糖代谢紊乱的生物化学检验课件

糖代谢紊乱的生物化学检验KEYPOINTSMetabolismofcarbohydratesandregulationofbloodglucoseconcentration.ClassificationandpathogenesisofDiabetesMellitus.TestsforDiabetesMellitusanddiabeticcomplicationsdiagnosis.Principleofmethodformeasuringglucose.RoleoftheclinicallaboratoryinDiabetesMellitus.DiagnosisofMetabolicSyndrome.MajorObjectives了解低糖血症、先天性糖代谢障碍及其生物化学检验。

熟悉糖代谢及血糖浓度的调节机制、糖尿病的发病机制与分型、糖尿病的主要代谢紊乱及并发症。

掌握糖尿病及其并发症的生物化学检验。

重点糖尿病及其并发症的生物化学检验、代谢综合征的定义、诊断标准及其生物化学检验。

难点糖尿病及其并发症的发病机制及生化异常。

BriefContents第一节

糖代谢及血糖浓度的调节

第二节

高血糖症与糖尿病第三节

代谢综合征的生物化学检验第四节

低血糖症及生物化学检验

第五节

先天性糖代谢障碍及生物化学检验第一节

糖代谢及血糖浓度的调节血糖一般指血液中的葡萄糖。在激素等因素的调节下，血糖浓度保持相对恒定。健康人群空腹血糖的参考范围通常为3.89~6.11mmol/L（70~110mg/dl），但2003年美国糖尿病协会（ADA）建议下调参考范围上限为5.6mmol/L（100mg/dl）。一、糖代谢概述血糖浓度取决于血糖的来源及去路的动态平衡。血糖的来源主要受机体进食的影响，而去路则取决于机体对血糖的利用。（一）血糖的来源根据机体所处的不同状态，血糖主要有三个来源：1．食物中糖类的消化吸收2．肝糖原的分解3．肝脏的糖异生（二）血糖的去路葡萄糖的代谢过程根据机体的需要而定，主要代谢去路有：1．有氧氧化2．合成糖原3．转换为非糖物质4．转换为其他糖类衍生物5．生成尿糖二、血糖浓度的调节进餐或空腹并不显著影响健康人的血糖水平，血糖浓度仍可保持在较窄的范围内波动。血糖浓度的相对恒定，主要在于多种激素的精细调节（见图4-2）。其中降低血糖的激素主要是胰岛素，升高血糖的激素主要有胰高血糖素、肾上腺素、皮质醇和生长激素等。（一）降低血糖的激素1．胰岛素胰岛素（insulin）是由胰岛β细胞合成分泌的多肽激素。它主要作用于肝脏、骨骼肌和脂肪组织。一方面促进这些组织细胞摄取葡萄糖，并转换成糖原或脂肪贮存，另一方面抑制肝脏的糖原分解和糖异生，从而降低血糖。（1）化学：人胰岛素含51个氨基酸残基，分子量5808，由A、B两条链组成，含两个链间二硫键和一个链内二硫键。人胰岛素有别于其他生物的胰岛素，但其B链的C末端（B23~B26）具有高度保守性，是胰岛素生物学活性的决定性区域，故不同来源的胰岛素在免疫学和生物学活性上有相似性。（2）合成：首先在胰岛β细胞的核糖体上合成含100个氨基酸残基的前胰岛素原（preproinsulin）。前胰岛素原很快被酶切去信号肽，生成86个氨基酸的胰岛素原（proinsulin）。最后胰岛素原通过蛋白酶作用，切掉4个氨基酸残基，水解为51个氨基酸的胰岛素和31个氨基酸的C-肽（C-peptide）。（3）释放：基础胰岛素的分泌速率大约为1U/h，每日分泌总量约为40U。葡萄糖、氨基酸、胰腺、胃肠激素和β-肾上腺素能激动剂等药物都可刺激胰岛素分泌。相反，高血糖，生长抑素和β-肾上腺素能阻断剂等药物抑制胰岛素的释放。（4）降解：胰岛素主要为肝脏摄取并降解，少量由肾小球滤过，并在近曲小管重吸收和降解。胰岛素在体循环中的生物半寿期为4~5min。（5）作用机制：主要通过胰岛素和胰岛素受体的结合，触发细胞内特异性的信号转导，从而产生相应的生物学效应。2．胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子（insulinlikegrowthfactors，IGF）是一种多肽，与胰岛素的结构相似，具有类似于胰岛素的代谢作用和促生长作用，主要有IGFI和IGFII。IGFI又称生长调节素C（somatomedinC），是细胞生长和分化的主要调节因子之一，而IGFII的生理作用尚不清楚。IGFI主要由肝脏产生，其他许多阿组织也可合成IGFI，但不入血，仅在局部发挥作用。血液中，IGF浓度约比胰岛素高1000倍，但绝大部分与特异性蛋白质结合，仅少量以游离形式存在。而胰岛素在血液中全部是游离的，因此相比胰岛素，血液中IGF的活性很低。IGF通过特异性的IGF受体或胰岛素受体而发挥作用。IGFI在正常糖代谢中的作用尚不清楚，外源性注入可导致低血糖，而IGFI缺乏可引起生长迟缓。胰腺外肿瘤可致IGF的生成过量，患者可有饥饿性低血糖。测定IGFI浓度可评价生长激素的缺乏和过量，监测机体的营养状况。（二）升高血糖的激素与胰岛素的生理作用相反，其他一些激素通过促进肝糖原分解和糖异生，抑制葡萄糖的利用而升高血糖。低血糖时，胰高血糖素和肾上腺素在几分钟之内刺激葡萄糖的释放增加，随后生长激素和皮质醇释放，增加葡萄糖的动员并减少血糖的利用（3~4h）。其中胰高血糖素最为重要，当缺乏胰高血糖素时，主要是肾上腺素起作用，而其他一些激素的作用居次。第二节

