糖尿病及其生化檢驗(yàn)教學(xué)講義課件

1、第九章 糖尿病及其生化檢驗(yàn) 北華大學(xué)醫(yī)學(xué)院 高秀峰 7/28/20221教學(xué)目標(biāo)和要求 掌握糖尿病的病因?qū)W分型與診斷，糖尿病的檢驗(yàn)指標(biāo)，血糖的測(cè)定方法（GOD法和己糖激酶法） 。 熟悉各種糖尿病監(jiān)控指標(biāo)的生理意義和測(cè)定方法。 了解低血糖癥的分類與常見病因，了解先天性糖代謝異常的病因。7/28/20222第一節(jié) 糖尿病概述糖尿?。╠iabetes mellitus）是一組由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的臨床綜合征。定義：因胰島素分泌絕對(duì)不足或相對(duì)不足以及靶組織細(xì)胞對(duì)胰島素敏感性降低，引起糖、蛋白、脂肪、水和電解質(zhì)等一系列代謝紊亂。臨床以高血糖為主要標(biāo)志，久病可引起多系統(tǒng)損害。病情嚴(yán)重或應(yīng)激時(shí)可發(fā)

2、生多種急性代謝性紊亂。7/28/20223一、血糖、低血糖和高血糖正常參考值:3.89-6.11 mmol/L低血糖：空腹血糖濃度低于3.33-3.89 mmol/L高血糖：空腹血糖濃度高于正常上限7.3 mmol/L7/28/20224胰島素樣生長(zhǎng)因子（insulin like growth factors，IGF）是一種多肽，在結(jié)構(gòu)上與胰島素相似，具有類似于胰島素的代謝作用和促生長(zhǎng)作用，主要為IGF和IGF。IGF又稱為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素C，是細(xì)胞生長(zhǎng)和分化的主要調(diào)節(jié)因子之一，但I(xiàn)GF的生理作用尚不清楚。IGF主要在生長(zhǎng)激素的調(diào)控下由肝臟產(chǎn)生，其他組織也可產(chǎn)生IGF，但并不進(jìn)入血循環(huán)，僅在局部發(fā)揮

3、作用。血液中的IGF濃度約比胰島素高1000倍，絕大部分與特異的蛋白質(zhì)結(jié)合，只有少量以游離形式存在，通過特異的IGF受體或胰島素受體而發(fā)揮作用。IGF在正常糖代謝中的作用尚不清楚，外源性注入可導(dǎo)致低血糖，反之IGF缺乏可引起生長(zhǎng)遲緩。胰腺外腫瘤可致IGF的生成過量，患者可有饑餓性低血糖。測(cè)定IGF濃度可評(píng)價(jià)生長(zhǎng)激素的缺乏或過量，監(jiān)測(cè)機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)狀況。胰島素樣生長(zhǎng)因子7/28/20226（二）升高血糖的激素1. 胰高血糖素（glucagon）2. 腎上腺素 （epinephrine）。3. 生長(zhǎng)激素4. 皮質(zhì)醇5. 甲狀腺激素 幾種升高血糖的激素中胰高血糖素最為重要，其次是腎上腺素，其他的一些激素

4、的作用并不十分重要。7/28/20227二、糖尿病的分型與診斷 （一）糖尿病的分類標(biāo)準(zhǔn)（病因?qū)W分類）1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus） 免疫介導(dǎo) 特發(fā)性2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus）其他特殊類型的糖尿病（other specific types of diabetes） 胰島細(xì)胞功能的遺傳缺陷（MODY） 胰島素作用遺傳性缺陷 胰腺外分泌性疾病 內(nèi)分泌疾病 藥物或化學(xué)品誘導(dǎo)糖尿病 感染 罕見的免疫介導(dǎo)性糖尿病 其他遺傳綜合癥妊娠糖尿?。╣estational diabetes mellitus, GDM）7/28/20228二、糖尿病

5、的分型與診斷 （一）糖尿病的分類標(biāo)準(zhǔn)（病因?qū)W分類）1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus） 免疫介導(dǎo) 特發(fā)性2型糖尿?。╰ype 2 diabetes mellitus）其他特殊類型的糖尿?。╫ther specific types of diabetes） 胰島細(xì)胞功能的遺傳缺陷（MODY） 胰島素作用遺傳性缺陷 胰腺外分泌性疾病 內(nèi)分泌疾病 藥物或化學(xué)品誘導(dǎo)糖尿病 感染 罕見的免疫介導(dǎo)性糖尿病 其他遺傳綜合癥妊娠糖尿?。╣estational diabetes mellitus, GDM）7/28/202291. 1型糖尿病(1)免疫介導(dǎo)糖尿?。?這類糖尿病主要是因?yàn)?/p>

