10-26-糖尿病和并发症的生化机制课件.ppt
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- 10 26 糖尿病 并发症 生化 机制 课件
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1、1 专题论述:专题论述:1.1.糖尿病及其并发症的生化机制糖尿病及其并发症的生化机制 2.2.肥胖症与动脉硬化的分子机制肥胖症与动脉硬化的分子机制 3.3.肝性脑病发病的生化学说肝性脑病发病的生化学说 4.“AD”4.“AD”病的发生与发展病的发生与发展 5.5.肿瘤生化与分子生物学肿瘤生化与分子生物学 2参考书籍参考书籍v1)美美T.M.德夫林编,王红阳译,生物化学基础理德夫林编,王红阳译,生物化学基础理论与临床,北京科学出版社,论与临床,北京科学出版社,2008v2)周新主编,临床生物化学与检验,人民卫生出版)周新主编,临床生物化学与检验,人民卫生出版社,社,2007 v3)贾弘禔主编,生
2、物化学,供)贾弘禔主编,生物化学,供8年制及年制及7年制临床年制临床医学专业使用教材,人民卫生出版社,医学专业使用教材,人民卫生出版社,2008 v4)Litwack,G.Human Biochemistry and Disease.影印本影印本.北京科学出版社,北京科学出版社,20083 糖尿病及其并发症的糖尿病及其并发症的 生化机制生化机制4 据国际糖尿病联盟(据国际糖尿病联盟(IDFIDF)统计报道,)统计报道,2011年年 中国糖尿病患病人数已高达中国糖尿病患病人数已高达90009000万万人,据世界第一。人,据世界第一。中国的医疗费用中,约有中国的医疗费用中,约有13%13%用于治疗
3、用于治疗糖尿病,费用高达糖尿病,费用高达17341734亿。亿。5 糖尿病是以糖糖尿病是以糖代谢紊乱为特征代谢紊乱为特征,还累及脂肪和蛋白还累及脂肪和蛋白质代谢紊乱的常见病、多发病,同时也可能会出现不质代谢紊乱的常见病、多发病,同时也可能会出现不同程度的水、盐以或酸碱平衡紊乱。同程度的水、盐以或酸碱平衡紊乱。主要原因:主要原因:胰岛素的绝对不足或相对不足胰岛素的绝对不足或相对不足 如出现胰岛素降低或胰高血糖素增高的如出现胰岛素降低或胰高血糖素增高的双激素紊乱双激素紊乱 6其他可能原因:其他可能原因:v 胰岛素受体减少胰岛素受体减少v 胰岛素受体敏感性下降,两者亲和力下降胰岛素受体敏感性下降,两
4、者亲和力下降v 受体后信号转导异常受体后信号转导异常 v 胰岛素抵抗胰岛素抵抗 7本本 专专 题题 主主 要要 讨讨 论论 糖尿病的生化机制糖尿病的生化机制 糖尿病主要并发症的生化机制糖尿病主要并发症的生化机制 糖尿病的主要诊断指标糖尿病的主要诊断指标 糖尿病的主要治疗药物糖尿病的主要治疗药物 糖尿病的预防糖尿病的预防8第一节第一节 糖尿病的生化机制糖尿病的生化机制9 如果糖尿病患者出现:如果糖尿病患者出现:胰岛素分泌不足、胰高血糖素分泌增多胰岛素分泌不足、胰高血糖素分泌增多 的的双激素紊乱双激素紊乱 糖、脂、蛋白质代谢变化如何糖、脂、蛋白质代谢变化如何?10一、胰岛素对物质代谢的调节作用胰岛
5、素对物质代谢的调节作用(一)胰岛素对糖代谢的影响(一)胰岛素对糖代谢的影响减少糖的来源,增加糖的去路减少糖的来源,增加糖的去路降低血糖水平降低血糖水平抑制肝和肌肉组织中的糖原磷酸化酶抑制肝和肌肉组织中的糖原磷酸化酶抑制糖原分解抑制糖原分解抑制糖异生中的抑制糖异生中的4个关键酶活性个关键酶活性抑制糖异生抑制糖异生减少糖的来源减少糖的来源111.促进肌肉、脂肪细胞膜上的促进肌肉、脂肪细胞膜上的GLUT4活性活性外周组外周组 织对糖的摄取织对糖的摄取 2.促进肌肉和肝组织糖原合酶活性促进肌肉和肝组织糖原合酶活性糖原合成糖原合成3.诱导肝细胞葡糖激酶(诱导肝细胞葡糖激酶(GK)的基因)的基因 表达表达
6、肝对糖肝对糖 的氧化分解的氧化分解 4.促进脂肪细胞的促进脂肪细胞的PFK-1、PyK、HK活性活性使使葡萄糖分葡萄糖分解解为为乙酰乙酰CoA、甘油甘油-3-磷酸增多磷酸增多合成三酰甘油合成三酰甘油增加糖的去路增加糖的去路12(二)(二)胰岛素对脂肪代谢的影响胰岛素对脂肪代谢的影响1.1.促进葡糖促进葡糖-6-6-磷酸脱氢酶蛋白的合成磷酸脱氢酶蛋白的合成促进戊糖磷促进戊糖磷酸途径酸途径产生产生NADPH+HNADPH+H+2.2.诱导乙酰诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、羧化酶、脂肪酸合成酶、NADP-苹果苹果 酸酶蛋白的基因表达酸酶蛋白的基因表达促进脂肪酸乃至三酰甘油的促进脂肪酸乃至三酰甘
7、油的合成合成促进脂肪储存促进脂肪储存133.3.抑制激素敏感性脂肪酶活性抑制激素敏感性脂肪酶活性减少脂肪动员减少脂肪动员4.4.促进脂蛋白脂酶(促进脂蛋白脂酶(LPLLPL)的合成)的合成促进血浆促进血浆 对对CMCM及及VLDLVLDL的廓清作用的廓清作用降低血脂水平降低血脂水平 胰岛素调节脂肪代谢的总结果:胰岛素调节脂肪代谢的总结果:促进脂肪储存,减少脂肪动员,降低血脂。促进脂肪储存,减少脂肪动员,降低血脂。14(三)胰岛素对蛋白质代谢的作用(三)胰岛素对蛋白质代谢的作用1.1.促进肌肉组织对支链氨基酸的摄取,促进肌肉组织对支链氨基酸的摄取,促进肌组织合成蛋白质促进肌组织合成蛋白质2.2.
