教学课件:第三章-糖代谢紊乱.ppt
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1、南华大学第二附属医院,编制:刘卓然,糖代谢紊乱,Disorder of Carbohydrate Metabolism,第三章 糖代谢紊乱(Disorder of Carbohydrate Metabolism),目的要求及重点、难点,(一)了解糖尿病的定义及分型,了解血糖的来源 与去路(二)掌握血糖的概念及血糖浓度的调节因素(重点)(三)掌握糖尿病其并发症的实验室检测指标及方 法学评价(重点、难点)(三)熟悉低血糖的概念,几种类型糖尿病的主要 特点及发病机理(四)熟悉半乳糖血症及糖原累积病的发病机理,主要内容,第一节 血糖及血糖浓度的调节第二节 糖尿病第三节 低血糖症第四节 糖代谢的先天性异
2、常,第一节 血糖及血糖浓度的调节,(一)神经系统的调节 下丘脑、自主神经系统控制激素的分泌(二)激素的调节 1.降低血糖的激素:胰岛素(insulin)(1)化学及结构51个氨基酸,A,B两条链不同生物氨基酸组成有差异生物活性区高度保守:B链C末端B23-B26:Gly-Phe-Phe-Tyr,二、血糖浓度的调节,51个氨基酸,A,B两条链,(2)合成 胰岛B细胞粗面内质网前胰岛素原(100AA)(preproinsulin)胰岛素原(86AA)(proinsulin)高尔基体的分泌小泡 胰岛素(51AA)+C肽(31AA)+4AA 前胰岛素原:无活性 胰岛素原:胰岛素前体和主要储存形式 10
3、%的胰岛素活性,半衰期长 C肽:半衰期长,(3)释放:受葡萄糖刺激,双时相脉冲式分泌,影响胰岛素分泌的因素 刺激胰岛素分泌的因素:高血糖、氨基酸 胰腺及胃肠激素:如胰高血糖素 药物:磺酰脲类 降低胰岛素分泌的因素:生长抑素 药物:肾上腺素受体激动剂,(4)作用机制:胰岛素受体:四聚体结构(2个亚基,2个亚基)亚基跨膜,能自身磷酸化,靶器官:肝脏、肌肉和脂肪 总效应:抑制分解,促进合成胰岛素在肝、肌肉、脂肪组织的作用 肝 肌肉 脂肪组织分解代谢作用 糖原分解 蛋白分解 脂解 糖异生 氨基酸输出 生酮 合成代谢作用 糖原合成 氨基酸摄取 脂肪酸 脂肪酸合成 蛋白质合成 摄取和合成 糖原合成,(5)
4、作用效应,2.升高血糖的激素(1)胰高血糖素(glucagon)胰岛细胞分泌,受血糖浓度调节促进肝糖原分解和糖异生促进脂肪动员(2)肾上腺素(epinephrine)肾上腺髓质分泌的儿茶酚胺类激素促进肝糖原分解和降低血糖利用刺激胰高血糖素的分泌,抑制胰岛素分泌,(3)生长激素(growth hormone)垂体分泌的激素可促进糖异生和脂肪分解拮抗胰岛素的作用(4)皮质醇(cortisol)在促肾上腺皮质激素刺激下由肾上腺皮质分泌可促进糖异生及蛋白质和脂肪分解肾上腺皮质功能亢进患者皮质醇血糖肾上腺皮质功能减退患者皮质醇血糖,Stress hormones impair memory(BMJ,20
5、00)High serum concentrations of cortisol may be responsible for stress induced memory loss,(5)甲状腺素(thyroxine)由甲状腺分泌,不直接参与糖代谢调节可刺激糖原分解促进胃排空及小肠对葡萄糖的吸收甲状腺功能亢进患者,葡萄糖耐量降低,但空腹血糖水平正常(6)生长抑素(somatostatin)又称生长激素抑制激素(growth hormone-inhibiting hormone,GHIH)由胃肠道、下丘脑和胰岛细胞分泌可抑制生长激素的分泌,调节胰高血糖素、胰岛素的分泌(7)ACTH:垂体分泌,拮
6、抗胰岛素,三、影响血糖的其他因子 1.葡萄糖转运因子(glucose transporters,GLUTs):葡萄糖跨膜转运的蛋白 异构体形式 存在 是否受胰岛素影响 GLUT-1 大脑等 GLUT-2 胰岛素细胞 GLUT-3 神经元 GLUT-4 骨骼肌、心肌、脂肪 GLUT-5 骨骼肌,2.胰岛素样生长因子(insulin-like growth factors,IGF)合成:肝脏,形成GH/IGF-1 axis,肝脏受生长激素刺激后分泌IGF-1 结构:与胰岛素高度同源 形式:IGF-1,又名生长调节素C(somatomedin C)IGF-2,功能不清 IGF-1功能:细胞生长和分化
7、的调节因子 外源性的IGF-1可降低血糖,与疾病的关系:老化(aging)癌症(刺激前列腺癌、乳腺癌细胞生长)糖尿病 检测:10-1000ng/ml血 反映生长激素的分泌缺乏或过多应用:用于糖尿病治疗?,第二节 糖尿病高血糖症(hyperglycemia):血中葡萄糖偏高。(ADA的定义)Hyperglycemia,or high blood sugar,occurs when your blood sugar rises above the range recommended by your healthcare team.,症状:血葡萄糖高、尿糖高、口渴、尿频,原因:生理性(进食过多、紧张