6、胰島細(xì)胞的破壞引起胰島素絕對(duì)不足，且具有酮癥酸中毒傾向、它包括病因不明但因自身免疫機(jī)制引起的細(xì)胞破壞。其主要原因目前認(rèn)為與遺傳因素、環(huán)境因素和免疫機(jī)制有關(guān)。 7/28/202210自身免疫標(biāo)志主要的自身抗體:胰島細(xì)胞抗體（islet cell antibodies， ICAs）胰島素自身抗體（auto-antibodies to insulin，IAAs）谷氨酸脫羧酶自身抗體（auto-antibodies to glutamic acid decarboxylase, GAD65）酪氨酸磷酸化酶自身抗體IA-2和IA-2（auto-antibodies to tyrosine phospha

7、tases IA-2和IA-2）胰島細(xì)胞表面抗體（islet cell surface antibodies, ICSA）7/28/202211遺傳易感性用混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)方法發(fā)現(xiàn)： 1型糖尿病易感性與HLA-Dw3、Dw4呈陽(yáng)性相關(guān)，與HLA-Dw2呈陰性相關(guān)。用血清學(xué)方法鑒定HLA-DR亞型： 發(fā)現(xiàn)1型糖尿病易感性于HLA-DR3、DR4呈陽(yáng)性相關(guān)，與HLA-DR2呈陰性相關(guān)。HLA-DR3、和（或）HLA-DR4的存在對(duì)1型糖尿病的發(fā)生是必須的，但仍不足以構(gòu)成全部遺傳背景。 目前對(duì)HLA類抗原基因的研究表明80%-90%的1型糖尿病病人中DQA-52位為精氨酸（Arg+）或DQB-57為

8、非門冬氨酸（Asp-）有肯定的易感作用，DQA-DQB S-S/S-S基因型（即DQA-52 Arg+純合子和DQB-57 Asp-純合子）的患病風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)最高，但有地理上和種族間差異。7/28/202212 環(huán)境因素 病毒感染是最重要的環(huán)境因素之一。與1型糖尿病發(fā)病有關(guān)的病毒：風(fēng)疹 柯薩奇病毒B 流行性腮腺炎病毒 巨細(xì)胞病毒等等病毒感染的機(jī)制：直接損傷胰島組織 誘發(fā)自身免疫反應(yīng)其他環(huán)境因素：如特殊化學(xué)物質(zhì)、生活方式、精神應(yīng)激以及營(yíng)養(yǎng)成分改變均可激活胰島自身免疫反應(yīng)，促發(fā)糖尿病。7/28/202213免疫介導(dǎo)糖尿病特點(diǎn)a.胰島細(xì)胞的自身免疫性損傷是重要的發(fā)病機(jī)制，大多數(shù)1型糖尿病患者以體內(nèi)存在自

9、身抗體為特征；b.胰島細(xì)胞的破壞引起胰島素絕對(duì)不足，且具有酮癥酸中毒傾向，治療依賴胰島素；c.遺傳因素在發(fā)病中起重要作用，特別與HLA某些基因型有很強(qiáng)關(guān)聯(lián)；d.雖任何年齡均可發(fā)病，但典型病例常見于兒童和青少年，起病較急。7/28/2022142. 2 型糖尿病 胰島素抵抗和胰島素作用不足是2型糖尿病的主要發(fā)病機(jī)制。此型病變?cè)谟诎屑?xì)胞膜上胰島素受體數(shù)目減少或缺陷，表現(xiàn)為激素受體親和力減弱，有的則為正常結(jié)合，但結(jié)合后反應(yīng)異常。這類患者不需依賴胰島素治療，所以臨床上常把它稱為NIDDM。 7/28/202215關(guān)聯(lián)基因即胰島素受體基因載脂蛋白A載脂蛋白B基因葡萄糖激酶基因。7/28/202216三、

10、糖尿病的常見急性合并癥（一）糖尿病酮癥酸中毒昏迷 （ketoacidosis diabetic coma） （二）高滲性非酮癥糖尿病昏迷（hyperosmolar nonketotic diabetic coma）（三）糖尿病乳酸酸中毒昏迷（ lactate acidosis diabetic coma）7/28/202217單基因突變糖尿病胰島素基因突變糖尿病胰島素受體基因突糖尿病葡萄糖激酶基因突變糖尿病線粒體基因突變糖尿病。7/28/2022182 型糖尿病特點(diǎn)典型病例常見肥胖的中老年成人，偶見于幼兒；起病較慢，在疾病早期階段沒有明顯癥狀，甚至在得病多年之后仍不能確診，這增加了并發(fā)大血管疾

