，这种标本不能用于测定其他物质。

（2）检测方法：①己糖激酶法（HK法）；②葡萄糖氧化酶－过氧化物酶法（GOD－POD法）。

7．尿糖测定

（1）标本收集：收集24h尿标本前，容器中应加5ml冰醋酸或5g苯甲酸钾，室温下24h后，尿葡萄糖会丢失40%，故标本应4℃贮存。

（2）尿糖测定：尿糖检测快速、廉价和无创伤性，适用于大规模样本的筛检。早期筛查试验用氧化还原法，但易受非糖还原物干扰。半定量或定量的特异性方法已经代替了这些非特异性方法。但氧化还原法对于筛查新生儿和婴儿某些先天代谢紊乱（常导致出现半乳糖和果糖等非葡萄糖还原物质）仍可采用。

8．口服葡萄糖耐量试验（OGTT）

（1）适应证：①无糖尿病症状，随机或空腹血糖异常者；②无糖尿病症状，有一过性或持续性糖尿；③无糖尿病症状，但有明显糖尿病家族史；④有糖尿病症状，但随机或空腹血糖不够诊断标准；⑤妊娠期、甲状腺功能亢进、肝病、感染，出现糖尿者；⑥分娩巨大胎儿的妇女或有巨大胎儿史的个体；⑦不明原因的肾病或视网膜病。

（2）方法：实验前3天每日食物中糖含量不低于150g，且维持正常活动。影响试验的药物应在3天前停用。试验前病人应禁食10～16h，坐位取血后5min内饮入250ml含75g无水葡萄糖的糖水，以后每隔30min取血一次，共4次，历时2h。整个试验中不可吸烟，喝咖啡、茶和进食。儿童给予葡萄糖量为1．75g／kg，但最多不超过75g。于采血同时留尿测定尿糖。若疑为反应性低血糖时，应适当地延长血标本的收集时间，可达服糖后6h。根据各次血糖水平绘制糖耐量曲线。

（3）OGTT结果

①正常糖耐量：空腹血糖＜6．1mmol／L；口服葡萄糖30～60min达高峰，峰值＜11．1mmol／L；120min时基本恢复到正常水平，即＜7．8mmol／L，尿糖均为阴性。此种糖耐量曲线说明机体糖负荷的能力好。

②糖尿病性糖耐量：空腹血糖≥7．0mmol／L；峰时后延，常在1h后出现，峰值≥11．1mmol／L；120min不能回复到正常水平，即＞7．8mmol／L，其中服糖后2h的血糖水平是最重要的判断指标。许多早期糖尿病病人，可只表现为2h血糖水平的升高，且尿糖常为阳性。

③糖耐量受损（IGT）：为轻度的耐糖能力下降。在非妊娠的成年人，空腹血糖在6．11～7．0mmol／L，120min血糖水平为7．8～11．1mmol／L。

9．糖化血红蛋白测定

（1）糖化血红蛋白的形成是不可逆的，其浓度不受每天葡萄糖波动的影响，也不受运动或食物的影响，所以糖化血红蛋白反映的是过去6～8周的平均血糖浓度，主要用于评估血糖控制效果，并不用于糖尿病的诊断。

（2）测定方法。①根据电荷差异：离子交换层析，高效液相层析（HPLC），电泳和等电聚焦电泳；②根据结构差异：亲和层析和免疫测定法；③化学分析：比色法、分光光度法。

（3）参考值：HbA1（A1a＋b＋c）：平均值6．5%；HbA1c：平均值4．5%。

（4）治疗目标：是将HbA1c降至6．0%以下。用胰岛素治疗的糖尿病病人，应将糖化Hb作常规检测指标，至少每3个月1次。

10．葡萄糖－胰岛素释放试验和葡萄糖－C肽释放试验

（1）葡萄糖－胰岛素释放试验

①方法：过去胰岛素测定一般采用放射免疫竞争双抗体－PEG法。现在多采用化学发光法。

②参考值：空腹胰岛素35～145pmol／L（化学发光法），5～25μU／ml（RIA法）。

③临床意义：胰岛素水平降低常见于1型糖尿病，空腹值常＜5μU／ml，糖耐量曲线上升而胰岛素曲线低平；胰岛素水平升高可见于2型糖尿病，病人血糖水平升高，胰岛素空腹水平正常或略高。胰岛素持续升高，而血糖持续低平则见于胰岛B细胞瘤；胰岛素持续升高，而血糖水平正常见于早期糖尿病。