8、、压力)少的体力活动 流感等感染性疾病 糖尿病,一、糖尿病(diabetes mellitus,DM)The Greek word Diabetes=to Siphon/pass through the Latin word mellitus=sweet as honey 糖尿病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。典型症状:“三多一少”,Diabetes=a medical time bomb.Diabetes currently affects 246 million people globally and the number of peop
9、le afflicted with the disease has been rising at a rate of 7 million per year.Some 380 million people are expected to suffer from the disease by 2025,with cases being found increasingly in developing countries.,长期的高血糖症导致多种器官的损害、功能紊乱和衰竭,特别是眼、肾、神经、心血管系统。,发病机制:胰腺B细胞自身免疫性损伤导致胰岛素的绝对缺乏;胰岛素的相对不足或(和)抵抗。,几个概
10、念:1.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。2.糖耐量减退(impaired glucose tolerance,IGT):反映负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减退。作为糖尿病的前期阶段,统称为糖调节受损(impaired glucose regulation,IGR),它们可单独 或合并存在。,二、糖尿病的分型 根据病因可分四种类型:1-型糖尿病 2-型糖尿病 其他特殊类型糖尿病 妊娠期糖尿病,三、糖尿病几种类型的主要特点(一)1-型糖尿病 1.免疫介导性糖尿病(1)发病机制 遗传敏感性 HLA基因区域(T淋巴细胞受
11、体)环境因素 病毒(?)胰岛炎症反应 激活T淋巴细胞 自身免疫作用激活 自身-非自身组织转化 细胞的免疫反应 胰岛细胞抗体,细胞介导免疫 糖尿病 90%以上的胰岛细胞破坏,(2)特点:任何年龄,常见于青少年;起病较急;血浆胰岛素及C肽含量低;B细胞自身免疫性损伤,检出自身抗体;治疗以依赖胰岛素为主;易发生酮症酸中毒;多基因遗传病,与HLA某些基因型相关,2.特发性1-型糖尿病主要见于非裔及亚裔人,少见具有1-DM的表现:易发生酮症酸中毒 依赖胰岛素等 无明显的自身免疫反应证据 与HLA基因型不相关,(二)2型糖尿病 1.机制:胰岛B细胞功能减退胰岛素分泌减少 胰岛素抵抗。2.胰岛素抵抗(ins
12、ulin resistance,IR):指单位浓 度的胰岛素细胞效应减弱,即 肝脏、肌肉、脂肪等组织对胰岛素的敏 感性下降。常导致高血糖和血胰岛素升高。被认为是2-型糖尿病和代谢综合征(metabolic syndrome)的主要原因。,3.2-DM的特点 常见于40岁以上的肥胖中老年人;起病较慢;血浆中胰岛素含量并不降低;ICA等自身抗体阴性;初发病人服降糖药可控制血糖;发生酮症酸中毒的比例低于1-DM;有遗传倾向,但与HLA无关。,(三)特殊类型糖尿病 1.B细胞功能缺陷性糖尿病(1)成人型糖尿病青年人成年发病型糖尿病(maturity onset diabetes of the youn
13、g,MODY)特点:25岁前发病 表现为胰岛素分泌轻度受损和胰岛 素作用缺陷 常染色体显性遗传:基因点突变,例如:MODY3:12号染色体肝细胞核转录因子1基因 点 突变 MODY2:7号染色体葡萄糖激酶基因突变 MODY1:20号染色体肝细胞核转录因子4基因点 突变(2)线粒体糖尿病:线粒体基因缺陷所致特点:属母系遗传,也可散发 发病年龄30-40岁,发病率0.5-1.5%临床表现多样,无酮症、肥胖倾向,2.胰岛素作用遗传性缺陷性糖尿病胰岛素受体变异所致,少见3.胰腺外分泌性疾病所致糖尿病 包括胰腺的炎症、肿瘤、感染、损伤及切除等4.内分泌疾病所致糖尿病 拮抗胰岛素激素大量分泌所致,如:肢端
14、肥大症、库欣综合征、胰高血糖素瘤,(四)妊娠期糖尿病(GDM)GDM是指妊娠期间发现的DM,包括妊娠前已存在糖耐量异常而未被确认者,但不包括已知DM伴妊娠者 妊娠糖尿病的发生率为1-6.6 妊娠糖尿病分娩数占总分娩率0.64妊娠糖尿病系高危妊娠,它严重危害母儿的健康。在胰岛素问世之前母体死亡率27-30,胎儿围产期死亡率40。胰岛素问世后尤其围产医学开展以来,围产死亡率已明显下降。,四、糖尿病的主要代谢紊乱(一)糖尿病时体内的主要代谢紊乱 1.糖代谢:“二少二多”血糖 肝、肌肉、脂肪对葡萄糖利用减少 糖原合成减少 肝糖原分解增多 糖异生增多 2.脂肪代谢:脂肪组织利用葡萄糖及清除甘油三酯减少脂