高血糖症与糖尿病

高血糖症（hyperglycemia）是糖代谢紊乱导致血糖浓度高于参考上限的一种异常现象，主要表现为空腹血糖损伤、糖耐量减退或糖尿病。其中，空腹血糖损伤和糖耐量减退是正常糖代谢与糖尿病之间的中间状态，皆系发展为糖尿病及心血管病变的危险因子和标志，而糖尿病是一组严重的代谢性疾病。在糖尿病中，绝大部分为2型糖尿病，约占90~95%，1型糖尿病约为5%~10%，其他型糖尿病仅占较小比例。一、糖尿病的发病机制与分型

糖尿病（diabetesmellitus,DM）是一组由于胰岛素分泌不足或/和胰岛素作用低下而引起的糖代谢紊乱性疾病，其特征是高血糖症。糖尿病的长期高血糖将导致多种组织器官的损害、功能紊乱和衰竭，尤其是眼、肾、神经与心血管系统。

糖尿病的典型临床症状为多尿、烦渴、多饮和体重减轻，有时伴有多食及视力下降。长期高血糖使患者易继发感染，青少年患者可出现生长发育迟缓，另外可并发危及生命的糖尿病酮症酸中毒和高渗性非酮症糖尿病性昏迷等。（一）糖尿病的发病机制主要有两种病理过程参与糖尿病的发病机制：①多种因素引起的胰腺β细胞功能减退，导致胰岛素分泌的绝对不足；②机体对胰岛素的作用产生抵抗，导致胰岛素分泌的相对不足。糖尿病患者胰岛素的绝对或/和相对不足是导致糖、脂和蛋白质代谢紊乱的基础。（二）糖尿病的分型根据病因，目前将糖尿病分成四大类型，即1型糖尿病、2型糖尿病、其他特殊类型糖尿病和妊娠期糖尿病（见表）。另外，空腹血糖损伤（impairedfastingglucose,IFG）与糖耐量减退（impairedglucosetolerance,IGT）作为正常糖代谢与糖尿病之间的中间状态，分别反映了基础状态下糖代谢稳态的轻度异常和负荷状态下机体对葡萄糖处理能力的减弱。（三）各型糖尿病的发病机制与主要特点

1型糖尿病

包括免疫介导性和特发性1型糖尿病。这类糖尿病主要是因胰岛β细胞的破坏引起胰岛素绝对不足，且具有酮症酸中毒倾向。其中，免疫介导性1型糖尿病包括病因不明但因自身免疫机制引起的β细胞破坏。这类糖尿病大多数以体内存在自身抗体为特征，表明体内有破坏β细胞的自身免疫过程。

免疫介导性糖尿病具有以下特点：①典型病例常见于青少年；②起病较急；③血浆胰岛素及C-肽含量低，糖耐量曲线呈低平状态；④有β细胞的自身免疫性损伤，多可检出自身抗体（见表）；⑤治疗依赖胰岛素为主；⑥易发生酮症酸中毒；⑦遗传因素在发病中起重要作用，特别与HLA某些基因型有很强关联。

免疫介导性糖尿病相关的自身抗体

特发性1型糖尿病的显著特点是具有1型糖尿病的表现，但病因中缺乏自身免疫反应的证据，也无与HLA基因型相关的特点，多见于非裔及亚裔人。

2型糖尿病

该类型患者表现为胰岛素抵抗（insulinresistance,IR）和胰岛β细胞的功能减退。胰岛素抵抗即患者外周组织细胞对胰岛素不敏感。可能最初的胰岛素抵抗扰乱了胰岛β细胞的分泌功能，而致胰岛β细胞的功能减退。因此表现为早期胰岛素的相对不足和后期胰岛素的绝对不足。由于2型糖尿病为一大类异质性的疾病，目前尚不清楚其特定病因，有待于从环境和遗传因素入手，进一步探明胰岛素抵抗和分泌减退的分子机制。

