糖类及糖代谢检测

发布时间：2025-06-11 12:45:25 阅读量：9 作者：生物检测中心

糖类及糖代谢检测：理解人体能量核心的窗口

糖类（碳水化合物）是人体主要的能量来源，在维持生命活动、构成组织结构、参与细胞识别等方面扮演着不可或缺的角色。糖代谢则是机体对糖类进行摄取、转化、储存和利用的复杂生化过程。糖代谢的平衡对健康至关重要，其紊乱与多种疾病（尤其是糖尿病）的发生发展密切相关。因此，糖类及其代谢过程的检测成为了临床医学和健康管理的关键环节。

一、 糖类：生命活动的能量基石

糖类是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物，根据其分子结构的复杂程度，主要分为：

  1. 单糖： 最简单的糖，不能水解成更小的糖分子。是最直接的能源物质。
    • 葡萄糖： 人体血糖的主要成分，是细胞呼吸作用最主要的底物，为机体提供即时能量。
    • 果糖： 存在于水果和蜂蜜中，甜度高于葡萄糖。
    • 半乳糖： 乳糖的组成成分之一。
  2. 双糖： 由两个单糖分子脱水缩合而成。
    • 蔗糖： 日常食用的白糖，由葡萄糖和果糖组成。
    • 麦芽糖： 淀粉分解的中间产物，由两分子葡萄糖组成。
    • 乳糖： 存在于乳汁中，由葡萄糖和半乳糖组成。
  3. 多糖： 由多个单糖分子脱水缩合而成的高分子化合物。
    • 淀粉： 植物储存能量的主要形式，是人类饮食中碳水化合物的主要来源（如谷物、薯类）。
    • 糖原： 动物体内储存能量的主要形式，主要储存在肝脏（肝糖原）和肌肉（肌糖原）中，在血糖降低时可迅速分解为葡萄糖。
    • 膳食纤维： 主要存在于植物性食物中（如蔬菜、水果、全谷物），包括可溶性纤维（如果胶、树胶）和不可溶性纤维（如纤维素、木质素）。虽不能被人体消化吸收，但对维持肠道健康、控制血糖和血脂有重要作用。

二、 糖代谢：精密的能量调控网络

人体糖代谢的核心目标是维持血糖浓度的相对稳定（稳态），主要涉及以下关键途径和器官：

  1. 消化与吸收： 食物中的多糖（淀粉）和双糖在小肠被酶分解为单糖（主要是葡萄糖），经小肠上皮细胞吸收入血，导致血糖升高。
  2. 血糖的来源与去路：
    • 来源： 食物消化吸收；肝糖原分解；糖异生（非糖物质如乳酸、甘油、生糖氨基酸在肝脏转化为葡萄糖）。
    • 去路： 氧化供能（主要途径）；合成肝糖原、肌糖原储存；转化为脂肪或某些氨基酸等。
  3. 核心调节激素：
    • 胰岛素： 由胰腺β细胞分泌。是体内唯一降低血糖的激素。其作用包括：
      • 促进全身组织细胞（尤其是肌肉、脂肪、肝脏）摄取和利用葡萄糖（通过激活GLUT4葡萄糖转运体）。
      • 促进糖原合成（在肝脏和肌肉）。
      • 抑制糖异生和肝糖原分解。
      • 促进脂肪和蛋白质合成。
    • 胰高血糖素： 由胰腺α细胞分泌。主要作用是升高血糖。
      • 促进肝糖原分解。
      • 促进糖异生。
    • 肾上腺素、皮质醇、生长激素： 应激状态下分泌增加，通过不同机制升高血糖（如促进糖原分解、糖异生，抑制组织对葡萄糖的利用）。
  4. 器官作用：
    • 肝脏： 糖代谢的“中央处理器”。负责糖原的储存与分解、糖异生、维持空腹血糖稳定。
    • 肌肉： 消耗大量葡萄糖用于供能或合成肌糖原储存（肌糖原仅供肌肉自身使用）。
    • 脂肪组织： 在胰岛素作用下可摄取葡萄糖合成脂肪储存。
    • 大脑： 高度依赖葡萄糖作为能量来源，对低血糖极其敏感。

