糖代謝紊亂的生物化學(xué)檢驗課件

糖代謝紊亂的生物化學(xué)檢驗KEYPOINTSMetabolismofcarbohydratesandregulationofbloodglucoseconcentration.ClassificationandpathogenesisofDiabetesMellitus.TestsforDiabetesMellitusanddiabeticcomplicationsdiagnosis.Principleofmethodformeasuringglucose.RoleoftheclinicallaboratoryinDiabetesMellitus.DiagnosisofMetabolicSyndrome.MajorObjectives了解低糖血癥、先天性糖代謝障礙及其生物化學(xué)檢驗。

熟悉糖代謝及血糖濃度的調(diào)節(jié)機制、糖尿病的發(fā)病機制與分型、糖尿病的主要代謝紊亂及并發(fā)癥。

掌握糖尿病及其并發(fā)癥的生物化學(xué)檢驗。

重點糖尿病及其并發(fā)癥的生物化學(xué)檢驗、代謝綜合征的定義、診斷標(biāo)準(zhǔn)及其生物化學(xué)檢驗。

難點糖尿病及其并發(fā)癥的發(fā)病機制及生化異常。

BriefContents第一節(jié)

糖代謝及血糖濃度的調(diào)節(jié)

第二節(jié)

高血糖癥與糖尿病第三節(jié)

代謝綜合征的生物化學(xué)檢驗第四節(jié)

低血糖癥及生物化學(xué)檢驗

第五節(jié)

先天性糖代謝障礙及生物化學(xué)檢驗第一節(jié)

糖代謝及血糖濃度的調(diào)節(jié)血糖一般指血液中的葡萄糖。在激素等因素的調(diào)節(jié)下，血糖濃度保持相對恒定。健康人群空腹血糖的參考范圍通常為3.89~6.11mmol/L（70~110mg/dl），但2003年美國糖尿病協(xié)會（ADA）建議下調(diào)參考范圍上限為5.6mmol/L（100mg/dl）。一、糖代謝概述血糖濃度取決于血糖的來源及去路的動態(tài)平衡。血糖的來源主要受機體進食的影響，而去路則取決于機體對血糖的利用。（一）血糖的來源根據(jù)機體所處的不同狀態(tài)，血糖主要有三個來源：1．食物中糖類的消化吸收2．肝糖原的分解3．肝臟的糖異生（二）血糖的去路葡萄糖的代謝過程根據(jù)機體的需要而定，主要代謝去路有：1．有氧氧化2．合成糖原3．轉(zhuǎn)換為非糖物質(zhì)4．轉(zhuǎn)換為其他糖類衍生物5．生成尿糖二、血糖濃度的調(diào)節(jié)進餐或空腹并不顯著影響健康人的血糖水平，血糖濃度仍可保持在較窄的范圍內(nèi)波動。血糖濃度的相對恒定，主要在于多種激素的精細調(diào)節(jié)（見圖4-2）。其中降低血糖的激素主要是胰島素，升高血糖的激素主要有胰高血糖素、腎上腺素、皮質(zhì)醇和生長激素等。（一）降低血糖的激素1．胰島素胰島素（insulin）是由胰島β細胞合成分泌的多肽激素。它主要作用于肝臟、骨骼肌和脂肪組織。一方面促進這些組織細胞攝取葡萄糖，并轉(zhuǎn)換成糖原或脂肪貯存，另一方面抑制肝臟的糖原分解和糖異生，從而降低血糖。（1）化學(xué)：人胰島素含51個氨基酸殘基，分子量5808，由A、B兩條鏈組成，含兩個鏈間二硫鍵和一個鏈內(nèi)二硫鍵。人胰島素有別于其他生物的胰島素，但其B鏈的C末端（B23~B26）具有高度保守性，是胰島素生物學(xué)活性的決定性區(qū)域，故不同來源的胰島素在免疫學(xué)和生物學(xué)活性上有相似性。（2）合成：首先在胰島β細胞的核糖體上合成含100個氨基酸殘基的前胰島素原（preproinsulin）。前胰島素原很快被酶切去信號肽，生成86個氨基酸的胰島素原（proinsulin）。最后胰島素原通過蛋白酶作用，切掉4個氨基酸殘基，水解為51個氨基酸的胰島素和31個氨基酸的C-肽（C-peptide）。（3）釋放：基礎(chǔ)胰島素的分泌速率大約為1U/h，每日分泌總量約為40U。葡萄糖、氨基酸、胰腺、胃腸激素和β-腎上腺素能激動劑等藥物都可刺激胰島素分泌。相反，高血糖，生長抑素和β-腎上腺素能阻斷劑等藥物抑制胰島素的釋放。（4）降解：胰島素主要為肝臟攝取并降解，少量由腎小球濾過，并在近曲小管重吸收和降解。胰島素在體循環(huán)中的生物半壽期為4~5min。（5）作用機制：主要通過胰島素和胰島素受體的結(jié)合，觸發(fā)細胞內(nèi)特異性的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)。2．胰島素樣生長因子胰島素樣生長因子（insulinlikegrowthfactors，IGF）是一種多肽，與胰島素的結(jié)構(gòu)相似，具有類似于胰島素的代謝作用和促生長作用，主要有IGFI和IGFII。IGFI又稱生長調(diào)節(jié)素C（somatomedinC），是細胞生長和分化的主要調(diào)節(jié)因子之一，而IGFII的生理作用尚不清楚。IGFI主要由肝臟產(chǎn)生，其他許多阿組織也可合成IGFI，但不入血，僅在局部發(fā)揮作用。血液中，IGF濃度約比胰島素高1000倍，但絕大部分與特異性蛋白質(zhì)結(jié)合，僅少量以游離形式存在。而胰島素在血液中全部是游離的，因此相比胰島素，血液中IGF的活性很低。IGF通過特異性的IGF受體或胰島素受體而發(fā)揮作用。IGFI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，而IGFI缺乏可引起生長遲緩。胰腺外腫瘤可致IGF的生成過量，患者可有饑餓性低血糖。測定IGFI濃度可評價生長激素的缺乏和過量，監(jiān)測機體的營養(yǎng)狀況。（二）升高血糖的激素與胰島素的生理作用相反，其他一些激素通過促進肝糖原分解和糖異生，抑制葡萄糖的利用而升高血糖。低血糖時，胰高血糖素和腎上腺素在幾分鐘之內(nèi)刺激葡萄糖的釋放增加，隨后生長激素和皮質(zhì)醇釋放，增加葡萄糖的動員并減少血糖的利用（3~4h）。其中胰高血糖素最為重要，當(dāng)缺乏胰高血糖素時，主要是腎上腺素起作用，而其他一些激素的作用居次。第二節(jié)