2型糖尿病特点：①典型病例常见于肥胖的中老年人，偶见于幼儿；②起病较慢；③血浆中胰岛素含量绝对值一般并不降低，但在糖剌激后呈延迟释放；④ICA等自身抗体呈阴性；⑤单用口服降糖药一般可以控制血糖；⑥发生酮症酸中毒的比例不如1型糖尿病；⑦有遗传倾向，但与HLA基因型无关。

其他特殊类型的糖尿病

这类糖尿病往往继发于某种特定疾病，以前又称继发性糖尿病。引发这类糖尿病的因素众多，但患者较少。

妊娠期糖尿病妊娠期糖尿病(GDM)是指在妊娠期间任何程度的糖耐量减退或糖尿病发作，但糖尿病伴妊娠者不属此组。在分娩6周后，均应按复查的血糖水平和糖尿病诊断标准重新确定为：①糖尿病；②空腹血糖损伤（IFG）；③糖耐量减退（IGT）；④正常血糖。其中多数GDM妇女在分娩后血糖可恢复正常。

二、糖尿病的主要代谢紊乱及并发症

正常情况下，机体能量主要由血糖代谢供给，多余的血糖可转化为糖原、脂肪和蛋白质贮存起来。患糖尿病后，由于胰岛素的绝对或（和）相对不足，机体组织不能有效地摄取和利用血糖，不仅造成血糖浓度增高，而且组织细胞内其他营养物质的消耗增加，以代偿满足机体的供能需要，从而出现多种物质代谢紊乱（见图）。

（一）糖尿病时体内的主要代谢紊乱

糖代谢紊乱

糖尿病时，葡萄糖在肝、肌肉和脂肪组织的摄取和利用减少，而肝糖原降解和糖异生增多，从而引起血糖升高。

脂代谢紊乱

糖尿病时，脂肪组织摄取葡萄糖减少，利用血浆甘油三酯合成脂肪减少；但脂蛋白脂肪酶活性增加，血浆游离脂肪酸和甘油三酯浓度升高；当胰岛素极度不足时，脂肪组织大量动员分解产生大量酮体，若超过机体对酮体的氧化利用能力时，酮体堆积形成酮症，进一步发展为酮症酸中毒。

蛋白代谢紊乱

糖尿病时，蛋白质合成减弱，分解代谢加速，可导致机体出现负氮平衡。

（二）糖尿病并发症时体内的主要代谢紊乱

长期高血糖可致多种并发症，尤其是病程较长，控制较差的患者。按并发症的起病快慢，可分为急性并发症和慢性并发症两大类。急性并发症除常见的感染外，还有糖尿病酮症酸中毒、高渗性非酮症糖尿病性昏迷、乳酸酸中毒糖尿病性昏迷等；糖尿病的慢性病变主要是微血管病变，如肾脏病变、眼底病变、神经病变；另外大血管病变如动脉粥样硬化及心、脑、肾等的病变和高血压等。

三、糖尿病及其相关病理状态的诊断

糖尿病的诊断并不困难，但须依据一定的诊断标准做出判断。特别对那些有潜在糖尿病倾向的人群应进行相关的实验室检查。

（一）糖尿病及其相关病理状态的诊断标准

1．糖尿病的诊断标准

以上诊断标准适用于所有人群，但低于上述标准并不能排除糖尿病。如对于妊娠期糖尿病（GDM）的筛查和诊断则另有更为严格的判读标准（见表）。

妊娠期糖尿病的筛查与诊断

2．相关病理状态的诊断标准（二）空腹血糖

空腹血糖（fastingplasmaglucose，FPG

）是指至少8h内不摄入含热量食物后测定的血浆葡萄糖浓度。如空腹血糖浓度不止一次高于7.0mmol/L(126mg/dl)可诊断为糖尿病。FPG为糖尿病最常用检测项目。但应注意在2型糖尿病，高血糖是相对较晚才产生的，因此仅用空腹血糖这个诊断标准将延误诊断并低估糖尿病的发病率。在临床诊断的2型糖尿病患者中，有30%已有糖尿病并发症如视网膜病、蛋白尿和神经肌肉疾病，说明2型糖尿病可能至少在临床诊断前4~7年就发生了。因此目前推荐对有关人群进行糖尿病筛查（见表）。

建议进行OGTT或FPG筛查的人群（三）口服葡萄糖耐量试验

由WHO推荐的口服葡萄糖耐量试验（oralglucosetolerancetest，OGTT），是在口服一定量葡萄糖后2h内做系列血糖浓度测定，以评价不同个体的血糖调节功能的一种标准方法。虽然OGTT比空腹血糖更灵敏，但由于很多因素会影响OGTT的结果从而导致重复性很差。除非第一次OGTT结果明显异常，否则就应该在不同时间作两次OGTT测定以判断是否异常。OGTT应严格按WHO推荐的方法执行：非妊娠成人，推荐葡萄糖负载量为75g；小孩则按1.75g/kg体重计算，总量不超过75g。

