第五節(jié)　血糖與血糖濃度的調(diào)節(jié)

血液中的葡萄糖稱為血糖。血糖是葡萄糖在體內(nèi)的運(yùn)輸形式。血糖濃度隨進(jìn)食、活動(dòng)等變化而有所波動(dòng)。正常人空腹時(shí)的血糖濃度為3．89～6．11mmol/L，并維持其相對(duì)恒定。血糖濃度的相對(duì)恒定依賴于體內(nèi)血糖來(lái)源和去路的動(dòng)態(tài)平衡。血糖是反映體內(nèi)糖代謝狀況的一項(xiàng)重要指標(biāo)。

一、血糖的來(lái)源和去路

（一）血糖的來(lái)源

血糖的來(lái)源如下。①食物中的糖類物質(zhì)在腸道消化吸收入血的葡萄糖，是血糖的主要來(lái)源。②肝糖原分解的葡萄糖，為空腹時(shí)血糖的來(lái)源。③非糖物質(zhì)在肝、腎中經(jīng)糖異生作用轉(zhuǎn)變?yōu)榈钠咸烟?，是饑餓時(shí)血糖的來(lái)源。

（二）血糖的去路

血糖的去路如下。①氧化分解供能，在組織細(xì)胞中經(jīng)有氧氧化和無(wú)氧分解產(chǎn)生ATP，這是血糖的主要去路。②肝、肌肉等組織將葡萄糖合成糖原儲(chǔ)存。③轉(zhuǎn)變成其他糖類及非糖物質(zhì)，如核糖、脫氧核糖、脂肪、有機(jī)酸及非必需氨基酸等。④當(dāng)血糖濃度過(guò)高，大于8．89～10．00mmol/L時(shí)，超過(guò)腎小管最大重吸收能力（腎糖閾），尿中可出現(xiàn)葡萄糖，稱為尿糖（為非正常去路）。尿糖在病理情況下出現(xiàn)，常見(jiàn)于糖尿病患者?，F(xiàn)將血糖的來(lái)源與去路總結(jié)于圖7－9。

圖7－9　血糖的來(lái)源與去路

二、血糖濃度的調(diào)節(jié)

正常人血糖濃度維持在一個(gè)相對(duì)恒定的水平，這對(duì)保證人體各組織器官利用葡萄糖非常重要，特別是腦組織，幾乎完全依靠葡萄糖供能進(jìn)行神經(jīng)活動(dòng)，血糖供應(yīng)不足會(huì)使神經(jīng)功能受損，因此，維持血糖濃度的相對(duì)恒定是極為重要的。

正常人體內(nèi)存在著精細(xì)的能調(diào)節(jié)血糖來(lái)源和去路的動(dòng)態(tài)平衡的機(jī)制。保持血糖濃度的相對(duì)恒定是神經(jīng)系統(tǒng)、激素及組織器官一起協(xié)同調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。

（一）肝臟的調(diào)節(jié)作用

肝臟是體內(nèi)調(diào)節(jié)血糖濃度的主要器官。它可以通過(guò)肝糖原的分解與合成、糖異生作用來(lái)升高或降低血糖。

（二）激素的調(diào)節(jié)作用

調(diào)節(jié)血糖濃度的激素有兩大類：降低血糖濃度的激素——胰島素；升高血糖濃度的激素——胰高血糖素、腎上腺素、糖皮質(zhì)激素等。兩類激素的作用相互對(duì)立、相互制約，保持著血糖來(lái)源與去路的動(dòng)態(tài)平衡。各激素的作用機(jī)制如表7－2所示。

表7－2　激素對(duì)血糖水平的作用機(jī)制

三、糖代謝異常

（一）高血糖

空腹血糖濃度高于6．9mmol/L時(shí)被稱為血糖過(guò)高或高血糖。如果血糖濃度超過(guò)了腎小管重吸收葡萄糖的能力（腎糖閾），則尿中可出現(xiàn)葡萄糖，稱為糖尿。

