第四节 糖代谢障碍
糖代谢是一个比较复杂的过程，神经系统疾患、内分泌失调，肝、肾功能障碍及某些酶的遗传缺陷等，均可影响血糖浓度，引起糖尿病、高血糖或低血糖等代谢异常。
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糖代谢的先天性异常
糖代谢障碍并不都出现血糖浓度异常，糖代谢酶的先天性、遗传性缺损也可导致糖代谢异常。糖代谢的先天性异常可分三类。①糖原代谢先天性异常，最常见的是糖原储积病，这是由于糖原生成和分解的酶系统先天性缺陷所引起的一组糖原合成或分解异常、使糖原在细胞中过多储积、或糖原分子异常的遗传性疾病。②糖分解代谢途径的先天异常，可有丙酮酸激酶缺乏病、丙酮酸脱氢酶缺乏症和磷酸果糖代谢异常所致恶性发烧等。③其他糖代谢异常，如红细胞中6－磷酸葡萄糖脱氢酶遗传缺陷或变异导致蚕豆病；缺乏UDP－葡萄糖醛酸基转移酶，导致先天性家族性非溶血性黄疸；果糖代谢有关的酶缺乏所致原发性果糖尿症等；因蛋白聚糖降解酶先天性缺陷所引起的蛋白聚糖分解代谢障碍，将导致产生各种类型的黏多糖沉积症。
（一）耐糖现象
人体处理所给予葡萄糖的能力称为葡萄糖耐量或耐糖现象。正常人即使一次食入大量葡萄糖，其血糖浓度仅暂时升高，不久即可恢复到正常水平，这是正常的耐糖现象。如果食入葡萄糖后，血糖上升后恢复缓慢，或者血糖升高不明显甚至不升高，这说明血糖调节障碍，称为耐糖现象失常。
（二）耐糖曲线
临床上常用的检测糖耐量方法是先测定受试者清晨空腹血糖浓度，然后一次进食100g葡萄糖（或按每千克1.5～1.75g葡萄糖）。进食后每隔0.5h或（1h）测血糖一次，测至3～4h为止。以时间为横坐标，血糖浓度为纵坐标绘制成曲线称为糖耐量曲线（图5－13）。
图6－13 糖耐量曲线
正常人的糖耐量曲线的特点是：空腹血糖浓度正常；食糖后血糖浓度升高，1h内达高峰，但不超过8.89mmol/L（160mg/dL）；此后血糖浓度迅速降低，在2h之内降至正常水平。
糖尿病患者因胰岛素分泌不足或机体对胰岛素的敏感性下降，糖耐量曲线表现为：空腹血糖浓度较正常值高；进食糖后血糖迅速升高，并超过肾糖阈；在2h内不能恢复至空腹血糖水平。
阿狄森综合征患者由于肾上腺皮质功能低下，其耐糖曲线表现为：空腹血糖浓度低于正常值；进食糖后血糖浓度升高不明显；短时间即恢复原有水平。
糖代谢紊乱通常表现为血糖异常，主要是高血糖和低血糖。
三、低血糖
空腹血糖低于3.0mmol/L称之为低血糖（hypoglycemia）。由于脑细胞内几乎不能储存糖原，其所需能量直接靠摄取血中葡萄糖进行氧化分解。血糖浓度降低后进入脑组织的葡萄糖减少，脑细胞能量供应不足，影响脑细胞正常功能，可出现头晕、心悸、出冷汗等虚脱症状。如果血糖水平过低时，可发生低血糖昏迷，如能给病人及时静脉点滴葡萄糖，症状就会得到缓解。
引起低血糖的原因：①胰岛β细胞器质性病变，如β细胞瘤可导致胰岛素分泌过多；②肾上腺皮质功能减退，使糖皮质激素分泌不足；③严重肝病，肝糖原的储存及糖异生作用降低，肝不能有效地调节血糖；④饥饿时间过长或持续的剧烈运动也可引起低血糖；⑤临床治疗时使用胰岛素过量（药源性）。
四、高血糖与糖尿病
空腹血糖浓度持续超过6.9mmol/L时，称为高血糖（hyperglycemia）。当血糖浓度超过肾糖阈（8.89～10.00mmol/L时，葡萄糖从尿中排出，称为糖尿。
引起高血糖和糖尿的原因有生理性和病理性之别。正常人偶尔也可出现高血糖和糖尿，如进食大量糖或情绪激动时交感神经兴奋引起肾上腺素分泌增加等均可引起一过性高血糖，甚至糖尿。病理性高血糖及糖尿多见于下列情况。
议一议：
糖尿病人为什么会出现持续性高血糖或糖尿，导致“三多一少”（多食、多饮、多尿、体重减轻）的临床症状？
1.糖尿病 以高血糖和糖尿为主要症状的疾病主要是糖尿病。引起高血糖的病理基础是胰岛β细胞功能障碍所致胰岛素相对或绝对缺乏；或胰岛素受体数目减少；或与胰岛素的亲和力降低，以致血糖不能充分被组织利用。近年来还发现胰岛素分子病，即由于胰岛素原分子中个别氨基酸被另外的氨基酸所取代致使胰岛素原不能转变为胰岛素。
2.肾性糖尿 由于肾病导致肾小管重吸收能力下降，使肾糖阈下降出现糖尿，称为肾性糖尿。这类患者空腹血糖一般都正常，体内糖代谢并无明显异常。
3.对抗胰岛素的激素分泌过多 垂体前叶、肾上腺皮质及甲状腺功能亢进时，所分泌的生长素、糖皮质激素、甲状腺素等对抗胰岛素的激素分泌过多，也可导致高血糖和糖尿。
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糖尿病
糖尿病是由胰岛素绝对或相对缺乏或胰岛素抵抗所致的一组糖、脂肪和蛋白质代谢紊乱综合症，以持续性高血糖和糖尿为特征。根据其病因目前分为1型、2型、其他特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病。1型糖尿病主要是患者胰岛B细胞破坏，引起胰岛素绝对缺乏所致；多发生于青少年，依赖外源性胰岛素补充以维持生命。2型糖尿病多见于中、老年人，其胰岛素的分泌量并不低，甚至还偏高，临床表现为机体对胰岛素不够敏感，即胰岛素抵抗。临床以2型糖尿病为多见。糖尿病的典型的症状为三多一少，即多饮、多尿、多食、体重减轻。但许多轻症或2型糖尿病患者早期常无明显症状，而是在普查、健康检查或其他疾病偶然发现，不少患者甚至以各种急性或慢性并发症而就诊。