（2）葡萄糖－C肽释放试验：C肽的测定可以更好地反映B细胞生成和分泌胰岛素的能力。

①方法：C肽测定可采用放射免疫分析法、化学发光法。

②参考值：空腹C肽0．4nmol／L。

③临床意义：C肽测定常用于糖尿病的分型，1型糖尿病由于胰岛B细胞大量破坏，C肽水平低，对血糖刺激基本无反应；2型糖尿病C肽水平正常或高于正常；服糖后高峰延迟或呈高反应。C肽测定还用于指导胰岛素用药的治疗，可协助确定病人是否继续使用胰岛素还是只需口服降糖药或饮食治疗。C肽可用于低血糖的诊断与鉴别诊断，特别是医源性胰岛素引起的低血糖；对胰岛移植和胰腺移植的病人，C肽测定可以了解移植是否存活和B细胞的功能；C肽测定还可以用于胰腺肿瘤治疗后复发与否的诊断。C肽和胰岛素同时测定，还可以帮助了解肝的变化，因为胰岛素每次血循环都被正常肝降解一半，C肽很少被肝代谢，测定外周血C肽／胰岛素比值，可以估计肝处理胰岛素的能力。

11．急性代谢合并症

（1）酮体测定。①方法：最常用的是硝普盐半定量试验。乙酰乙酸和丙酮与硝普盐（亚硝基铁氰化钠）在碱性条件下可生成紫色化合物，生成量与酮体的含量成正比。②参考值：血酮体（－）（＜5mmol／L），尿酮体（－）。

（2）β－羟基丁酸（βHB）测定。①β－羟基丁酸的测定在糖尿病酮症的诊断、治疗监测中比乙酰乙酸测定更灵敏、更可靠，同样在糖尿病控制中也非常有价值。②参考值：血β－羟基丁酸＜0．27mmol／L。③临床意义：血或尿酮体阳性多见于糖尿病酮症酸中毒。此外还见于妊娠剧吐，长期饥饿，营养不良，剧烈运动后或服用双胍类降糖药（DBI、D860）等。

（3）乳酸（LA）测定。①方法：血乳酸分析采用酶动力学连续监测法。②参考值：＜2mmol／L。③临床意义：乳酸升高见于糖尿病酮症酸中毒、肾衰竭、呼吸衰竭、循环衰竭等缺氧和低灌注状态。

12．低血糖症

（1）概念：低血糖不是一个独立的疾病，而是由于某些病理和生理原因使血糖降低至生理低限以下（通常＜2．8mmol／L）的异常生化状态引起以交感神经兴奋和中枢神经系统异常为主要表现的临床综合征。

（2）分型。①婴儿：酮症低血糖；糖代谢酶的缺陷（糖原累积病）；糖异生酶的先天性缺陷；半乳糖血症；遗传性果糖不耐受症；亮氨酸敏感症；内源性胰岛素增高；Reye综合征；特发性低血糖症。②成人：医源性（胰岛素、口服降糖药）；中毒性（酒精、降糖氨酸）；严重肝功能受损；激素的缺乏（如糖皮质激素、生长激素）；胰岛B细胞瘤；胰岛素抗体；非胰腺的肿瘤；败血症；慢性肾衰竭；反应性低血糖。

（3）实验室检查：血糖测定、OGTT试验、胰岛素及C肽测定是低血糖检查的常用项目。

（4）低血糖的诊断：有低血糖的症状（应注意低血糖的症状和血糖降低的速度有关，降低速度快者症状明显）；发作时血糖≤2．8mmol／L（60岁以上老人≤3．0mmol／L）；给予葡萄糖后低血糖症状可消除。具备以上三条可诊断为低血糖症。