OGTT结合FPG可协助诊断糖尿病及其相关病理状态

OGTT结合FPG的诊断

OGTT在糖尿病的诊断上并非必需，因此不推荐临床常规应用。大多数糖尿病患者会出现空腹血糖水平增加，除外GDM，空腹血糖＜5.6mmol/L（100mg/dl）或随机血糖＜7.8mmol/L（140mg/dl）足可排除糖尿病的诊断，所以临床上首先推荐空腹血糖的测定。

OGTT主要用于下列情况：①诊断妊娠期糖尿病（GDM）；②诊断糖耐量减退（IGT）；③有无法解释的肾病、神经病变或视网膜病变，其随机血糖＜7.8mmol/L，可用OGTT评价。在此时如有异常OGTT结果，不代表有肯定因果关系，还应该排除其他疾病；④人群筛查，以获取流行病学数据。

（四）静脉葡萄糖耐量试验

静脉葡萄糖耐量试验（intravenousglucosetolerancetest，IGTT）的适应症与OGTT相同。对某些不宜作OGTT的患者，如不能承受大剂量口服葡萄糖、胃切除后及其他可致口服葡萄糖吸收不良的患者，为排除葡萄糖吸收因素的影响，应按WHO的方法进行IGTT。

四、糖尿病及其并发症的生物化学检验

结合临床症状，目前糖尿病的临床诊断主要依据血糖水平。而检测糖尿病及其并发症相关的其他代谢紊乱产物、糖化蛋白、血糖调节物和早期微血管病变，有利于糖尿病及其并发症的早期诊断、鉴别诊断、血糖控制效果监测、病程监控、预后评估和指导临床治疗。

（一）葡萄糖的检测

各种体液标本均可用于葡萄糖检测，但糖尿病的临床诊断应以血浆标本为准。至于通过葡萄糖计和各种微创、无创（如尿糖测定）的方法来检测葡萄糖浓度，主要用于血糖的自我监控，即自我监控血糖（self-monitoringofbloodglucose,SMBG），以控制饮食和调整用药。也不推荐在我国使用较多的餐后2h血糖来评估糖尿病及其相关病理状态。

1．血浆标本的处理

诊断糖尿病时，临床实验室推荐以血浆为标本测定血糖浓度。由于糖酵解的存在，应该在分离血浆后尽快测定。如果不能及时测定血糖浓度，应对标本加以恰当处理。

室温下，可使血糖减少的糖酵解作用十分明显。通过向标本中加碘乙酸钠或氟化钠可抑制糖酵解作用，血糖在室温下可稳定3天。氟化钠通过抑制烯醇化酶而防止糖酵解。氟化物也是一种弱的抗凝剂，但在几小时后可有血液凝集出现，因此建议使用氟化物与草酸盐的混合物。但高浓度氟离子会抑制脲酶和某些酶活性，因而标本不适宜脲酶法测定尿素，也不适合于某些酶的直接测定。而草酸钾会使细胞水分外渗而致血浆稀释，也不能用于某些物质的测定。

2．其他体液标本的处理

由于临床标本的多样化以及床旁检验（pointofcaretest,POCT）的积极开展，有必要掌握其他体液标本的一些基本处理办法。

使用不同的标本应采用不同的参考值

标本葡萄糖浓度血浆/血清成人儿童足月新生儿早产新生儿全血（成人）脑脊液（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）脑脊液可能会含细菌或其他细胞，因此应立即进行测定，否则标本离心后应冷藏于4℃或-20℃。

尿标本容易污染，其容器应在24h尿液收集前加入5ml冰醋酸或5g苯甲酸钾或双氯苯双胍乙脘+0.1%叠氮钠+0.01%氯化苯甲乙氧胺，并应4℃贮存。3．测定方法目前血糖测定主要采用酶法，基于氧化还原反应的无机化学方法已基本淘汰，基于缩合反应的有机化学方法（如O-T法）也很少使用。

（1）已糖激酶法又称HK法，该法分两步完成，其测定原理如下：该法准确度和精密度高，特异性高于葡萄糖氧化酶法，适用于自动化分析，为葡萄糖测定的参考方法。轻度溶血、脂血、黄疸、氟化钠、肝素、EDTA和草酸盐等不干扰本法测定。（2）葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法

又称GOD-POD法，该法也分两步完成，但特异性不及已糖激酶法。

该法准确度和精密度都能达到临床要求，并且操作简便，适用于常规检验。

（3）葡萄糖氧化酶-极谱分析法该法是GOD-POD的改良方法，它以氧电极进行极谱分析，直接测定葡萄糖氧化酶法第一步反应消耗的氧来进行定量，摒弃了特异性不高的第二步反应。结合过氧化氢酶的使用，能有效防止H2O2转变为O2而影响测定结果。该法可用于血浆、血清、脑脊液及尿液标本的测定，但由于血细胞会消耗氧气，故不能用于全血标本。

（4）葡萄糖脱氢酶法该法一步完成，其原理如下。

其中，GD为葡萄糖脱氢酶（glucosedehydrogenase,GD）。该法高度特异，不受各种抗凝剂和血浆中其他物质的干扰。制作成固相酶，可用于连续流动分析，也可用于离心沉淀物的分析。（二）糖化蛋白的检测