引起高血糖和糖尿的原因有生理性原因和病理性原因兩種。如攝入過(guò)多或輸入大量葡萄糖、精神緊張，而使得血糖升高超過(guò)腎糖閾，出現(xiàn)糖尿，為生理性糖尿；病理性高血糖和糖尿多見(jiàn)于糖尿病。有些腎小管重吸收能力低的人，腎糖閾比正常人低，即使血糖在正常范圍，也可出現(xiàn)糖尿，稱為腎性糖尿，但患者血糖及糖耐量均正常。

（二）低血糖

空腹血糖濃度低于3．0mmol/L時(shí)稱為低血糖。低血糖能影響大腦的正常功能，臨床表現(xiàn)有交感神經(jīng)過(guò)度興奮癥狀，如出汗、顫抖、心悸（心率加快）、面色蒼白、肢涼等，以及神經(jīng)癥狀，如頭暈、視物不清、步態(tài)不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)幻覺(jué)、神志不清、昏迷、血壓下降等。

出現(xiàn)低血糖的原因有以下幾種：①饑餓或不能進(jìn)食；②內(nèi)分泌異常，如垂體功能低下、腎上腺皮質(zhì)功能低下；③嚴(yán)重肝臟疾?。虎芘R床治療時(shí)使用降糖藥物過(guò)量；⑤胰島素分泌過(guò)多、升高血糖濃度的激素分泌不足等。

（三）糖尿病

糖尿病是一種因部分或完全胰島素缺失或細(xì)胞胰島素受體減少或受體敏感性降低所致的疾病。根據(jù)其病因目前可分為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。1型糖尿病多發(fā)于兒童和年輕人，只占糖尿病患者總?cè)藬?shù)的5%～10%，主要是由患者胰島β細(xì)胞破壞，導(dǎo)致胰島素絕對(duì)缺乏所致；2型糖尿病與肥胖關(guān)系密切，占糖尿病患者總?cè)藬?shù)的90%以上?；颊叽嬖谝葝u素抵抗和胰島素分泌缺陷。糖尿病的典型癥狀為“三多一少”，即多飲、多尿、多食、體重減輕。但許多輕癥或2型糖尿病患者早期常無(wú)明顯癥狀，只是在普查、健康檢查或檢查其他疾病時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，不少患者甚至以各種急性或慢性并發(fā)癥而就診。

（四）糖代謝異常相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目及意義

1．空腹血糖檢測(cè)

空腹血糖（fasting blood glucose，F(xiàn)BG）是診斷糖代謝紊亂最常用和最重要的指標(biāo)。以空腹血漿葡萄糖（fasting plasma glucose，F(xiàn)PG）檢測(cè)較為方便，且結(jié)果也最為可靠。

參考值：葡萄糖氧化酶法，3．9～6．1mmol/L。

臨床意義：血糖檢測(cè)是目前診斷糖尿病的主要依據(jù)，也是判斷糖尿病病情和控制程度的主要指標(biāo)。

FBG升高：

（1）生理性升高：如餐后1～2h、高糖飲食、劇烈運(yùn)動(dòng)、情緒激動(dòng)等。

（2）病理性升高：①各型糖尿??；②內(nèi)分泌疾病，如甲狀腺功能亢進(jìn)、巨人癥、肢端肥大癥、皮質(zhì)醇增多癥、嗜鉻細(xì)胞瘤和胰高血糖素瘤等；③應(yīng)激性因素，如顱內(nèi)壓增高、顱腦損傷、中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、心肌梗死、大面積燒傷、急性腦血管病等；④藥物影響，如服用噻嗪類利尿劑、避孕藥、潑尼松等；⑤肝臟和胰腺疾病，如嚴(yán)重的肝病、壞死性胰腺炎、胰腺癌等；⑥其他，如高熱、嘔吐、腹瀉、脫水、麻醉和缺氧等。