11、病和微血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)；血漿胰島素水平可正常或稍高，高血糖的刺激又會(huì)引起更多的胰島素分泌，因此患者的胰島細(xì)胞負(fù)荷較重，在糖剌激后呈延遲釋放；自身抗體呈陰性；單用口服降糖藥一般可以控制血糖；很少出現(xiàn)自發(fā)性酮癥酸中毒、常因伴有感染等應(yīng)激因素而發(fā)生酮癥酸中毒；有遺傳傾向，但與HLA基因型無關(guān)。7/28/202219第二節(jié) 糖尿病的主要代謝異常7/28/202220一、糖代謝異常在正常情況下，人體細(xì)胞內(nèi)能量代謝主要由血糖供給，多余的血糖可轉(zhuǎn)化為糖原、脂肪和蛋白質(zhì)貯存起來。糖尿病患者由于機(jī)體組織不能有效地利用血糖，肝的糖酵解、糖原合成及生脂作用等途徑不易啟動(dòng)，使血糖的去路受阻，而肝糖原分解和糖異生加速，血

12、糖來源增加。造成血糖濃度增高。糖尿病病人空腹時(shí)出現(xiàn)高血糖，主要是因?yàn)樘钱惿饔迷鰪?qiáng)，糖異生的速度主要是依賴于胰島素和胰高血糖素、皮質(zhì)醇、兒茶酚胺等激素之間的平衡，其中胰高血糖素的作用最重要。在胰島素和胰高血糖的比值降低時(shí)，使糖異生作用不斷進(jìn)行，肝失去了調(diào)節(jié)血糖水平的能力，因此造成飽食時(shí)高血糖。病人體內(nèi)蛋白質(zhì)降解為糖異生提供了大量原料，進(jìn)一步促使糖異生作用，導(dǎo)致病人在饑餓狀態(tài)下血糖濃度仍然很高。7/28/202221二、脂類代謝異常由于胰島素和胰高血糖的比值降低，使脂肪分解加速，大量的脂肪酸和甘油進(jìn)入肝臟，再酯化成甘油三酯，并以VLDL的形式釋放入血，造成高VLDL血癥；脂蛋白脂肪酶活性降低，V

13、LDL和甘油三酯難以從血漿清除，使VLDL和甘油三酯濃度升高；肝臟合成和甘油三酯的速度增加，使其在肝細(xì)胞內(nèi)堆積，易形成脂肪肝；脂蛋白的糖基化使脂質(zhì)成分改變，不利清除易形成動(dòng)脈粥樣硬化；LDL糖基化加速動(dòng)脈粥樣硬化的形成；糖尿病脂質(zhì)過氧化作用的增強(qiáng)使脂質(zhì)受體通道受阻，并可增加單核細(xì)胞的趨化性，使巨噬細(xì)胞攝取氧化的LDL增多，造成脂質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)堆積形成泡沫細(xì)胞；脂質(zhì)過氧化作用的增強(qiáng)可直接作用于血小板，粘附于受損的內(nèi)皮細(xì)胞，可釋放生長(zhǎng)因子，刺激血管平滑肌細(xì)胞增殖，引發(fā)動(dòng)脈硬化過程加速；糖尿病病人血漿膽固醇增高可能是由于生長(zhǎng)激素、腎上腺素、去甲腎上腺素增高使膽固醇合成的限速酶HMG-CoA還原酶活性增加

14、，進(jìn)而使膽固醇合成增加。 糖尿病時(shí)脂類代謝紊亂除能導(dǎo)致高脂血癥外，還會(huì)因?yàn)橹痉纸饧铀伲赏w過多，造成酮血癥、酮癥酸中毒。7/28/202222第三節(jié) 糖尿病的檢驗(yàn)指標(biāo)與評(píng)價(jià)7/28/202223一、糖尿病診斷7/28/202224（一）糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)（2001年） 1. 出現(xiàn)三多一少癥狀加上隨機(jī)血糖濃度11.1 mmol/L（200 mg/dl）。 2. 空腹血糖（fasting plasma glucose, FPG）7.0 mmol/L（126 mg/dl）?？崭怪钢辽?h內(nèi)無含熱量食物的攝入。 3. 口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（oral glucose tolerance test, OG