小 结
糖的主要功能是氧化供能，也是人体组织结构的成分，还参与构成某些生理活性物质。
食物中的淀粉经消化作用水解为葡萄糖后经门静脉吸收入血。血液中的葡萄糖称为血糖，是糖的运输形式。正常人空腹血糖的浓度为3.9～6.1mmol/L。血糖的主要来源是食物中经消化吸收的糖；其次是肝糖原分解、糖异生、肌糖原酵解间接补充血糖。血糖的主要去路是氧化分解供能，其次是合成肝、肌、肾糖原，转变为脂肪、某些非必需氨基酸和其他糖类。血糖浓度超过肾糖阈时可出现糖尿。
糖代谢主要是指葡萄糖在体内的复杂代谢过程，包括分解代谢与合成代谢。其分解代谢途径主要有糖酵解、有氧氧化和磷酸戊糖途径。
葡萄糖或糖原的葡萄糖单位在无氧或缺氧情况下分解为乳酸和ATP的过程称为糖酵解。酵解在胞液中进行，其代谢反应可分为两个阶段。第一阶段由葡萄糖转变为2分子磷酸丙糖，其特点是耗能；第二阶段由3－磷酸甘油醛转变为乳酸，其特点是产能和氧化还原反应。调节糖酵解的关键酶是6－磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶和己糖激酶（肝中为葡萄糖激酶）。1分子葡萄糖（或糖原的葡萄糖单位）经酵解可生成2分子（或3分子）ATP。糖酵解的生理意义是在机体缺氧情况下，迅速提供能量；又是某些组织生理情况下的供能途径。
葡萄糖或糖原的葡萄糖单位在有氧条件下，彻底氧化生成CO2、H2O，并产生大量能量的过程，称为糖的有氧氧化。它是体内糖氧化供能的主要方式，在胞液和线粒体中进行，包括三个阶段：第一阶段为葡萄糖循酵解途径分解为丙酮酸，在胞液中进行；第二阶段为丙酮酸进入线粒体，在关键酶丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧生成乙酰辅酶A；第三阶段是乙酰辅酶A进入三羧酸循环彻底氧化成CO2和H2O。1分子乙酰辅酶A经三羧酸循环运转一周，经2次脱羧、4次脱氢，消耗1个乙酰基，产生10个ATP。三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质彻底氧化的共同途径，又是三者相互转变、相互联系的枢纽，还为其他合成代谢提供前体物质。1mol葡萄糖彻底氧化可产生30或32mol ATP。糖有氧氧化的关键酶除与糖酵解相同的三个酶外，还有异柠檬酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶复合体、柠檬酸合成酶和α－酮戊二酸脱氢酶复合体。
磷酸戊糖途径在胞液中进行，其关键酶是6－磷酸葡萄糖脱氢酶（辅酶为NADP+），如先天缺乏此酶，可患蚕豆病。磷酸戊糖途径的重要性在于该途径可产生5－磷酸核糖和NADPH。5－磷酸核糖是合成核苷酸的重要原料。NADPH作为供氢体参与多种代谢反应。
糖原是体内糖的储存形式，肝和肌肉是储存糖原的主要组织。肝糖原合成途径有直接途径（由葡萄糖经UDPG合成糖原）和间接途径（由三碳化合物经糖异生合成糖原）。从葡萄糖合成糖原是耗能过程，在糖原引物上每增加1分子葡萄糖要消耗2分子ATP。肝糖原分解为葡萄糖的过程称为糖原分解，肝糖原是血糖的重要来源。肌糖原是由葡萄糖经UDPG合成；由于肌肉组织中缺乏葡萄糖－6－磷酸酶，肌糖原不能分解为葡萄糖，只能进行糖酵解或有氧氧化。因此肌糖原主要在肌肉收缩时经糖酵解迅速供能。糖原合成与分解的关键酶分别是糖原合成酶及磷酸化酶。糖原合成与分解的生理意义主要是维持血糖浓度的恒定。
糖异生是指非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。糖异生的原料有乳酸、甘油和生糖氨基酸等。糖异生的主要场所是肝，其次是肾。糖异生的途径基本上是糖酵解的逆过程。糖酵解中三个关键酶催化的不可逆反应分别由糖异生的四个关键酶：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶、果糖二磷酸酶和葡萄糖－6－磷酸酶催化。糖异生的生理意义在于饥饿时维持血糖浓度的恒定；也是肝补充或恢复糖原储备的重要途径；长期饥饿时，肾糖异生增强有利于维持酸碱平衡。
血糖浓度的恒定受到神经、激素和器官水平三个层次的调节。胰岛素是降血糖激素，而胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素和生长素是升高血糖的激素。肝通过肝糖原的合成、分解和糖异生维持血糖浓度的恒定。人体处理所给予葡萄糖的能力称为糖耐量。通过糖耐量曲线试验可判断机体有无糖代谢紊乱，常见临床症状有高血糖及低血糖。糖尿病是最常见的糖代谢紊乱疾病。