FBG降低：

（1）生理性降低：如饑餓、長(zhǎng)期劇烈運(yùn)動(dòng)、妊娠期等。

（2）病理性降低：①胰島素過(guò)多，如胰島素用量過(guò)大、口服降糖藥等；②對(duì)抗胰島素的激素分泌不足，如腎上腺皮質(zhì)激素、生長(zhǎng)激素缺乏等；③肝糖原儲(chǔ)存缺乏，如急性肝壞死、急性肝炎、肝癌等；④急性乙醇中毒；⑤消耗性疾病，如嚴(yán)重營(yíng)養(yǎng)不良、惡病質(zhì)等。

2．口服葡萄糖耐量試驗(yàn)

口服葡萄糖耐量試驗(yàn)（oral glucose tolerance test，OGTT）是檢測(cè)葡萄糖代謝功能的試驗(yàn)，主要用于診斷癥狀不明顯或血糖升高不明顯的可疑糖尿病?，F(xiàn)多采用世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦的75g葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)OGTT，分別檢測(cè)FPG和口服葡萄糖后30 min、1h、2h、3h的血糖和尿糖。正常人口服一定量的葡萄糖后，暫時(shí)升高的血糖刺激胰島素分泌增加，使血糖濃度在短時(shí)間內(nèi)降至空腹水平，此為耐糖現(xiàn)象。當(dāng)糖代謝紊亂時(shí)，口服一定量的葡萄糖后血糖濃度急劇升高，或升高不明顯，但短時(shí)間內(nèi)不能降至空腹水平，此為糖耐量異?；蛱悄土拷档汀?/p>

參考值：①FPG 3．9～6．1mmol/L；②口服葡萄糖后0．5～1h，血糖濃度達(dá)到高峰（一般為7．8～9．0mmol/L），峰值小于11．1mmol/L；③2h后血糖濃度（2hPG）濃度低于7．8mmol/L；④3h后血糖濃度恢復(fù)至空腹水平；⑤尿糖均為陰性。

臨床意義：OGTT是一種葡萄糖負(fù)荷試驗(yàn)，用以了解機(jī)體對(duì)葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)能力，是糖尿病和低糖血癥的重要診斷性試驗(yàn)。臨床上主要用于診斷糖尿病、判斷糖耐量異常、鑒別尿糖和低糖血癥。

臨床上有以下條件之一者，即可診斷為糖尿病。①具有糖尿病癥狀，隨機(jī)血糖濃度大于11．1mmol/L；②FPG＞7．0mmol/L；③OGTT 2h血糖濃度大于11．1mmol/L。

3．糖化血紅蛋白測(cè)定

糖化血紅蛋白（GHb）主要針對(duì)高血糖，特別是對(duì)血糖和尿糖波動(dòng)較大的患者有特殊診斷價(jià)值。GHb是紅細(xì)胞內(nèi)的血紅蛋白（Hb）與糖類（主要是葡萄糖）以共價(jià)鍵形式結(jié)合而成的一種化合物。該過(guò)程為非酶促反應(yīng)和不可逆反應(yīng)。GHb的濃度與血液中的葡萄糖濃度呈正比。GHb主要存在于糖尿病或其他高血糖患者的血液中。因紅細(xì)胞的平均壽命為120d，由于糖化過(guò)程非常緩慢，一旦生成不再解離。因此，GHb的濃度可反映受試者檢測(cè)前1～2個(gè)月內(nèi)血糖的平均濃度，而與血糖的短期波動(dòng)無(wú)關(guān)。對(duì)于血糖或尿糖濃度波動(dòng)較大的患者，GHb濃度測(cè)定對(duì)其診斷或追蹤病情的發(fā)展有其獨(dú)特的臨床價(jià)值。

參考值：糖化血紅蛋白濃度為4%～6%。

臨床意義：GHb水平取決于血糖水平、高血糖持續(xù)時(shí)間，其生成量與血糖濃度呈正比。GHb的代謝周期與紅細(xì)胞的壽命基本一致，故GHb水平反映了近1～2個(gè)月的平均血糖水平。