15、TT），2h血糖11.1 mmol/L (200 mg/dl)。 以上幾種指標(biāo)都可以單獨(dú)用來診斷糖尿病，但是其中任何一種出現(xiàn)陽(yáng)性結(jié)果，日后都必須用上述方法中任意一種進(jìn)行復(fù)查才能確診。血糖均指靜脈血漿葡萄糖。OGTT試驗(yàn)采用世界衛(wèi)生組織（WHO）提出的方法。7/28/202225（二） GDM的診斷標(biāo)準(zhǔn)（2001年）100g葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)：FPG濃度5.3 mmol/ L（95mg/dl） 1h血糖濃度10.0 mmol/ L（180mg/dl 2h血糖濃度8.6 mmol/ L（155mg/dl） 3h血糖濃度7.8 mmol/ L（140mg/dl）。75g葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)： FPG濃度5.3

16、 mmol/ L（95mg/dl） 1h血糖濃度10.1 mmol/ L（180mg/dl） 2h血糖濃度8.6 mmol/ L（155mg/dl） GDM的診斷標(biāo)準(zhǔn)僅限于妊娠期間，并且至少要滿足上述兩項(xiàng)及兩項(xiàng)以上指標(biāo)才能作出診斷。7/28/202226口服葡萄糖耐量試驗(yàn) WHO推薦的OGTT，是在口服一定量葡萄糖前后2h內(nèi)，作系列血糖濃度測(cè)定，對(duì)非妊娠成人，推薦葡萄糖負(fù)載量為75 g，對(duì)于小孩，按1.75 g/kg體重計(jì)算，總量不超過75 g，用300 ml水溶解后在5 min內(nèi)口服。試驗(yàn)前三天每日食物中糖含量應(yīng)不低于150 g，維持正?；顒?dòng)，影響試驗(yàn)的藥物應(yīng)在三天前停用。試驗(yàn)在清晨進(jìn)行，試

17、驗(yàn)前應(yīng)禁食814 h。坐位抽血后進(jìn)行OGTT。整個(gè)試驗(yàn)期間不可吸煙、喝咖啡、喝茶或進(jìn)食。7/28/202227OGTT+FPG的判定標(biāo)準(zhǔn)血漿FPG7.0 mmol/L和11.1 mmol/L2h PG7.8 mmol/L，為IGT；血漿7.0 mmol/LFPG6.1 mmol/L，2hPG 7.8 mmol/L為空腹血糖損害（imparied fasting plasma glucose, IFG）；FPG正常，并且2hPG7.8 mmol/L為正常糖耐量。7/28/202228三、糖尿病的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控（一）酮體、乳酸和丙酮酸監(jiān)測(cè)（二）尿清蛋白排泄試驗(yàn)（三）糖化蛋白（四）胰島素和C肽的監(jiān)測(cè)7/

18、28/202229糖化蛋白1. 糖化血紅蛋白（glycated hemoglobins）：成人血紅蛋白（Hb）通常由HbA（97%）、HbA2（2.5%）和HbF（0.5%）組成。對(duì)HbA 進(jìn)行色譜分析發(fā)現(xiàn)了幾種次要血紅蛋白，即糖化血紅蛋白。 糖化血紅蛋白包括： HbA1 ：HbA1a HbA1b HbA1c，約占80% HbA0 糖化Hb反映的是過去8-10周的平均血糖濃度，可為評(píng)估血糖的控制情況提供可靠的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)。 2. 果糖胺（fructosamine, FA）：葡萄糖也可通過非酶促糖基化反應(yīng)與其他蛋白結(jié)合形成酮胺（ketoamine），即果糖胺。由于清蛋白是血清蛋白最豐富的成分，故認(rèn)

19、為測(cè)定果糖胺主要是測(cè)定血清清蛋白。糖化清蛋白的濃度反映的是近2-3周血糖的情況，7/28/202230第四節(jié) 糖尿病實(shí)驗(yàn)室檢查及方法學(xué)評(píng)價(jià)7/28/202231一、葡萄糖測(cè)定（血糖、尿糖）測(cè)定血糖的方法目前主要有兩大類，即化學(xué)法和酶法?；瘜W(xué)法具有操作簡(jiǎn)單、快速、試劑價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，但由于干擾較大，屬不理想的方法。我國(guó)臨床檢驗(yàn)中心推薦的常規(guī)方法是葡萄糖氧化酶法，己糖激酶法是國(guó)際上推薦的參考方法。尿糖檢測(cè)快速、廉價(jià)和無創(chuàng)傷性，已廣泛用于糖尿病的初步診斷，適用于大規(guī)模樣本的篩選。尿糖測(cè)定一般不需要準(zhǔn)確定量，早期篩查試驗(yàn)是用氧化還原法。但易受非糖還原物干擾。目前半定量或定量的特異性方法已經(jīng)代替了這些非特異