8、抑制肌细胞内支链氨基酸的氧化抑制肌细胞内支链氨基酸的氧化15二、胰岛素缺乏所致的物质代谢紊乱二、胰岛素缺乏所致的物质代谢紊乱16血糖血糖葡萄糖利用葡萄糖利用葡萄糖生成葡萄糖生成肌肉、脂肌肉、脂肪组织肪组织GLUT4活活性性,对葡萄糖对葡萄糖的摄入的摄入PFK-1 PyK HK丙酮酸脱丙酮酸脱氢酶系氢酶系柠檬酸柠檬酸合酶合酶糖原糖原合成合成糖原糖原合酶合酶糖糖 原原磷磷 酸酸化酶化酶葡糖葡糖-6-磷磷酸酶酸酶糖异生糖异生过程中过程中的的4个个关键酶关键酶(一)胰岛素缺乏致糖代谢紊乱(一)胰岛素缺乏致糖代谢紊乱17(二)胰岛素缺乏致(二)胰岛素缺乏致脂类代谢紊乱脂类代谢紊乱脂肪合成脂肪合成脂肪动员
9、脂肪动员高脂蛋白血症高脂蛋白血症(CM、VLDL、LDL)胰岛素胰岛素糖分解糖分解产生乙产生乙酰酰CoA和甘油和甘油-3-磷酸磷酸 胰岛素胰岛素抗脂解作抗脂解作用用脂肪动员脂肪动员FA进入肝内生酮进入肝内生酮易导致酮血症易导致酮血症 脂肪动员脂肪动员FA和甘油进和甘油进入肝脏入肝脏 合成脂肪合成脂肪 VLDL合成合成 VLDL释放入血释放入血高高VLDL血症血症胰岛素胰岛素LPL血浆对血浆对CM和和VLDL廓清作用廓清作用胰岛素胰岛素TCAC乙酰乙酰CoA分解分解生成胆固醇生成胆固醇血浆胆固醇血浆胆固醇18(三)胰岛素缺乏致(三)胰岛素缺乏致蛋白质代谢紊乱蛋白质代谢紊乱肌肉内蛋白质肌肉内蛋白质
10、合成合成,支链,支链氨基酸分解氨基酸分解 造成负氮平衡,造成负氮平衡,体重减轻、体重减轻、生长迟缓生长迟缓支链氨基酸氧化脱支链氨基酸氧化脱氨氨丙氨酸生成丙氨酸生成进入肝脏进行糖进入肝脏进行糖异生异生生酮氨基酸(生酮氨基酸(Leu、ILeu)进入肝内进入肝内生酮生酮19 胰岛素信号转导途径胰岛素信号转导途径敲除基因敲除基因 +高脂、高糖高脂、高糖 饮食饮食 中药?中药?20 Glc-T4 肌肉、脂肪细胞摄取肌肉、脂肪细胞摄取G PFK2 FBP2 促进葡萄糖分解促进葡萄糖分解GSK3-GS 糖原合成糖原合成 RS6K促进促进Pr合成合成(GPr、FA)P 胰岛素信号转导途径的作用胰岛素信号转导途
11、径的作用胰岛素胰岛素IRIRS1PI3KPDKPKB/AKT调节血糖水平调节血糖水平血糖血糖 PKB (AKT)PKC21三、胰高血糖素增高对物质代谢的影响三、胰高血糖素增高对物质代谢的影响(一)胰高血糖素对糖代谢的影响(一)胰高血糖素对糖代谢的影响血糖血糖cAMP-PKA途径途径糖原磷酸化酶磷酸化而活糖原磷酸化酶磷酸化而活 化化 糖原合酶磷酸化而抑制糖原合酶磷酸化而抑制促进糖原分解促进糖原分解抑制糖原合成抑制糖原合成胰高血糖素胰高血糖素诱导糖异生关键酶活性诱导糖异生关键酶活性抑制糖氧化关键酶活性抑制糖氧化关键酶活性促进糖异生促进糖异生抑制糖氧化抑制糖氧化膜受体膜受体22(二)胰高血糖素对脂代
12、谢的影响(二)胰高血糖素对脂代谢的影响cAMP-PKA途径途径膜受体膜受体血浆三酰甘油血浆三酰甘油水平水平降低降低激素敏感性激素敏感性脂肪酶活性脂肪酶活性脂肪动员脂肪动员FFA 利于进入肝内生酮;同时降低肝内利于进入肝内生酮;同时降低肝内三酰甘油的生成及其释放三酰甘油的生成及其释放 胰高血糖素胰高血糖素23(三)胰高血糖素对蛋白质代谢的影响(三)胰高血糖素对蛋白质代谢的影响胰高血糖素胰高血糖素 作用于肝细胞,使作用于肝细胞,使cAMP摄取生糖氨基酸摄取生糖氨基酸出现低氨基酸血症出现低氨基酸血症肝溶酶体释放水解酶肝溶酶体释放水解酶蛋白质分解蛋白质分解氨基酸进入糖异生氨基酸进入糖异生24典型典型糖