（1）評(píng)價(jià)糖尿病控制程度：GHb濃度增高提示近2～3個(gè)月的糖尿病控制不良，GHb濃度越高，血糖水平越高，病情越重。故GHb可作為糖尿病長(zhǎng)期控制的良好觀察指標(biāo)。糖尿病控制良好者，2～3個(gè)月檢測(cè)1次；控制欠佳者1～2個(gè)月檢測(cè)1次。妊娠期糖尿病、1型糖尿病患者應(yīng)每月檢測(cè)1次，以便調(diào)整用藥劑量。

（2）預(yù)測(cè)血管并發(fā)癥：由于GHb與氧的親和力強(qiáng)，可導(dǎo)致組織缺氧，故GHb長(zhǎng)期增高，可引起組織缺氧而發(fā)生血管并發(fā)癥。若HbA濃度大于10%，提示并發(fā)癥嚴(yán)重，預(yù)后較差。

（3）鑒別高血糖：糖尿病高血糖的GHb水平增高，而應(yīng)激性高血糖的GHb則正常。

4．血清C－肽檢測(cè)

C－肽是胰島素原在蛋白水解酶的作用下裂解而成的與胰島素等分子的肽類物。檢測(cè)空腹時(shí)血清C－肽水平可用于評(píng)價(jià)胰島β細(xì)胞的分泌功能和儲(chǔ)備功能。

參考值：空腹時(shí)血清C－肽的濃度為0．3～0．6nmol/L。

臨床意義：血清C－肽檢測(cè)常用于糖尿病的分型診斷，其意義與血清胰島素一樣，且血清C－肽可以真實(shí)反映實(shí)際胰島素水平，故也可以指導(dǎo)臨床治療中胰島素用量的調(diào)整。

（1）血清C－肽水平升高：①胰島β細(xì)胞瘤；②肝硬化，且血清C－肽/胰島素濃度比值降低。

（2）血清C－肽水平降低：①糖尿??；②血清C－肽水平不升高，而胰島素水平升高，提示為外源性高胰島素血癥，如胰島素用量過(guò)多等。

本章小結(jié)

糖是人類必需的營(yíng)養(yǎng)成分之一。人每天進(jìn)食的主要成分是糖，足見(jiàn)糖對(duì)生命機(jī)能活動(dòng)的重要性。糖是人體最主要的供能物質(zhì)，約占全部供能物質(zhì)所提供的能量的60%；與供能有關(guān)的糖類主要是葡萄糖和糖原，前者為能量的運(yùn)輸和供能形式，后者為能量的儲(chǔ)存形式。

糖代謝是指糖在體內(nèi)的分解代謝與合成代謝。其分解代謝途徑有糖的無(wú)氧氧化、有氧氧化和磷酸戊糖途徑。

糖的無(wú)氧氧化是指葡萄糖在無(wú)氧條件下分解生成乳酸并釋放出能量的過(guò)程。其全部反應(yīng)過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，代謝的終產(chǎn)物為乳酸，1分子葡萄糖經(jīng)無(wú)氧氧化可凈生成2分子ATP。

糖的無(wú)氧氧化（糖酵解）途徑可分為三個(gè)階段。第一階段即：葡萄糖→6－磷酸葡萄糖→6－磷酸果糖→1，6－二磷酸果糖（F－1，6－BP）→2分子3－磷酸甘油醛。

這一階段的主要特點(diǎn)是葡萄糖的磷酸化，并伴隨有能量的消耗，若從葡萄糖開(kāi)始，消耗2分子ATP；若從糖原開(kāi)始，則消耗1分子ATP。在這一階段中有兩個(gè)不可逆反應(yīng)，分別由兩個(gè)關(guān)鍵酶，即己糖激酶和6－磷酸果糖激酶催化，它們是糖酵解途徑運(yùn)轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)點(diǎn)。

第二階段為丙酮酸的生成，即3－磷酸甘油醛經(jīng)脫氫、磷酸化、脫水及放能等反應(yīng)生成丙酮酸，包括五步反應(yīng)：3－磷酸甘油醛→1，3－二磷酸甘油酸→3－磷酸甘油酸→2－磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸。