高血糖癥與糖尿病

高血糖癥（hyperglycemia）是糖代謝紊亂導(dǎo)致血糖濃度高于參考上限的一種異常現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為空腹血糖損傷、糖耐量減退或糖尿病。其中，空腹血糖損傷和糖耐量減退是正常糖代謝與糖尿病之間的中間狀態(tài)，皆系發(fā)展為糖尿病及心血管病變的危險因子和標(biāo)志，而糖尿病是一組嚴重的代謝性疾病。在糖尿病中，絕大部分為2型糖尿病，約占90~95%，1型糖尿病約為5%~10%，其他型糖尿病僅占較小比例。一、糖尿病的發(fā)病機制與分型

糖尿病（diabetesmellitus,DM）是一組由于胰島素分泌不足或/和胰島素作用低下而引起的糖代謝紊亂性疾病，其特征是高血糖癥。糖尿病的長期高血糖將導(dǎo)致多種組織器官的損害、功能紊亂和衰竭，尤其是眼、腎、神經(jīng)與心血管系統(tǒng)。

糖尿病的典型臨床癥狀為多尿、煩渴、多飲和體重減輕，有時伴有多食及視力下降。長期高血糖使患者易繼發(fā)感染，青少年患者可出現(xiàn)生長發(fā)育遲緩，另外可并發(fā)危及生命的糖尿病酮癥酸中毒和高滲性非酮癥糖尿病性昏迷等。（一）糖尿病的發(fā)病機制主要有兩種病理過程參與糖尿病的發(fā)病機制：①多種因素引起的胰腺β細胞功能減退，導(dǎo)致胰島素分泌的絕對不足；②機體對胰島素的作用產(chǎn)生抵抗，導(dǎo)致胰島素分泌的相對不足。糖尿病患者胰島素的絕對或/和相對不足是導(dǎo)致糖、脂和蛋白質(zhì)代謝紊亂的基礎(chǔ)。（二）糖尿病的分型根據(jù)病因，目前將糖尿病分成四大類型，即1型糖尿病、2型糖尿病、其他特殊類型糖尿病和妊娠期糖尿病（見表）。另外，空腹血糖損傷（impairedfastingglucose,IFG）與糖耐量減退（impairedglucosetolerance,IGT）作為正常糖代謝與糖尿病之間的中間狀態(tài)，分別反映了基礎(chǔ)狀態(tài)下糖代謝穩(wěn)態(tài)的輕度異常和負荷狀態(tài)下機體對葡萄糖處理能力的減弱。（三）各型糖尿病的發(fā)病機制與主要特點

1型糖尿病

包括免疫介導(dǎo)性和特發(fā)性1型糖尿病。這類糖尿病主要是因胰島β細胞的破壞引起胰島素絕對不足，且具有酮癥酸中毒傾向。其中，免疫介導(dǎo)性1型糖尿病包括病因不明但因自身免疫機制引起的β細胞破壞。這類糖尿病大多數(shù)以體內(nèi)存在自身抗體為特征，表明體內(nèi)有破壞β細胞的自身免疫過程。

免疫介導(dǎo)性糖尿病具有以下特點：①典型病例常見于青少年；②起病較急；③血漿胰島素及C-肽含量低，糖耐量曲線呈低平狀態(tài)；④有β細胞的自身免疫性損傷，多可檢出自身抗體（見表）；⑤治療依賴胰島素為主；⑥易發(fā)生酮癥酸中毒；⑦遺傳因素在發(fā)病中起重要作用，特別與HLA某些基因型有很強關(guān)聯(lián)。

免疫介導(dǎo)性糖尿病相關(guān)的自身抗體

特發(fā)性1型糖尿病的顯著特點是具有1型糖尿病的表現(xiàn)，但病因中缺乏自身免疫反應(yīng)的證據(jù)，也無與HLA基因型相關(guān)的特點，多見于非裔及亞裔人。

2型糖尿病

該類型患者表現(xiàn)為胰島素抵抗（insulinresistance,IR）和胰島β細胞的功能減退。胰島素抵抗即患者外周組織細胞對胰島素不敏感。可能最初的胰島素抵抗擾亂了胰島β細胞的分泌功能，而致胰島β細胞的功能減退。因此表現(xiàn)為早期胰島素的相對不足和后期胰島素的絕對不足。由于2型糖尿病為一大類異質(zhì)性的疾病，目前尚不清楚其特定病因，有待于從環(huán)境和遺傳因素入手，進一步探明胰島素抵抗和分泌減退的分子機制。

2型糖尿病特點：①典型病例常見于肥胖的中老年人，偶見于幼兒；②起病較慢；③血漿中胰島素含量絕對值一般并不降低，但在糖剌激后呈延遲釋放；④ICA等自身抗體呈陰性；⑤單用口服降糖藥一般可以控制血糖；⑥發(fā)生酮癥酸中毒的比例不如1型糖尿病；⑦有遺傳傾向，但與HLA基因型無關(guān)。