除血糖外，糖化蛋白的检测是颇具临床价值的另一个十分重要的常规检查项目。持续高血糖，可增高血液和组织蛋白的糖化比率。糖化不同于糖基化，它指通过非酶促作用将糖基加到蛋白质的氨基酸基团上。测定糖化蛋白（glycatedprotein）可为较长时间段的血糖浓度提供回顾性评估，而不受短期血糖浓度波动的影响。因此，糖化蛋白浓度主要用于评估血糖控制效果和作为反映糖尿病并发症进程的危险指标，而不用于糖尿病的诊断。

1．糖化血红蛋白

健康成人血红蛋白的组成

因定义和测定方法不同，对糖化血红蛋白（glycated

hemoglobins,GHb）组成的认识一直比较混乱。如果仅按葡萄糖与Hb的非酶促加合物称糖化血红蛋白，总的GHb只包括HbA1c和其他位点葡萄糖化的HbA0，其中HbA1c为主要成分。

GHb的形成是不可逆的，其浓度与红细胞寿命（平均120天）和该时期内血糖的平均浓度有关，不受每天葡萄糖波动的影响，也不受运动或食物的影响，所以GHb反映的是过去6~8周的平均血糖浓度，这为评估血糖的控制情况提供可靠的实验室指标。

多种方法可用于GHb的测定：①根据电荷差异，可用离子交换层析，高效液相色谱，常规电泳和等电聚焦电泳等方法：②根据结构差异，可用亲和层析和免疫测定法；③基于化学分析技术，可用比色法和分光光度法。无管什么方法，结果都表示为GHb占总Hb的百分比。其中，化学分析技术已经使用很少。其他大多数方法都有良好的精密度，但存在测定组分上的差异。从简便实用出发，临床上常以HbA1反映总的GHb水平。

GHb的参考范围

2．果糖胺对于某些糖尿病人（如妊娠糖尿病或治疗方案改变者），需要监测血糖水平的较短期变化。除了血红蛋白，葡萄糖也可通过非酶促糖化反应与其他蛋白（如血清蛋白，膜蛋白，晶状蛋白）结合形成酮胺。由于血清蛋白的产生比血红蛋白快（血清蛋白半寿期约为20天），所以糖化血清蛋白较GHb灵敏，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更及时。

果糖胺（fructosamine）是血清蛋白酮胺的普通命名。与GHb类似，果糖胺测定可反映2~3周内平均血糖浓度。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，故果糖胺测定主要测定的是糖化清蛋白。虽然果糖胺测定可自动化，有很高的精密度，并且比测定糖化血红蛋白更经济和快速，但是对于其临床应用仍存在一定争议。

果糖胺的有多种测定方法，目前得到普遍应用的是利用碱性条件下，果糖胺的Amadori重排产物具有还原性而设计的方法。

在碱性缓冲液中，果糖胺重排为eneaminol形式，它可将硝基四氮唑蓝（nitrobluetetrazolium,NBT）还原为蓝紫色的甲（formazan）。在两个时间点测定530nm时吸光度，两次吸光度之间的变化值与果糖胺浓度成正比。

3．晚期糖化终末产物高血糖产生有害效应的分子机制还不清楚，但组织蛋白的糖化是一个重要因素。非酶促作用使葡萄糖与长寿命蛋白质（如胶原）或DNA相连，产生稳定的Amadori早期糖化产物。产物经一系列分子重排、脱氢和断裂反应，产生不可逆的晚期糖化终末产物（advancedglycationendproduction,AGE）。AGE提供了一种比GHb更长期的糖尿病控制指标。

（三）相关代谢紊乱产物的检测

糖尿病诱发体内多种物质代谢紊乱，酮体、乳酸及丙酮酸的检测有利于糖尿病及其并发症的鉴别诊断、病程监控和指导临床对症治疗。

目前测定血和尿中酮体的常规方法均不能同时检测三种酮体，大多数试验仅能检测乙酰乙酸和丙酮，而不与β-羟丁酸反应，这将导致实验检测结果与病情不相符的情况。即当患者最初有酮症酸中毒时，测定酮体可能仅有弱阳性；当治疗后，β-羟丁酸转变为乙酰乙酸，临床却表现为酮症加重。

糖的来源减少（饥饿或频繁呕吐）或糖的利用下降（如糖尿病、糖原累积病等）时，可导致酮体形成过多，从而出现酮血症和酮尿。对于糖尿病酮症酸中毒，血酮体的定量比检测尿中酮体更为准确，但由于尿酮体检测的方便性，已广泛用于1型糖尿病的病情监测。

1．酮体的检测

酮体（ketonebodies）由乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮组成。主要来源于游离脂肪酸在肝脏的氧化代谢产物。