第二階段的特點(diǎn)是能量的產(chǎn)生。此階段共生成4分子ATP。丙酮酸激酶為關(guān)鍵酶。產(chǎn)能方式都是底物水平磷酸化。

第三階段為丙酮酸還原為乳酸。當(dāng)機(jī)體缺氧時(shí)，丙酮酸接受酵解代謝過(guò)程中產(chǎn)生的NADH，使NADH重新氧化為NAD＋，丙酮酸則還原為乳酸。

糖無(wú)氧氧化的生理意義如下：在無(wú)氧和缺氧條件下，為機(jī)體迅速提供能量，并為一些特殊的組織細(xì)胞（如表皮細(xì)胞、紅細(xì)胞及視網(wǎng)膜等）提供能量。

糖的有氧氧化是指葡萄糖或糖原在有氧條件下徹底氧化分解生成CO₂和H₂O，并釋放出大量能量的過(guò)程。絕大多數(shù)組織細(xì)胞通過(guò)糖的有氧氧化途徑獲得能量。此代謝過(guò)程在細(xì)胞質(zhì)和線粒體內(nèi)進(jìn)行，1分子葡萄糖徹底氧化分解可產(chǎn)生30或32分子ATP。糖的有氧氧化代謝途徑可分為三個(gè)階段。

第一階段：葡萄糖或糖原經(jīng)糖酵解途徑生成丙酮酸。此階段在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，與糖的無(wú)氧酵解途徑相同，涉及的關(guān)鍵酶也相同。1分子葡萄糖分解后生成2分子丙酮酸。

第二階段：丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA。在有氧條件下丙酮酸進(jìn)入線粒體，在丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的催化下氧化脫羧生成乙酰CoA。丙酮酸脫氫酶復(fù)合體為關(guān)鍵酶，該酶由三種酶單體構(gòu)成，涉及六種輔助因子，即NAD^＋、FAD、HSCoA、TPP、硫辛酸和Mg^2＋。

第三階段：乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化分解。生成的乙酰CoA可進(jìn)入三羧酸循環(huán)經(jīng)四次脫氫、兩次脫羧，徹底氧化分解為CO₂和H₂O，并釋放能量合成ATP。1分子乙酰CoA氧化分解后共生成10分子ATP。

糖有氧氧化的生理意義如下：它是糖在體內(nèi)分解供能的主要途徑，也是機(jī)體內(nèi)大多數(shù)組織細(xì)胞獲取能量的主要途徑。三羧酸循環(huán)是糖、脂肪、蛋白質(zhì)氧化供能的共同途徑，也是糖、脂肪、蛋白質(zhì)相互轉(zhuǎn)變的樞紐。

磷酸戊糖途徑的生理意義不在于提供能量，而在于經(jīng)此代謝途徑生成NADPH和5－磷酸核糖。NADPH作為供氫體參與體內(nèi)多種代謝；5－磷酸核糖是體內(nèi)合成核苷酸的重要原料。

糖原合成與分解的主要生理意義在于維持血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定。血糖濃度高時(shí)合成糖原，血糖濃度低時(shí)分解肝糖原來(lái)補(bǔ)充血糖。

由非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程稱為糖異生。該代謝途徑主要存在于肝臟及腎臟中。糖異生主要沿糖酵解途徑逆行，但由于有三步由己糖激酶、6－磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶催化的反應(yīng)為不可逆反應(yīng)，故需經(jīng)另外的反應(yīng)繞行。糖異生的原料主要來(lái)自于生糖氨基酸、甘油和乳酸。糖異生的主要生理意義為在較長(zhǎng)時(shí)間饑餓的情況下，機(jī)體需要靠糖異生作用生成葡萄糖，以維持血糖濃度的相對(duì)恒定。