13、尿病患者:糖尿病患者:糖氧化能力糖氧化能力能量不足能量不足有饥饿感要求有饥饿感要求多食多食;多食多食血糖增高血糖增高大量糖随尿排出大量糖随尿排出出现出现多尿多尿;多尿多尿失水过多失水过多血液浓缩血液浓缩引起口渴引起口渴要求要求多饮多饮。由于产能不足由于产能不足大量动员脂肪和蛋白质分解大量动员脂肪和蛋白质分解严重时因消耗过多严重时因消耗过多身体逐渐消瘦身体逐渐消瘦体重减轻(体重减轻(少少),),出现出现“三多一少三多一少”症状。症状。25 四、水盐代谢和酸碱平衡紊乱四、水盐代谢和酸碱平衡紊乱 严重糖尿病患者严重糖尿病患者:糖的氧化供能发生障碍或不足糖的氧化供能发生障碍或不足 机体动员脂肪氧化,产
14、生大量机体动员脂肪氧化,产生大量FAFA 肝内生成酮体,超过肝外利用速度肝内生成酮体,超过肝外利用速度 血中酮体过多积聚,导致血中酮体过多积聚,导致酮血症酮血症 过多酮体随尿排出,导致过多酮体随尿排出,导致酮尿症酮尿症 乙酰乙酸和乙酰乙酸和-羟丁酸在血中积聚过多,易羟丁酸在血中积聚过多,易使血液使血液pHpH下降下降 导致导致酮症酸中毒酮症酸中毒 部分丙酮呼出体外,患者部分丙酮呼出体外,患者呼气有烂苹果味呼气有烂苹果味 26 1)患者)患者 失失Na+失水,血浆渗透压失水,血浆渗透压无明显口渴感;无明显口渴感;2)血)血Na+醛固酮分泌醛固酮分泌 肾对肾对Na+重吸收重吸收 尿中无尿中无 Na
15、Cl 尿液比重尿液比重 3)ADH分泌分泌肾对水重吸收肾对水重吸收早期:尿量早期:尿量 4)血浆渗透压)血浆渗透压 细胞间液显著细胞间液显著 血容量血容量血压血压 循环衰竭;循环衰竭;5)细胞间液显著)细胞间液显著皮肤松弛、眼窝下陷;皮肤松弛、眼窝下陷;6)血容量)血容量血压血压 后期:后期:ADH分泌分泌 少尿、无尿少尿、无尿 酸碱平衡紊乱酸碱平衡紊乱。大量酮体随尿排出大量酮体随尿排出伴随过多钠离子丢失伴随过多钠离子丢失如果如果治疗措施不当治疗措施不当引起引起低渗性脱水低渗性脱水,伴有下列症状变化:伴有下列症状变化:27 机体可以启动血液缓冲体系、肺的呼吸和肾脏的机体可以启动血液缓冲体系、肺
16、的呼吸和肾脏的排泄与重吸收等三大机制进行代偿排泄与重吸收等三大机制进行代偿,过程如下:过程如下:1)1)血液:血液:乙酰乙酸乙酰乙酸+NaHCO+NaHCO3 3乙酰乙酸乙酰乙酸-Na+H-Na+H2 2COCO3 3 2)2)肺:肺:pHHpHH+呼吸中枢兴奋呼吸加深加快呼吸中枢兴奋呼吸加深加快 COCO2 2呼出呼出 血浆血浆HH2 2COCO3 3 3)3)肾:肾:泌泌H H+、泌、泌NHNH3 3 NaHCONaHCO3 3重吸收重吸收固定酸排出固定酸排出 尿液酸度尿液酸度 ,NHNH4 4+排出排出 经上述代偿经上述代偿:NaHCONaHCO3 3/H/H2 2COCO3 320/1
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