酮体三种成分的相对比例与细胞的氧化还原状态有关。健康人β-羟丁酸/乙酰乙酸的摩尔比约为1:1，二者基本构成血清的全部酮体，丙酮为次要成分。在严重糖尿病，由于机体内大量NADH存在，促进了β-羟丁酸的生成，β-羟丁酸/乙酰乙酸的比率可增至6:1。

酮体检查片法（Acetest）、尿中酮体检查剂法（Ketostix）和Gerhardt’s氯化铁试验均可用于体液酮体的测定,但均不能检测酮体中的β-羟丁酸。而据报道，β-羟丁酸较乙酰乙酸能更好地反映糖尿病酮症酸中毒的酸碱变化。β-羟丁酸的测定原理如下：

2．乳酸和丙酮酸的检测乳酸是糖代谢的中间产物，主要来源于骨骼肌、脑、皮肤、肾髓质和红细胞。一般认为乳酸浓度超过5mmol/L以及pH小于7.25时提示有明显的乳酸中毒。测定丙酮酸浓度可用于评价先天代谢紊乱致血清乳酸浓度增加的患者。乳酸/丙酮酸比率小于25提示糖异生缺陷，而比率增加（≥35）时则提示细胞内缺氧。

（1）乳酸的测定以全血为标本的乳酸测定原理如下：其中，LD代表乳酸脱氢酶（lactatedehydrogenase,LD）。反应中形成的NADH可在340nm波长监测，以定量乳酸浓度。该法由于特异性高、操作简便，是乳酸测定的首选方法。不同标本来源，乳酸的参考值不一样各种标本的乳酸参考值见下表：

（2）丙酮酸的测定全血丙酮酸的测定原理如下：

pH7.5的溶液中，丙酮酸在乳酸脱氢酶和NADH作用下，生成乳酸和NAD+，从NADH吸光度的下降可定量样品中的丙酮酸。丙酮酸极不稳定，在采血后1min内就可出现明显下降，因此需要制备无蛋白血滤液和新鲜配制丙酮酸标准液。不同标本来源，丙酮酸的参考值不一样。各种标本的丙酮酸参考值见下表：

（四）血糖调节物的检测

血糖水平主要受激素的调控，血糖调解物的检测有利于糖尿病及其并发症的病因学检测和临床疑似病例的早期诊断。胰岛素、胰岛素原、C-肽和胰高血糖素检测的主要临床用途

1．胰岛素与胰岛素抗体的检测胰岛素可降低血糖，而胰岛素抗体通过结合胰岛素而降低胰岛素的降血糖效应。（1）胰岛素的检测内源性抗体和它结合的胰岛素可用聚乙二醇（PEG）沉淀，再测定游离胰岛素。用盐酸洗脱抗体结合的胰岛素，PEG沉淀抗体，可测定总胰岛素。

抗胰岛素抗体与胰岛素原有部分交叉但与C-肽无交叉反应。在胰岛细胞瘤和某些糖尿病患者，可能存在高浓度胰岛素原，可致直接测定结果偏高。因方法而异，非肥胖健康者空腹胰岛素浓度为2~25µIU/ml（12~150pmol/L）。在葡萄糖耐量试验时胰岛素浓度可达200µIU/ml。

另外，葡萄糖刺激胰岛素分泌的动态试验有利于糖尿病类型鉴别（见图4-5）。

（2）胰岛素抗体的检测

几乎所有使用动物胰岛素的糖尿病患者都产生胰岛素抗体，这些抗体可对抗胰岛素的作用，不仅使胰岛素的使用剂量增加，也干扰了胰岛素的免疫学检测。检测胰岛素抗体可用于指导胰岛素治疗。

2．胰岛素原的检测目前要准确测定胰岛素原的浓度仍然比较困难，这源于①血浆中胰岛素原浓度低；②不易获得纯品，抗体制备困难；③多数抗血清与胰岛素和C-肽有交叉反应（两者浓度都较胰岛素原高许多）；④胰岛素原转化中间体的干扰（见图4-6）；⑤不易获到胰岛素原参考制品。现已开始生产基因重组的胰岛素原，并由此制备单克隆抗体，将提供可靠的胰岛素原标准品和检测方法。

3．C-肽的检测胰岛素原被分解为胰岛素和31个氨基酸的C-肽（MW3.6kD）。C-肽虽无生物学活性，但对于保证胰岛素的正常结构是必需的。

C-肽极少通过肝脏代谢，相比胰岛素原，其测定不受外源性胰岛素和胰岛素抗体的影响。与外周血胰岛素浓度相比，C-肽浓度亦可更好地反映β细胞功能。

4．胰高血糖素的检测胰高血糖素是由胰腺α细胞合成分泌的一种多肽类激素，在胰腺α细胞瘤或胰高血糖素瘤病人血中胰高血糖素水平显著升高，多伴有体重减轻、高血糖症等。而胰高血糖素浓度降低常与慢性胰腺炎和长期使用磺酰脲类药物治疗有关。