血液中的葡萄糖稱為血糖。血糖的來(lái)源如下：①消化吸收的葡萄糖；②肝臟的糖異生作用；③肝糖原的分解。血糖的去路如下：①氧化分解供能；②合成糖原（肝臟、肌肉、腎臟）；③轉(zhuǎn)變?yōu)橹净虬被?；④轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌穷愇镔|(zhì)。正常人空腹時(shí)血糖濃度為3．89～6．11mmol/L。神經(jīng)體液及組織器官通過(guò)精細(xì)調(diào)控血糖來(lái)源與去路的動(dòng)態(tài)平衡，從而維持血糖濃度的相對(duì)恒定。

能力檢測(cè)

一、案例引導(dǎo)題

患者，女，11歲。主訴：尿多（尤其是晚上）、口渴、食欲極好、易疲勞、四肢無(wú)力。醫(yī)生檢查發(fā)現(xiàn)：患者明顯消瘦，舌干，呈中度脫水，但無(wú)淋巴結(jié)病變。實(shí)驗(yàn)室檢查：血糖濃度為16mmol/L，尿糖＋＋＋＋，尿酮體＋＋。

分析思考：

（1）初步診斷該患者有何疾??？

（2）結(jié)合所學(xué)生物化學(xué)知識(shí)解釋患者體征及實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果。

二、單項(xiàng)選擇題

1．在缺氧條件下，葡萄糖分解的產(chǎn)物是（　?。?/p>

A．丙酮酸　　B．乳酸　　C．磷酸二羥丙酮

D．蘋(píng)果酸　　E．檸檬酸

2．下列化合物中哪個(gè)是三羧酸循環(huán)的第一個(gè)產(chǎn)物？（　　）

A．蘋(píng)果酸　　B．草酰乙酸　C．異檸檬酸

D．檸檬酸　　E．乳酸

3．FAD是下列哪種酶的輔酶？（　?。?/p>

A．琥珀酸脫氫酶　　B．α－酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體

C．蘋(píng)果酸脫氫酶　　D．異檸檬酸脫氫酶

E．乳酸脫氫酶

4．NAD^＋是下列哪種酶的輔酶？（　?。?/p>

A．異檸檬酸脫氫酶　　B．琥珀酸脫氫酶　　C．檸檬酸合成酶

D．延胡索酸酶　　　　E．延胡索酸脫氫酶

5．肌糖原不能分解為葡萄糖，是因?yàn)榧∪庵腥狈Γā　。?/p>

A．己糖激酶　　B．葡萄糖－6－磷酸酶

C．葡萄糖－6－磷酸脫氫酶　　D．磷酸果糖激酶

E．丙酮酸激酶

6．糖原分解的關(guān)鍵酶是（　　）。

A．葡萄糖－6－磷酸酶　　B．磷酸化酶　　C．磷酸葡萄糖變位酶

D．脫支酶　　　　　　　　E．磷酸果糖激酶

7．糖原合成的關(guān)鍵酶是（　?。?。

A．糖原合成酶　　　B．分支酶　　C．磷酸葡萄糖變位酶

D．UDPG焦磷酸化酶　E．葡萄糖－6－磷酸酶

8．能降低血糖濃度的激素是（　　）。

A．胰高血糖素　　B．腎上腺素　　C．胰島素

D．糖皮質(zhì)激素　　E．生長(zhǎng)素

9．下列哪個(gè)化合物是糖原分解時(shí)，從非還原端分解下來(lái)的？（　　）

A．葡萄糖　　B．1－磷酸葡萄糖　　C．6－磷酸葡萄糖

D．UDPG　　　E．6－磷酸果糖

10．1分子丙酮酸徹底氧化成CO₂和H₂O，可生成多少分子的ATP？（　?。?/p>

A．20　　B．15　　C．12．5　　D．25　　E．30

三、拓展題

1．糖酵解途徑的第1、2、9三步反應(yīng)有什么共性？催化這三步反應(yīng)的酶各是什么？為什么劇烈運(yùn)動(dòng)后，肌肉常有酸疼的感覺(jué)？

2．應(yīng)用已學(xué)知識(shí)，解釋糖尿病患者“三多一少”癥狀的生化機(jī)制。

（王易振）