其他特殊類型的糖尿病

這類糖尿病往往繼發(fā)于某種特定疾病，以前又稱繼發(fā)性糖尿病。引發(fā)這類糖尿病的因素眾多，但患者較少。

妊娠期糖尿病妊娠期糖尿病(GDM)是指在妊娠期間任何程度的糖耐量減退或糖尿病發(fā)作，但糖尿病伴妊娠者不屬此組。在分娩6周后，均應(yīng)按復(fù)查的血糖水平和糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)重新確定為：①糖尿?。虎诳崭寡菗p傷（IFG）；③糖耐量減退（IGT）；④正常血糖。其中多數(shù)GDM婦女在分娩后血糖可恢復(fù)正常。

二、糖尿病的主要代謝紊亂及并發(fā)癥

正常情況下，機體能量主要由血糖代謝供給，多余的血糖可轉(zhuǎn)化為糖原、脂肪和蛋白質(zhì)貯存起來。患糖尿病后，由于胰島素的絕對或（和）相對不足，機體組織不能有效地攝取和利用血糖，不僅造成血糖濃度增高，而且組織細胞內(nèi)其他營養(yǎng)物質(zhì)的消耗增加，以代償滿足機體的供能需要，從而出現(xiàn)多種物質(zhì)代謝紊亂（見圖）。

（一）糖尿病時體內(nèi)的主要代謝紊亂

糖代謝紊亂

糖尿病時，葡萄糖在肝、肌肉和脂肪組織的攝取和利用減少，而肝糖原降解和糖異生增多，從而引起血糖升高。

脂代謝紊亂

糖尿病時，脂肪組織攝取葡萄糖減少，利用血漿甘油三酯合成脂肪減少；但脂蛋白脂肪酶活性增加，血漿游離脂肪酸和甘油三酯濃度升高；當(dāng)胰島素極度不足時，脂肪組織大量動員分解產(chǎn)生大量酮體，若超過機體對酮體的氧化利用能力時，酮體堆積形成酮癥，進一步發(fā)展為酮癥酸中毒。

蛋白代謝紊亂

糖尿病時，蛋白質(zhì)合成減弱，分解代謝加速，可導(dǎo)致機體出現(xiàn)負氮平衡。

（二）糖尿病并發(fā)癥時體內(nèi)的主要代謝紊亂

長期高血糖可致多種并發(fā)癥，尤其是病程較長，控制較差的患者。按并發(fā)癥的起病快慢，可分為急性并發(fā)癥和慢性并發(fā)癥兩大類。急性并發(fā)癥除常見的感染外，還有糖尿病酮癥酸中毒、高滲性非酮癥糖尿病性昏迷、乳酸酸中毒糖尿病性昏迷等；糖尿病的慢性病變主要是微血管病變，如腎臟病變、眼底病變、神經(jīng)病變；另外大血管病變?nèi)鐒用}粥樣硬化及心、腦、腎等的病變和高血壓等。

三、糖尿病及其相關(guān)病理狀態(tài)的診斷

糖尿病的診斷并不困難，但須依據(jù)一定的診斷標(biāo)準(zhǔn)做出判斷。特別對那些有潛在糖尿病傾向的人群應(yīng)進行相關(guān)的實驗室檢查。

（一）糖尿病及其相關(guān)病理狀態(tài)的診斷標(biāo)準(zhǔn)

1．糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)

以上診斷標(biāo)準(zhǔn)適用于所有人群，但低于上述標(biāo)準(zhǔn)并不能排除糖尿病。如對于妊娠期糖尿?。℅DM）的篩查和診斷則另有更為嚴格的判讀標(biāo)準(zhǔn)（見表）。

妊娠期糖尿病的篩查與診斷

2．相關(guān)病理狀態(tài)的診斷標(biāo)準(zhǔn)（二）空腹血糖

空腹血糖（fastingplasmaglucose，F(xiàn)PG

）是指至少8h內(nèi)不攝入含熱量食物后測定的血漿葡萄糖濃度。如空腹血糖濃度不止一次高于7.0mmol/L(126mg/dl)可診斷為糖尿病。FPG為糖尿病最常用檢測項目。但應(yīng)注意在2型糖尿病，高血糖是相對較晚才產(chǎn)生的，因此僅用空腹血糖這個診斷標(biāo)準(zhǔn)將延誤診斷并低估糖尿病的發(fā)病率。在臨床診斷的2型糖尿病患者中，有30%已有糖尿病并發(fā)癥如視網(wǎng)膜病、蛋白尿和神經(jīng)肌肉疾病，說明2型糖尿病可能至少在臨床診斷前4~7年就發(fā)生了。因此目前推薦對有關(guān)人群進行糖尿病篩查（見表）。

建議進行OGTT或FPG篩查的人群（三）口服葡萄糖耐量試驗

由WHO推薦的口服葡萄糖耐量試驗（oralglucosetolerancetest，OGTT），是在口服一定量葡萄糖后2h內(nèi)做系列血糖濃度測定，以評價不同個體的血糖調(diào)節(jié)功能的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。雖然OGTT比空腹血糖更靈敏，但由于很多因素會影響OGTT的結(jié)果從而導(dǎo)致重復(fù)性很差。除非第一次OGTT結(jié)果明顯異常，否則就應(yīng)該在不同時間作兩次OGTT測定以判斷是否異常。OGTT應(yīng)嚴格按WHO推薦的方法執(zhí)行：非妊娠成人，推薦葡萄糖負載量為75g；小孩則按1.75g/kg體重計算，總量不超過75g。

OGTT結(jié)合FPG可協(xié)助診斷糖尿病及其相關(guān)病理狀態(tài)

OGTT結(jié)合FPG的診斷

OGTT在糖尿病的診斷上并非必需，因此不推薦臨床常規(guī)應(yīng)用。大多數(shù)糖尿病患者會出現(xiàn)空腹血糖水平增加，除外GDM，空腹血糖＜5.6mmol/L（100mg/dl）或隨機血糖＜7.8mmol/L（140mg/dl）足可排除糖尿病的診斷，所以臨床上首先推薦空腹血糖的測定。

