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血糖调节:糖代谢与血糖平衡(内分泌学 低血糖症)

导语:血糖调节:糖代谢与血糖平衡属于内分泌学下的低血糖症分支内容。本篇围绕内分泌学 血糖调节:糖代谢与血糖平衡主题,主要讲述血糖调节,糖代谢,血糖平衡,血糖等方面医学知识。

血糖系指血浆葡萄糖,人体组织主要靠血糖供应能量。中枢神经系统不能合成葡萄糖,且贮存的糖原极少,故极短暂的低血糖就能引起明显的脑功能紊乱。如长期的、严重的低血糖未及时纠正,会导致中枢神经系统永久性损伤甚至死亡。

正常情况下,血糖的来源和去路保持动态平衡,维持在较窄的范围内,该平衡被破坏时可致高血糖或低血糖。临床上以前者常见,后者除了在糖尿病的治疗过程中常见外,其他均属少见。低血糖症不是一种独立的疾病,而是多种原因引起的血浆葡萄糖浓度过低综合征。

人体的糖代谢可根据进餐与肠胃有无外源性碳水化合物吸收,分为空腹(禁食)状态(fasting state)和进食状态(feeding state)两种。空腹状态又称为吸收后状态(postabsorptive state),进食状态又称为餐后状态(postprandial state)。

进食状态/空腹状态/运动状态的糖代谢差异大

根据体内糖代谢的特点,每日可分为空腹时段(22:00~07:00)、黎明时段(07:00~09:00)和餐后时段(09:00~22:00)。

进食状态

通常指开始进餐至进餐后糖类被消化吸收的一段时间,即通常所说的餐后状态,一般为5~6小时,但亦可短于1小时或长达6小时以上。进餐后,从胃肠吸收而来的碳水化合物及其他营养物进入血液循环,其中,血浆葡萄糖吸收率是空腹状态下内生性葡萄糖生成率的2倍以上,餐后葡萄糖吸收量受进食量、食物中碳水化合物的比例、食物的可消化性和可吸收性以及肠道吸收能力等因素的影响。

进餐后血糖浓度上升至正常峰值,此时糖原分解与葡萄糖异生(内生性葡萄糖)受抑制,肝脏、肌肉和脂肪等组织利用血葡萄糖增多。因此,经过一段时间后,血浆葡萄糖又恢复到空腹时水平。食物中碳水化合物含量很低时,糖异生受抑制的时间很短。如摄入的碳水化合物含量高或全部为碳水化合物食物时,在刺激胰岛素分泌后,有相当一部分的碳水化合物转变成生糖氨基酸,促进蛋白质合成并抑制蛋白质分解。

空腹状态

是指无食物消化吸收的一段时间,即进餐后5~6小时至下次进食前的一段时间。空腹状态的长短依进餐频率而定,一般指晚餐的餐后状态至次日早餐前的一段时间(8~9小时)。空腹状态的内生性葡萄糖生成和利用相等,平均约每分钟12μmol/kg(2.2mg/kg),范围10~14μmol/kg (1.8~2.6mg/kg)。此时以脑利用葡萄糖为主(约60%),其余被糖酵解组织(如红细胞、肾髓质、肌肉和脂肪细胞)利用。

血糖主要来源于食物、糖原分解和葡萄糖异生,后者主要在肝脏进行。禁食5~6小时以上的血糖水平主要靠肝糖原分解维持,生成的葡萄糖主要供给脑组织利用。肝脏每分钟为脑组织提供约125mg葡萄糖,为其他组织提供约25mg葡萄糖。肝脏贮存的糖原约占肝脏重量的5%(约80~100g),肌肉贮存的糖原约占肌肉重量的1%~2%(约200~400g),人体内贮存的糖原总量约500g。糖原分解可维持正常血糖水平8~10小时,此后主要靠糖异生作用来维持血糖水平。正常人血浆葡萄糖维持在3.9~8.3mmol/L(70~150mg/dl)相对稳定的狭窄范围内。血糖稳定要求葡萄糖的利用和内生性葡萄糖产生或肠道葡萄糖的吸收维持动态平衡。任何使该平衡紊乱的因素均可导致高血糖症或低血糖症。

运动状态

于空腹状态剧烈运动时,葡萄糖的生成量增加7~8倍(餐后状态也存在类似的葡萄糖生成反应)。运动时,肠道的葡萄糖吸收无增加,而静脉给予葡萄糖不能抑制葡萄糖生成。运动时,葡萄糖生成的主要调节激素是儿茶酚胺,此外也与肝脏的迷走神经活动和调节有关。长期运动后,因肌糖原耗竭可导致低血糖症。随着运动时间的延长,肌糖原利用逐渐减少,更多的能量来源于血糖和血脂。长期体育锻炼者和从事重体力劳动者的血糖稳定能力强,因为其利用血脂氧化的能力很强,可节约大量血糖,糖原的分解减慢,而后者又与肌细胞线粒体数目增加有关。训练有素的运动员肌糖原含量即使在剧烈运动后也仍然较多(“肌糖原超代偿”现象)。体育锻炼和运动训练使肌肉葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)明显增加可能是其代偿途径之一。

糖异生维持正常空腹血糖

空腹状态的内生性葡萄糖生成量约160~350g/24h,其中糖原分解约占75%,糖异生约占25%。糖异生的底物主要为乳酸(50%)和丙氨酸(15%~20%),其次是除丙氨酸外的氨基酸(15%~20%)、甘油(10%)和丙酮酸(4%)。肝糖原含量降至55mmol/kg时,糖异生成为葡萄糖的唯一来源。此时,脂肪和肌肉等组织基本停止利用血糖供能。脂肪分解,酮体生成加速,血酮体升高,大脑利用的葡萄糖减少约一半。禁食40天,大脑所需能量约80%~90%由酮体提供。

糖异生主要在肝脏,其次是肾脏。空腹状态时,肾脏生成的葡萄糖约占糖异生总生成量的5%~10%。禁食3天后,血糖全部来源于糖异生,但肾脏糖异生仍远远低于肝脏糖异生;禁食5~6周后或发生酸中毒时,肾脏糖异生明显增多,约占50%或更高。胰岛素抑制儿茶酚胺促进肾糖异生。肾糖异生的主要原料是乳酸、谷氨酸和甘氨酸。