20、性方法。7/28/202232（一）葡萄糖氧化酶法1.測(cè)定原理： 葡萄糖氧化酶（glucose oxidase, GOD）催化葡萄糖氧化成葡萄糖酸，并釋放出過氧化氫，生成的過氧化氫在過氧化物酶的催化下，與色原性氧受體4-氨基安替比林偶聯(lián)酚縮合為紅色醌類化合物，紅色醌類化合物的生成量與葡萄糖含量成正比。2.正常參考值： 3.89-6.11 mmol/L7/28/202233（二）己糖激酶法 1.分析原理： 葡萄糖在已糖激酶（hexokinase）和Mg2+存在下與ATP反應(yīng)生成6-磷酸葡萄糖和ADP。生成的6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下使NADP+還原成為NADPH和H+，6-磷酸葡

21、萄糖被氧化成為6-磷酸葡萄糖酸。NADPH在340 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰，根據(jù)NADPH的生成量與標(biāo)本中葡萄糖含量成正比而定量血糖。來源于酵母中的6-磷酸葡萄糖脫氫酶需NADP+作為輔酶。細(xì)菌來源的6-磷酸葡萄糖脫氫酶則以NAD+作為輔酶，NADH也在340 nm波長(zhǎng)處有最大吸收峰。 2.正常參考值： 3.896.11 mmol/L7/28/202234二、糖化蛋白測(cè)定 臨床上測(cè)定的糖化蛋白主要是糖化Hb和糖化清蛋白。測(cè)定方法有比色法、電泳法、等電聚焦法、離子交換層析法、高效液相層析法、親和層析法、毛細(xì)管電泳法和免疫化學(xué)法等。國(guó)內(nèi)以比色法、離子交換層析法及電泳法較常用。7/28/202235

22、（一）離子交換層析法測(cè)定糖化Hb1.分析原理： 首先將紅細(xì)胞樣品在等滲鹽水中放置一定時(shí)間以除去細(xì)胞中的游離的葡萄糖，然后將細(xì)胞溶解并離心取上清液，用弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂或帶負(fù)電荷的羧甲基纖維素進(jìn)行離子交換層析，HbA帶正電荷，而糖化HbA1幾乎不帶正電荷，首先被洗脫，洗脫液用分光光度儀在410 nm處測(cè)定吸光度。計(jì)算HbA1占總Hb的百分比。2.正常參考值： HbA1（A1a+b+c）是5.08.0%，平均值為6.5%，其中HbA1c是3.06.0%，平均值為4.5%。參考值隨年齡的不同而有一定不同。7/28/202236三、胰島素和C肽測(cè)定 目前胰島素測(cè)定還沒有高度精確、準(zhǔn)確和可靠的方法。放

23、射免疫分析是一種可選擇的方法，而ELISA、化學(xué)發(fā)光等也被一些實(shí)驗(yàn)室采用。測(cè)定胰島素的生物學(xué)活性更有生理學(xué)意義，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，難以推廣。7/28/202237第五節(jié) 其他糖代謝異常7/28/202238一、低血糖癥 低血糖癥（hypoglycemia）是指血糖濃度低于空腹參考水平下限，臨床出現(xiàn)一系列因血糖濃度降低引起的癥侯群。由于臨床上出現(xiàn)癥狀時(shí)的血糖濃度很不一致，并且與血糖濃度的絕對(duì)值相比血糖濃度下降的速度更容易出現(xiàn)癥狀，對(duì)機(jī)體影響更大，所以對(duì)低血糖癥時(shí)的血糖濃度一指存在有不同的意見，一般認(rèn)為成人血糖濃度低于2.8 mmol/L（50 mg/dl），全血葡萄糖濃度低于2.2 mmol/L（40 mg/dl），或空腹血糖濃度低于3.3 mmol/L（60 mg/dl），稱低血糖。7/28/202239低血糖癥臨床分類法空腹性低血糖癥刺激性低血糖癥7/28/202240根據(jù)年齡進(jìn)行分類新生兒低血