OGTT主要用于下列情況：①診斷妊娠期糖尿?。℅DM）；②診斷糖耐量減退（IGT）；③有無法解釋的腎病、神經(jīng)病變或視網(wǎng)膜病變，其隨機血糖＜7.8mmol/L，可用OGTT評價。在此時如有異常OGTT結(jié)果，不代表有肯定因果關(guān)系，還應(yīng)該排除其他疾??；④人群篩查，以獲取流行病學(xué)數(shù)據(jù)。

（四）靜脈葡萄糖耐量試驗

靜脈葡萄糖耐量試驗（intravenousglucosetolerancetest，IGTT）的適應(yīng)癥與OGTT相同。對某些不宜作OGTT的患者，如不能承受大劑量口服葡萄糖、胃切除后及其他可致口服葡萄糖吸收不良的患者，為排除葡萄糖吸收因素的影響，應(yīng)按WHO的方法進行IGTT。

四、糖尿病及其并發(fā)癥的生物化學(xué)檢驗

結(jié)合臨床癥狀，目前糖尿病的臨床診斷主要依據(jù)血糖水平。而檢測糖尿病及其并發(fā)癥相關(guān)的其他代謝紊亂產(chǎn)物、糖化蛋白、血糖調(diào)節(jié)物和早期微血管病變，有利于糖尿病及其并發(fā)癥的早期診斷、鑒別診斷、血糖控制效果監(jiān)測、病程監(jiān)控、預(yù)后評估和指導(dǎo)臨床治療。

（一）葡萄糖的檢測

各種體液標(biāo)本均可用于葡萄糖檢測，但糖尿病的臨床診斷應(yīng)以血漿標(biāo)本為準(zhǔn)。至于通過葡萄糖計和各種微創(chuàng)、無創(chuàng)（如尿糖測定）的方法來檢測葡萄糖濃度，主要用于血糖的自我監(jiān)控，即自我監(jiān)控血糖（self-monitoringofbloodglucose,SMBG），以控制飲食和調(diào)整用藥。也不推薦在我國使用較多的餐后2h血糖來評估糖尿病及其相關(guān)病理狀態(tài)。

1．血漿標(biāo)本的處理

診斷糖尿病時，臨床實驗室推薦以血漿為標(biāo)本測定血糖濃度。由于糖酵解的存在，應(yīng)該在分離血漿后盡快測定。如果不能及時測定血糖濃度，應(yīng)對標(biāo)本加以恰當(dāng)處理。

室溫下，可使血糖減少的糖酵解作用十分明顯。通過向標(biāo)本中加碘乙酸鈉或氟化鈉可抑制糖酵解作用，血糖在室溫下可穩(wěn)定3天。氟化鈉通過抑制烯醇化酶而防止糖酵解。氟化物也是一種弱的抗凝劑，但在幾小時后可有血液凝集出現(xiàn)，因此建議使用氟化物與草酸鹽的混合物。但高濃度氟離子會抑制脲酶和某些酶活性，因而標(biāo)本不適宜脲酶法測定尿素，也不適合于某些酶的直接測定。而草酸鉀會使細胞水分外滲而致血漿稀釋，也不能用于某些物質(zhì)的測定。

2．其他體液標(biāo)本的處理

由于臨床標(biāo)本的多樣化以及床旁檢驗（pointofcaretest,POCT）的積極開展，有必要掌握其他體液標(biāo)本的一些基本處理辦法。

使用不同的標(biāo)本應(yīng)采用不同的參考值

標(biāo)本葡萄糖濃度血漿/血清成人兒童足月新生兒早產(chǎn)新生兒全血（成人）腦脊液（成人）尿液（24h尿）

4.1~5.9mmol/L3.5~5.6mmol/L1.7~3.3mmol/L1.1~3.3mmol/L3.5~5.3mmol/L2.2~3.9mmol/L0.1~0.8mmol/L

（74~106mg/dl）（60~100mg/dl）（30~60mg/dl）（20~60mg/dl）（65~95mg/dl）（40~70mg/dl）（1~15mg/dl）腦脊液可能會含細菌或其他細胞，因此應(yīng)立即進行測定，否則標(biāo)本離心后應(yīng)冷藏于4℃或-20℃。

尿標(biāo)本容易污染，其容器應(yīng)在24h尿液收集前加入5ml冰醋酸或5g苯甲酸鉀或雙氯苯雙胍乙脘+0.1%疊氮鈉+0.01%氯化苯甲乙氧胺，并應(yīng)4℃貯存。3．測定方法目前血糖測定主要采用酶法，基于氧化還原反應(yīng)的無機化學(xué)方法已基本淘汰，基于縮合反應(yīng)的有機化學(xué)方法（如O-T法）也很少使用。

（1）已糖激酶法又稱HK法，該法分兩步完成，其測定原理如下：該法準(zhǔn)確度和精密度高，特異性高于葡萄糖氧化酶法，適用于自動化分析，為葡萄糖測定的參考方法。輕度溶血、脂血、黃疸、氟化鈉、肝素、EDTA和草酸鹽等不干擾本法測定。（2）葡萄糖氧化酶-過氧化物酶法

又稱GOD-POD法，該法也分兩步完成，但特異性不及已糖激酶法。

該法準(zhǔn)確度和精密度都能達到臨床要求，并且操作簡便，適用于常規(guī)檢驗。

（3）葡萄糖氧化酶-極譜分析法該法是GOD-POD的改良方法，它以氧電極進行極譜分析，直接測定葡萄糖氧化酶法第一步反應(yīng)消耗的氧來進行定量，摒棄了特異性不高的第二步反應(yīng)。結(jié)合過氧化氫酶的使用，能有效防止H2O2轉(zhuǎn)變?yōu)镺2而影響測定結(jié)果。該法可用于血漿、血清、腦脊液及尿液標(biāo)本的測定，但由于血細胞會消耗氧氣，故不能用于全血標(biāo)本。