15、肪合成减少脂肪分解增加胰岛素极度不足时,产生酮体,3.蛋白质代谢:蛋白质合成减少 蛋白质分解增加(二)糖尿病急性并发症时代谢紊乱 1.糖尿病酮症酸中毒:常见于1-DM(diabetic ketoacidosis,DKA)发病机制:“双激素病”(胰岛素不足,拮抗胰岛素 的激素增加)肝糖原分解增加,糖异生增加血糖 脂肪分解增加,酮体生成增加血酮症,三联征:酸中毒 血糖升高 血、尿酮体阳性其他改变:脱水、电解质紊乱诱发因素:1-DM患者伴应急时,感染、手术、外伤和各种拮抗胰岛素的激素分泌增加 2.糖尿病非酮症高渗性昏迷(hyperosmolar nonketotic diabetic coma,HN
16、DC)机制:常见于2-DM,机制不明 胰岛素不足,脱水,典型症状:渗透压升高 血糖升高 血、尿中酮体阴性 患者意识障碍、昏迷诱发因素:利尿药 腹膜透析 甲状腺功能亢进 严重呕吐、腹泻、烧伤等,3.糖尿病乳酸酸中毒昏迷(lactic acidosis diabetic coma)丙酮酸+NADH+H+乳酸+NAD+正常时,乳酸/丙酮酸=10:1糖尿病时,乳酸/丙酮酸10:1,(三)糖尿病慢性并发症时代谢紊乱 1.目前,糖尿病慢性并发症是糖尿病发病和死亡的主要原因主要原因:引起血管病变,包括微血管和大血管主要器官:肾、神经、眼、心血管等 2.高血糖引起血管损伤的机制(1)晚期糖基化终末产物学说(a
17、dvanced glycation end products,AGEs)蛋白质-NH2+葡萄糖Schiffs base Amador产物 葡萄糖衍生交联产物,影响AGEs的因素 血糖的浓度 蛋白质的半衰期 蛋白质中赖氨酸的含量治疗:氨基胍,比赖氨酸中的-氨基更活跃 AGEs受体抑制剂,(2)醛糖还原酶学说(aldose reductase,AR)多元醇途径:葡萄糖经山梨醇转变为果糖的过程 存在组织:神经、晶状体、主动脉内膜 作用机制:山梨醇在细胞内堆积,产生高渗 NADH/NAD+比值增加 治疗:醛糖还原酶抑制剂,如Sorbinil,(3)反应氧中间物学说(reactive oxygen in
18、termediate,ROI)ROI包括:超氧阴离子(O2-)、单态氧、游离 羟基(OH-)、H2O2、次氯酸(HOCl)和氯胺(NH2Cl)等 ROI的特点:具有强的氧化作用和细胞毒作用治疗:抗氧化剂VitE、还原型谷胱苷肽、SOD等,五、糖尿病及并发症的实验室检测指标(一)体液葡萄糖 1.检测方法(1)氧化-还原法(铜离子和亚铜离子)Folin-Wu method:用于血 Benedicts method:可用于尿 Nelson Somoygi Method(2)有机试剂法 邻甲苯胺法(Ortho-toluidine Method),(3)酶法 葡萄糖氧化酶法(葡萄糖氧化酶与过氧化物酶偶联
19、)-D-葡萄糖+2H2O+O2葡萄糖酸+2H2O2 H2O2+4-氨基安替比林偶氮酚 红色化合物(505nm)+H2O 特点:过氧化物酶的特异性低,受体内还原性物质如 尿酸、胆红素、抗坏血酸等影响,使结果偏低;可测定脑脊液中葡萄糖,尿中尿酸干扰过高,不可测尿中葡萄糖 需变旋酶将型D-葡萄糖变成型,己糖激酶法(己糖激酶与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶偶联)葡萄糖+ATPG-6-Pi+ADP G-6-Pi+NADP5-Pi-G+NADPH+H+(340nm)特点:特异性高,轻度溶血、脂血、黄疸等不影响结果 葡萄糖测定的参考方法,葡萄糖脱氢酶法-D-葡萄糖+NAD+D-葡萄糖酸内酯+NADH+H+特点:需变
20、旋酶 340nm测定,NADH生成量与葡萄糖 浓度呈正比关系,无创检测(Noninvasive Blood Glucose Monitors)2002年美国FDA批准首个血糖无创检测器:GlucoWatch G2 Biographer(Cygnus Inc.产品)原理:离子电渗法(iontophoresis)性能:1次/分钟 可连续13小时,2.标本(1)血:静脉血浆/血清,毛细血管全血静脉全血血浆葡萄糖浓度为糖尿病诊断推荐指标血浆/血清应尽快分离(?)抗凝剂:草酸钾/氟化钠(24小时可防糖酵解)(2)脑脊液(3)尿,不同的标本有不同的结果 血浆/血清 mmol/l mg/dl 成人 3.9-
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- 教学 课件 第三 代谢 紊乱
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