（五）微血管病变的检测

通过影响微血管的结构和功能，糖尿病患者有很高的肾损害风险。大约1/3的1型糖尿病者最终发展为慢性肾衰。2型糖尿病发展为糖尿病性肾病变的几率不及1型糖尿病，但由于其患者众多，占到了整个糖尿病肾病变病例的60%。糖尿病性肾病变的早期检测依赖于尿清蛋白排泄（urinaryalbuminexcretion,UAE）试验。UAE增加提示清蛋白经毛细血管漏出增加，是微血管病变的标志。

ADA将UAE增加称为微量清蛋白尿（microalbuminuria），其含量介于正常和临床清蛋白尿之间（见下表）。如果出现临床清蛋白尿，则显然存在肾病变。

（六）其他生物化学检测项目目前，关于糖尿病及其并发症的检测项目众多，诸如基因标志、自身免疫标志等，基本上仍处于实验室研究阶段以探讨发病机制或作为早期筛查项目以提供辅助参考意见，尚无显著的临床实用价值。另外一些新近开展的生物化学检验项目，其临床实用价值经循证实验室医学（evidence-basedlaboratorymedicine）的研究得到重新认识。

1．胰淀粉样肽

胰淀粉样肽（amylin），又称淀粉不溶素或胰淀粉样蛋白。主要通过延缓胃排空和抑制胰高血糖素分泌而参与糖代谢的调节。尽管超过90%的2型糖尿病患者的胰岛细胞可见以胰淀粉样肽为主的淀粉样沉积物，而且在某些胰岛素缺乏的2型糖尿病患者可见胰淀粉样肽的缺乏，但目前认为测定胰淀粉样肽对糖尿病的诊治无临床实用价值。

2．瘦素瘦素（leptin）是由脂肪组织合成的一种蛋白质，主要通过下丘脑调节人体的食欲和能量摄入，从而影响热量生成。尽管遗传性肥胖小鼠体内缺乏瘦素，并在补充瘦素后体重下降，但许多肥胖人群的瘦素水平却有增高。除极少数瘦素缺乏病例的血浆瘦素随肥胖和胰岛素水平变化外，肥胖者通常有瘦素水平升高，以抑制热量产生和食欲。目前，瘦素的测定仅仅有助于瘦素缺乏的以幼年性巨胖为特征的疑似病例。

3．血脂糖尿病患者往往有血脂障碍，表现为LDL胆固醇（LDL-C）增高、HDL胆固醇（HDL-C）下降和高TG血症。因此糖尿病患者应定期检查血脂水平，尤其2型糖尿病。美国糖尿病协会根据血脂水平将人群分为高危、中危和低危三类（见下表），除低危人群可减少检查频率外，其他人群均应定期检查。

根据血脂水平划分的三类人群五、实验室检测项目在糖尿病及其并发症诊治中的实际应用

临床实验室在糖尿病及其并发症的诊断和处治过程中具有极其重要的作用。美国临床生物化学学会（NACB）和美国糖尿病协会专业执行委员会（PPCoftheADA）先后根据循证实验室医学和目前临床实践情况，提出了如下指导性建议（见下表）。糖尿病及其并发症的实验室检测第三节

代谢综合征的生物化学检验

代谢综合征（metabolicsyndrome）又称X综合征、胰岛素抵抗综合征、腹型肥胖综合征、代谢障碍综合征和致死性四重奏等，它不是一种单一的疾病，而是以腹型肥胖、高血压、血脂异常和胰岛素抵抗等危险因素交叉重叠为判定依据的一簇代谢紊乱症候群（见图4-7）。一、发病机制与危险因素目前关于代谢综合征的确切发病机制尚不清楚，除遗传因素和胰岛素抵抗外，可能的机制还包括慢性炎症、促血栓形成和纤溶作用下降等。而胰岛素抵抗和肥胖可能存在互为因果的关系。目前认为其患病率的增长与现代生活习惯，如长期静坐办公缺乏锻炼、高热量摄入和单一碳水化合物膳食有关。一些学术组织将腹型肥胖作为诊断代谢综合征的最基本要素，另一些组织则认为胰岛素抵抗是代谢综合征各组分代谢紊乱的基本病理机制而强调其在诊断中的核心作用。

用于判定代谢综合征的危险因素主要有：1.腹型肥胖2.高血压3.血脂异常4.胰岛素抵抗二、诊断标准与生物化学检验

自1988年Reaven概括各种危险因素，首先提出X综合征的概念以来，依据不同出发点，先后出现了上述诸多不同命名，直至1998年WHO正式将其命名为代谢综合征，并颁布了以诊断标准为判定依据的定义。但之后世界一些重要组织与研究机构又先后颁布了各自不同的诊断标准，造成不尽统一的局面（见下表）。有关代谢综合征的不同定义和诊断标准IDF的新定义在某种程度上是过去3个定义——即WHO、EGIR及NECPATPIII定义的混合物，但最接近NECPATPIII的定义。四种定义都包括了用于判定代谢综合征的四种主要危险因素，即腹型肥胖、高血压、血脂异常和胰岛素抵抗。这些不同定义的差异主要是基于不同的出发点和适用目的。显然WHO和EGIR的定义偏重于基础研究，而NECPATPIII和IDF的定义侧重于临床应用。这些不同的定义和前面述及的不同命名，都强调了集簇发生的代谢异常（糖代谢异常、血脂异常、高血压和肥胖等）与胰岛素抵抗及其后果（心血管疾病与2型糖尿病）的关系。