（4）葡萄糖脫氫酶法該法一步完成，其原理如下。

其中，GD為葡萄糖脫氫酶（glucosedehydrogenase,GD）。該法高度特異，不受各種抗凝劑和血漿中其他物質(zhì)的干擾。制作成固相酶，可用于連續(xù)流動分析，也可用于離心沉淀物的分析。（二）糖化蛋白的檢測

除血糖外，糖化蛋白的檢測是頗具臨床價值的另一個十分重要的常規(guī)檢查項目。持續(xù)高血糖，可增高血液和組織蛋白的糖化比率。糖化不同于糖基化，它指通過非酶促作用將糖基加到蛋白質(zhì)的氨基酸基團上。測定糖化蛋白（glycatedprotein）可為較長時間段的血糖濃度提供回顧性評估，而不受短期血糖濃度波動的影響。因此，糖化蛋白濃度主要用于評估血糖控制效果和作為反映糖尿病并發(fā)癥進程的危險指標(biāo)，而不用于糖尿病的診斷。

1．糖化血紅蛋白

健康成人血紅蛋白的組成

因定義和測定方法不同，對糖化血紅蛋白（glycated

hemoglobins,GHb）組成的認識一直比較混亂。如果僅按葡萄糖與Hb的非酶促加合物稱糖化血紅蛋白，總的GHb只包括HbA1c和其他位點葡萄糖化的HbA0，其中HbA1c為主要成分。

GHb的形成是不可逆的，其濃度與紅細胞壽命（平均120天）和該時期內(nèi)血糖的平均濃度有關(guān)，不受每天葡萄糖波動的影響，也不受運動或食物的影響，所以GHb反映的是過去6~8周的平均血糖濃度，這為評估血糖的控制情況提供可靠的實驗室指標(biāo)。

多種方法可用于GHb的測定：①根據(jù)電荷差異，可用離子交換層析，高效液相色譜，常規(guī)電泳和等電聚焦電泳等方法：②根據(jù)結(jié)構(gòu)差異，可用親和層析和免疫測定法；③基于化學(xué)分析技術(shù)，可用比色法和分光光度法。無管什么方法，結(jié)果都表示為GHb占總Hb的百分比。其中，化學(xué)分析技術(shù)已經(jīng)使用很少。其他大多數(shù)方法都有良好的精密度，但存在測定組分上的差異。從簡便實用出發(fā)，臨床上常以HbA1反映總的GHb水平。

GHb的參考范圍

2．果糖胺對于某些糖尿病人（如妊娠糖尿病或治療方案改變者），需要監(jiān)測血糖水平的較短期變化。除了血紅蛋白，葡萄糖也可通過非酶促糖化反應(yīng)與其他蛋白（如血清蛋白，膜蛋白，晶狀蛋白）結(jié)合形成酮胺。由于血清蛋白的產(chǎn)生比血紅蛋白快（血清蛋白半壽期約為20天），所以糖化血清蛋白較GHb靈敏，它反映的是近2~3周的血糖平均水平，在反映血糖控制效果上比GHb更及時。

果糖胺（fructosamine）是血清蛋白酮胺的普通命名。與GHb類似，果糖胺測定可反映2~3周內(nèi)平均血糖濃度。由于所有糖化血清蛋白都是果糖胺，而清蛋白是血清蛋白最主要的成分，故果糖胺測定主要測定的是糖化清蛋白。雖然果糖胺測定可自動化，有很高的精密度，并且比測定糖化血紅蛋白更經(jīng)濟和快速，但是對于其臨床應(yīng)用仍存在一定爭議。

果糖胺的有多種測定方法，目前得到普遍應(yīng)用的是利用堿性條件下，果糖胺的Amadori重排產(chǎn)物具有還原性而設(shè)計的方法。

在堿性緩沖液中，果糖胺重排為eneaminol形式，它可將硝基四氮唑藍（nitrobluetetrazolium,NBT）還原為藍紫色的甲（formazan）。在兩個時間點測定530nm時吸光度，兩次吸光度之間的變化值與果糖胺濃度成正比。

3．晚期糖化終末產(chǎn)物高血糖產(chǎn)生有害效應(yīng)的分子機制還不清楚，但組織蛋白的糖化是一個重要因素。非酶促作用使葡萄糖與長壽命蛋白質(zhì)（如膠原）或DNA相連，產(chǎn)生穩(wěn)定的Amadori早期糖化產(chǎn)物。產(chǎn)物經(jīng)一系列分子重排、脫氫和斷裂反應(yīng)，產(chǎn)生不可逆的晚期糖化終末產(chǎn)物（advancedglycationendproduction,AGE）。AGE提供了一種比GHb更長期的糖尿病控制指標(biāo)。

（三）相關(guān)代謝紊亂產(chǎn)物的檢測

糖尿病誘發(fā)體內(nèi)多種物質(zhì)代謝紊亂，酮體、乳酸及丙酮酸的檢測有利于糖尿病及其并發(fā)癥的鑒別診斷、病程監(jiān)控和指導(dǎo)臨床對癥治療。

目前測定血和尿中酮體的常規(guī)方法均不能同時檢測三種酮體，大多數(shù)試驗僅能檢測乙酰乙酸和丙酮，而不與β-羥丁酸反應(yīng)，這將導(dǎo)致實驗檢測結(jié)果與病情不相符的情況。即當(dāng)患者最初有酮癥酸中毒時，測定酮體可能僅有弱陽性；當(dāng)治療后，β-羥丁酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜幔R床卻表現(xiàn)為酮癥加重。

糖的來源減少（饑餓或頻繁嘔吐）或糖的利用下降（如糖尿病、糖原累積病等）時，可導(dǎo)致酮體形成過多，從而出現(xiàn)酮血癥和酮尿。對于糖尿病酮癥酸中毒，血酮體的定量比檢測尿中酮體更為準(zhǔn)確，但由于尿酮體檢測的方便性，已廣泛用于1型糖尿病的病情監(jiān)測。

1．酮體的檢測

酮體（ketonebodies）由乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮組成。主要來源于游離脂肪酸在肝臟的氧化代謝產(chǎn)物。

酮體三種成分的相對比例與細胞的氧化還原狀態(tài)有關(guān)。健康人β-羥丁酸/乙酰乙酸的摩爾比約為1:1，二者基本構(gòu)成血清的全部酮體，丙酮為次要成分。在嚴重糖尿病，由于機體內(nèi)大量NADH存在，促進了β-羥丁酸的生成，β-羥丁酸/乙酰乙酸的比率可增至6:1。

酮體檢查片法（Acetest）、尿中酮體檢查劑法（Ketostix）和Gerhardt’s氯化鐵試驗均可用于體液酮體的測定,但均不能檢測酮體中的β-羥丁酸。而據(jù)報道，β-羥丁酸較乙酰乙酸能更好地反映糖尿病酮癥酸中毒的酸堿變化。β-羥丁酸的測定原理如下：

2．乳酸和丙酮酸的檢測乳酸是糖代謝的中間產(chǎn)物，主要來源于骨骼肌、腦、皮膚、腎髓質(zhì)和紅細胞。一般認為乳酸濃度超過5mmol/L以及pH小于7.25時提示有明顯的乳酸中毒。測定丙酮酸濃度可用于評價先天代謝紊亂致血清乳酸濃度增加的患者。乳酸/丙酮酸比率小于25提示糖異生缺陷，而比率增加（≥35）時則提示細胞內(nèi)缺氧。

（1）乳酸的測定以全血為標(biāo)本的乳酸測定原理如下：其中，LD代表乳酸脫氫酶（lactatedehydrogenase,LD）。反應(yīng)中形成的NADH可在340nm波長監(jiān)測，以定量乳酸濃度。該法由于特異性高、操作簡便，是乳酸測定的首選方法。不同標(biāo)本來源，乳酸的參考值不一樣各種標(biāo)本的乳酸參考值見下表：

（2）丙酮酸的測定全血丙酮酸的測定原理如下：

pH7.5的溶液中，丙酮酸在乳酸脫氫酶和NADH作用下，生成乳酸和NAD+，從NADH吸光度的下降可定量樣品中的丙酮酸。丙酮酸極不穩(wěn)定，在采血后1min內(nèi)就可出現(xiàn)明顯下降，因此需要制備無蛋白血濾液和新鮮配制丙酮酸標(biāo)準(zhǔn)液。不同標(biāo)本來源，丙酮酸的參考值不一樣。各種標(biāo)本的丙酮酸參考值見下表：

（四）血糖調(diào)節(jié)物的檢測

血糖水平主要受激素的調(diào)控，血糖調(diào)解物的檢測有利于糖尿病及其并發(fā)癥的病因?qū)W檢測和臨床疑似病例的早期診斷。胰島素、胰島素原、C-肽和胰高血糖素檢測的主要臨床用途

1．胰島素與胰島素抗體的檢測胰島素可降低血糖，而胰島素抗體通過結(jié)合胰島素而降低胰島素的降血糖效應(yīng)。（1）胰島素的檢測內(nèi)源性抗體和它結(jié)合的胰島素可用聚乙二醇（PEG）沉淀，再測定游離胰島素。用鹽酸洗脫抗體結(jié)合的胰島素，PEG沉淀抗體，可測定總胰島素。

抗胰島素抗體與胰島素原有部分交叉但與C-肽無交叉反應(yīng)。在胰島細胞瘤和某些糖尿病患者，可能存在高濃度胰島素原，可致直接測定結(jié)果偏高。因方法而異，非肥胖健康者空腹胰島素濃度為2~25μIU/ml（12~150pmol/L）。在葡萄糖耐量試驗時胰島素濃度可達200μIU/ml。

另外，葡萄糖刺激胰島素分泌的動態(tài)試驗有利于糖尿病類型鑒別（見圖4-5）。

（2）胰島素抗體的檢測

幾乎所有使用動物胰島素的糖尿病患者都產(chǎn)生胰島素抗體，這些抗體可對抗胰島素的作用，不僅使胰島素的使用劑量增加，也干擾了胰島素的免疫學(xué)檢測。檢測胰島素抗體可用于指導(dǎo)胰島素治療。

2．胰島素原的檢測目前要準(zhǔn)確測定胰島素原的濃度仍然比較困難，這源于①血漿中胰島素原濃度低；②不易獲得純品，抗體制備困難；③多數(shù)抗血清與胰島素和C-肽有交叉反應(yīng)（兩者濃度都較胰島素原高許多）；④胰島素原轉(zhuǎn)化中間體的干擾（見圖4-6）；⑤不易獲到胰島素原參考制品?，F(xiàn)已開始生產(chǎn)基因重組的胰島素原，并由此制備單克隆抗體，將提供可靠的胰島素原標(biāo)準(zhǔn)品和檢測方法。

3．C-肽的檢測胰島素原被分解為胰島素和31個氨基酸的C-肽（MW3.6kD）。C-肽雖無生物學(xué)活性，但對于保證胰島素的正常結(jié)構(gòu)是必需的。

C-肽極少通過肝臟代謝，相比胰島素原，其測定不受外源性胰島素和胰島素抗體的影響。與外周血胰島素濃度相比，C-肽濃度亦可更好地反映β細胞功能。

4．胰高血糖素的檢測胰高血糖素是由胰腺α細胞合成分泌的一種多肽類激素，在胰腺α細胞瘤或胰高血糖素瘤病人血中胰高血糖素水平顯著升高，多伴有體重減輕、高血糖癥等。而胰高血糖素濃度降低常與慢性胰腺炎和長期使用磺酰脲類藥物治療有關(guān)。