第四节

低血糖症及生物化学检验

低血糖（hypoglycemia）指血糖浓度低于空腹血糖的参考水平下限，但目前仍无统一的界定标准。大多数建议低血糖为空腹血糖浓度低于2.78mmol/L（50mg/dl），少数建议为低于3.33mmol/L（60mg/dl）。

从简便实用出发，对低血糖症可按发病年龄进行分类（见下表）：低血糖的分类与相关病因

一、新生儿与婴幼儿低血糖

新生儿的血糖浓度远低于成人，平均约1.94mmol/L（35mg/dl），并在出生后由于肝糖原耗尽而迅速下降。因此，在无任何低血糖临床表现的情况下，足月新生儿的血糖可低至1.67mmol/L（30mg/dl），早产儿可低至1.11mmol/L（20mg/dl）。新生儿期低血糖较常见的原因包括早产、母体糖尿病，GDM和妊娠子痫等，但低血糖往往是短暂的。而在婴幼儿早期发生的低血糖很少是短暂的，可能的原因有遗传性代谢缺陷或酮性低血糖，往往由于禁食或热性疾病而进一步降低。

二、成人空腹低血糖

成人低血糖可能是由于肝脏生成葡萄糖的速率下降或机体对葡萄糖的利用增加所致。低血糖相当普遍，而低血糖紊乱并不多见。真性低血糖（即低血糖紊乱）常提示有严重的疾病并可能危及生命。有时可见禁食3天，血糖浓度低至1.67mmol/L（30mg/dl）的健康妇女，因此目前仍没有一个确切的界定值用于确定低血糖。但一般来讲，当血糖浓度低于3.0mmol/L（55mg/dl）时，开始出现低血糖有关症状，血糖浓度低于2.78mmol/L（50mg/dl）时，开始出现脑功能损伤。检测低血糖紊乱的经典诊断试验是72h禁食试验。低血糖合并低血糖的体征或症状，就可诊断为低血糖紊乱，仅有低血糖不能确诊。如果禁食期间未出现有关低血糖的体征或症状，则可以排除低血糖紊乱。

三、餐后低血糖

某些药物、胰岛素抗体、胰岛素受体的抗体和先天性缺陷（如果糖-1.6-二磷酸酶缺乏）等许多因素都可以导致餐后低血糖（postprandialhypoglycemia）。餐后低血糖等同于反应性低血糖（reactivehypoglycemia）。对于反应性低血糖（以前又称功能性低血糖），目前比较一致的观点认为只存在自发性的反应性低血糖（或称自发性餐后综合征或称自发性餐后低血糖），而不存在功能性低血糖。在1987年第三届国际低血糖专题讨论会上，反应性低血糖被定义为一种临床病症，病人在日常生活中有餐后低血糖症状并且血糖浓度低于2.5~2.8mmol/L（45~50mg/dl）。测定其血糖浓度时有特殊要求，需要使用转化为动脉血的静脉血或毛细血管血。该症患者在餐后大约1~3h有疲乏、肌痉挛、心悸等自主症状，通过进食可缓解30~45min。大多数患者有餐后自主症状，但没有低血糖所致的神经低血糖症状，因此这些自主症状很少是由低血糖引起的。这类患者有时也可无自主症状但有低血糖，或血糖正常却有自主症状。餐后低血糖比较少见，确诊餐后低血糖必须要在餐后出现自主症状的同时出现低血糖。

四、糖尿病性低血糖

药物治疗期间，1型和2型糖尿病经常发生低血糖，称糖尿病性低血糖。使用胰岛素治疗的1型糖尿病患者，每周大约出现1~2次症状性低血糖，每年大约10%的患者受严重低血糖的影响。而住院病人，由于胰岛素的强化治疗，其发生低血糖的几率约高2~6倍。同样，由于口服降糖药或胰岛素，2型糖尿病患者亦可发生低血糖，但其发生率低于1型糖尿病患者。

五、血糖逆调节缺陷性低血糖

由于血糖逆调节受损，1型糖尿病易发生低血糖，但机制未明。1型糖尿病早期，胰高血糖素对低血糖的反应下降，而后肾上腺素也分泌不足，导致血糖逆调节缺陷性的低血糖。其他能刺激胰高血糖素和肾上腺素分泌的因素可以纠正这类低血糖。2型糖尿病未见显著性的血糖逆调节缺陷。

六、无症状低血糖

患病30年以上的1型糖尿病患者，50%以上没有神经性的低血糖症状。由于有低血糖而无症状，因此容易发生严重的低血糖。其发生机制可能与肾上腺素对