（五）微血管病變的檢測

通過影響微血管的結(jié)構(gòu)和功能，糖尿病患者有很高的腎損害風(fēng)險。大約1/3的1型糖尿病者最終發(fā)展為慢性腎衰。2型糖尿病發(fā)展為糖尿病性腎病變的幾率不及1型糖尿病，但由于其患者眾多，占到了整個糖尿病腎病變病例的60%。糖尿病性腎病變的早期檢測依賴于尿清蛋白排泄（urinaryalbuminexcretion,UAE）試驗。UAE增加提示清蛋白經(jīng)毛細血管漏出增加，是微血管病變的標(biāo)志。

ADA將UAE增加稱為微量清蛋白尿（microalbuminuria），其含量介于正常和臨床清蛋白尿之間（見下表）。如果出現(xiàn)臨床清蛋白尿，則顯然存在腎病變。

（六）其他生物化學(xué)檢測項目目前，關(guān)于糖尿病及其并發(fā)癥的檢測項目眾多，諸如基因標(biāo)志、自身免疫標(biāo)志等，基本上仍處于實驗室研究階段以探討發(fā)病機制或作為早期篩查項目以提供輔助參考意見，尚無顯著的臨床實用價值。另外一些新近開展的生物化學(xué)檢驗項目，其臨床實用價值經(jīng)循證實驗室醫(yī)學(xué)（evidence-basedlaboratorymedicine）的研究得到重新認識。

1．胰淀粉樣肽

胰淀粉樣肽（amylin），又稱淀粉不溶素或胰淀粉樣蛋白。主要通過延緩胃排空和抑制胰高血糖素分泌而參與糖代謝的調(diào)節(jié)。盡管超過90%的2型糖尿病患者的胰島細胞可見以胰淀粉樣肽為主的淀粉樣沉積物，而且在某些胰島素缺乏的2型糖尿病患者可見胰淀粉樣肽的缺乏，但目前認為測定胰淀粉樣肽對糖尿病的診治無臨床實用價值。

2．瘦素瘦素（leptin）是由脂肪組織合成的一種蛋白質(zhì)，主要通過下丘腦調(diào)節(jié)人體的食欲和能量攝入，從而影響熱量生成。盡管遺傳性肥胖小鼠體內(nèi)缺乏瘦素，并在補充瘦素后體重下降，但許多肥胖人群的瘦素水平卻有增高。除極少數(shù)瘦素缺乏病例的血漿瘦素隨肥胖和胰島素水平變化外，肥胖者通常有瘦素水平升高，以抑制熱量產(chǎn)生和食欲。目前，瘦素的測定僅僅有助于瘦素缺乏的以幼年性巨胖為特征的疑似病例。

3．血脂糖尿病患者往往有血脂障礙，表現(xiàn)為LDL膽固醇（LDL-C）增高、HDL膽固醇（HDL-C）下降和高TG血癥。因此糖尿病患者應(yīng)定期檢查血脂水平，尤其2型糖尿病。美國糖尿病協(xié)會根據(jù)血脂水平將人群分為高危、中危和低危三類（見下表），除低危人群可減少檢查頻率外，其他人群均應(yīng)定期檢查。

根據(jù)血脂水平劃分的三類人群五、實驗室檢測項目在糖尿病及其并發(fā)癥診治中的實際應(yīng)用

臨床實驗室在糖尿病及其并發(fā)癥的診斷和處治過程中具有極其重要的作用。美國臨床生物化學(xué)學(xué)會（NACB）和美國糖尿病協(xié)會專業(yè)執(zhí)行委員會（PPCoftheADA）先后根據(jù)循證實驗室醫(yī)學(xué)和目前臨床實踐情況，提出了如下指導(dǎo)性建議（見下表）。糖尿病及其并發(fā)癥的實驗室檢測第三節(jié)

代謝綜合征的生物化學(xué)檢驗

代謝綜合征（metabolicsyndrome）又稱X綜合征、胰島素抵抗綜合征、腹型肥胖綜合征、代謝障礙綜合征和致死性四重奏等，它不是一種單一的疾病，而是以腹型肥胖、高血壓、血脂異常和胰島素抵抗等危險因素交叉重疊為判定依據(jù)的一簇代謝紊亂癥候群（見圖4-7）。一、發(fā)病機制與危險因素目前關(guān)于代謝綜合征的確切發(fā)病機制尚不清楚，除遺傳因素和胰島素抵抗外，可能的機制還包括慢性炎癥、促血栓形成和纖溶作用下降等。而胰島素抵抗和肥胖可能存在互為因果的關(guān)系。目前認為其患病率的增長與現(xiàn)代生活習(xí)慣，如長期靜坐辦公缺乏鍛煉、高熱量攝入和單一碳水化合物膳食有關(guān)。一些學(xué)術(shù)組織將腹型肥胖作為診斷代謝綜合征的最基本要素，另一些組織則認為胰島素抵抗是代謝綜合征各組分代謝紊亂的基本病理機制而強調(diào)其在診斷中的核心作用。

用于判定代謝綜合征的危險因素主要有：1.腹型肥胖2.高血壓3.血脂異常4.胰島素抵抗二、診斷標(biāo)準(zhǔn)與生物化學(xué)檢驗

自1988年Reaven概括各種危險因素，首先提出X綜合征的概念以來，依據(jù)不同出發(fā)點，先后出現(xiàn)了上述諸多不同命名，直至1998年WHO正式將其命名為代謝綜合征，并頒布了以診斷標(biāo)準(zhǔn)為判定依據(jù)的定義。但之后世界一些重要組織與研究機構(gòu)又先后頒布了各自不同的診斷標(biāo)準(zhǔn)，造成不盡統(tǒng)一的局面（見下表）。有關(guān)代謝綜合征的不同定義和診斷標(biāo)準(zhǔn)IDF的新定義在某種程度上是過去3個定義——即WHO、EGIR及NECPATPIII定義的混合物，但最接近NECPATPIII的定義。四種定義都包括了用于判定代謝綜合征的四種主要危險因素，即腹型肥胖、高血壓、血脂異常和胰島素抵抗。這些不同定義的差異主要是基于不同的出發(fā)點和適用目的。顯然WHO和EGIR的定義偏重于基礎(chǔ)研究，而NECPATPIII和IDF的定義側(cè)重于臨床應(yīng)用。這些不同的定義和前面述及的不同命名，都強調(diào)了集簇發(fā)生的代謝異常（糖代謝異常、血脂異常、高血壓和肥胖等）與胰島素抵抗及其后果（心血管疾病與2型糖尿病）的關(guān)系。

第四節(jié)

低血糖癥及生物化學(xué)檢驗

低血糖（hypoglycemia）指血糖濃度低于空腹血糖的參考水平下限，但目前仍無統(tǒng)一的界定標(biāo)準(zhǔn)。大多數(shù)建議低血糖為空腹血糖濃度低于2.78mmol/L（50mg/dl），少數(shù)建議為低于3.33mmol/L（60mg/dl）。

從簡便實用出發(fā)，對低血糖癥可按發(fā)病年齡進行分類（見下表）：低血糖的分類與相關(guān)病因

一、新生兒與嬰幼兒低血糖

新生兒的血糖濃度遠低于成人，平均約1.94mmol/L（35mg/dl），并在出生后由于肝糖原耗盡而迅速下降。因此，在無任何低血糖臨床表現(xiàn)的情況下，足月新生兒的血糖可低至1.67mmol/L（30mg/dl），早產(chǎn)兒可低至1.11mmol/L（20mg/dl）。新生兒期低血糖較常見的原因包括早產(chǎn)、母體糖尿病，GDM和妊娠子癇等，但低血糖往往是短暫的。而在嬰幼兒早期發(fā)生的低血糖很少是短暫的，可能的原因有遺傳性代謝缺陷或酮性低血糖，往往由于禁食或熱性疾病而進一步降低。

二、成人空腹低血糖

成人低血糖可能是由于肝臟生成葡萄糖的速率下降或機體對葡萄糖的利用增加所致。低血糖相當(dāng)普遍，而低血糖紊亂并不多見。真性低血糖（即低血糖紊亂）常提示有嚴重的疾病并可能危及生命。有時可見禁食3天，血糖濃度低至1.67mmol/L（30mg/dl）的健康婦女，因此目前仍沒有一個確切的界定值用于確定低血糖。但一般來講，當(dāng)血糖濃度低于3.0mmol/L（55mg/dl）時，開始出現(xiàn)低血糖有關(guān)癥狀，血糖濃度低于2.78mmol/L（50mg/dl）時，開始出現(xiàn)腦功能損傷。檢測低血糖紊亂的經(jīng)典診斷試驗是72h禁食試驗。低血糖合并低血糖的體征或癥狀，就可診斷為低血糖紊亂，僅有低血糖不能確診。如果禁食期間未出現(xiàn)有關(guān)低血糖的體征或癥狀，則可以排除低血糖紊亂。

三、餐后低血糖

某些藥物、胰島素抗體、胰島素受體的抗體和先天性缺陷（如果糖-1.6-二磷酸酶缺乏）等許多因素都可以導(dǎo)致餐后低血糖（postprandialhypoglycemia）。餐后低血糖等同于反應(yīng)性低血糖（reactivehypoglycemia）。對于反應(yīng)性低血糖（以前又稱功能性低血糖），目前比較一致的觀點認為只存在自發(fā)性的反應(yīng)性低血糖（或稱自發(fā)性餐后綜合征或稱自發(fā)性餐后低血糖），而不存在功能性低血糖。在1987年第三屆國際低血糖專題討論會上，反應(yīng)性低血糖被定義為一種臨床病癥，病人在日常生活中有餐后低血糖癥狀并且血糖濃度低于2.5~2.8mmol/L（45~50mg/dl）。測定其血糖濃度時有特殊要求，需要使用轉(zhuǎn)化為動脈血的靜脈血或毛細血管血。該癥患者在餐后大約1~3h有疲乏、肌痙攣、心悸等自主癥狀，通過進食可緩解30~45min。大多數(shù)患者有餐后自主癥狀，但沒有低血糖所致的神經(jīng)低血糖癥狀，因此這些自主癥狀很少是由低血糖引起的。這類患者有時也可無自主癥狀但有低血糖，或血糖正常卻有自主癥狀。餐后低血糖比較少見，確診餐后低血糖必須要在餐后出現(xiàn)自主癥狀的同時出現(xiàn)低血糖。

四、糖尿病性低血糖

藥物治療期間，1型和2型糖尿病經(jīng)常發(fā)生低血糖，稱糖尿病性低血糖。使用胰島素治療的1型糖尿病患者，每周大約出現(xiàn)1~2次癥狀性低血糖，每年大約10%的患者受嚴重低血糖的影響。而住院病人，由于胰島素的強化治療，其發(fā)生低血糖的幾率約高2~6倍。同樣，由于口服降糖藥或胰島素，2型糖尿病患者亦可發(fā)生低血糖，但其發(fā)生率低于1型糖尿病患者。

五、血糖逆調(diào)節(jié)缺陷性低血糖

由于血糖逆調(diào)節(jié)受損，1型糖尿病易發(fā)生低血糖，但機制未明。1型糖尿病早期，胰高血糖素對低血糖的反應(yīng)下降，而后腎上腺素也分泌不足，導(dǎo)致血糖逆調(diào)節(jié)缺陷性的低血糖。其他能刺激胰高血糖素和腎上腺素分泌的因素可以糾正這類低血糖。2型糖尿病未見顯著性的血糖逆調(diào)節(jié)缺陷。

六、無癥狀低血糖

患病30年以上的1型糖尿病患者，50%以上沒有神經(jīng)性的低血糖癥狀。由于有低血糖而無癥狀，因此容易發(fā)生嚴重的低血糖。其發(fā)生機制可能與腎上腺素對