三、 糖代谢检测：评估健康与诊断疾病的关键指标

糖代谢检测旨在评估个体对糖类的处理能力、血糖水平以及相关的代谢状态，对以下方面至关重要：

  1. 糖尿病的筛查、诊断与管理： 这是糖代谢检测最主要的临床应用。
  2. 低血糖症的诊断： 查明血糖过低的原因。
  3. 代谢综合征的评估： 代谢综合征常伴有糖代谢异常（如空腹血糖受损或糖耐量异常）。
  4. 妊娠期血糖监测： 预防和诊断妊娠期糖尿病。
  5. 评估胰腺功能： 如胰岛β细胞功能。
  6. 健康体检： 评估糖代谢状态，早期发现风险。

核心检测项目：

  1. 空腹血糖 (Fasting Plasma Glucose, FPG)：

    • 原理： 测量禁食8-12小时后的静脉血浆葡萄糖浓度。
    • 意义：
      • 反映基础状态下的血糖水平： 主要代表肝脏葡萄糖输出（肝糖原分解和糖异生）是否受到有效控制。
      • 诊断糖尿病和糖尿病前期的核心指标之一。
    • 参考范围： 通常为3.9 - 6.1 mmol/L (70 - 110 mg/dL)。具体范围因实验室可能略有差异。

  2. 口服葡萄糖耐量试验 (Oral Glucose Tolerance Test, OGTT)：

    • 原理： 空腹抽血后，饮用含有定量（通常75g）葡萄糖的水溶液，在特定时间点（如服糖后30分钟、1小时、2小时）再次抽血测血糖。
    • 意义：
      • 评估机体对葡萄糖负荷的处理能力： 是诊断糖尿病、尤其是糖耐量减低（IGT）的金标准。
      • 反映胰岛β细胞功能和外周组织（肌肉、肝脏）对胰岛素的敏感性。
    • 关键点： 服糖后2小时血糖 (2hPG) 是诊断的关键时间点。

  3. 糖化血红蛋白 (Glycated Hemoglobin, HbA1c)：

    • 原理： 测量血液中红细胞内血红蛋白与葡萄糖不可逆结合的产物（主要形式是HbA1c）。红细胞的平均寿命约为120天，因此HbA1c水平反映了过去2-3个月的平均血糖水平。
    • 意义：
      • 评估长期血糖控制水平的金标准： 不受短期饮食、运动或应激影响。
      • 诊断糖尿病的重要指标之一（需结合其他指标）。
      • 指导糖尿病治疗方案的调整。
    • 参考范围：
      • 正常：< 5.7%
      • 糖尿病前期（增高风险）：5.7% - 6.4%
      • 糖尿病：≥ 6.5% (需在标准化实验室检测确认)

  4. 糖化白蛋白 / 果糖胺 (Glycated Albumin / Fructosamine)：

    • 原理： 测量血清中白蛋白与葡萄糖结合的产物（糖化白蛋白）或所有血清蛋白（主要是白蛋白）糖化产物的总和（果糖胺）。白蛋白的半衰期约为14-21天。
    • 意义： 反映过去2-3周的平均血糖水平。 在需要评估短期血糖控制变化（如调整治疗方案后、妊娠期）或存在影响HbA1c准确性的情况（如溶血性贫血、近期大量失血、血红蛋白病、肾衰竭）时，可作为HbA1c的补充或替代指标。

  5. 胰岛素 (Insulin) 和 C肽 (C-peptide)：

    • 原理：
      • 胰岛素： 直接测量血液中胰岛素的浓度。
      • C肽： 胰岛素原在胰腺内裂解生成胰岛素时同时等摩尔释放的肽段。C肽不被肝脏显著摄取，半衰期比胰岛素长，能更稳定地反映胰岛β细胞的分泌功能。
    • 意义：
      • 评估胰岛β细胞功能： C肽是更可靠的指标，尤其在外源性胰岛素治疗干扰内源性胰岛素测定时。
      • 鉴别糖尿病类型： 如1型糖尿病（胰岛素和C肽通常极低）和2型糖尿病（早期可能正常或升高，晚期可能降低）。
      • 评估胰岛素抵抗： 常结合血糖水平计算胰岛素抵抗指数（如HOMA-IR）。
      • 诊断胰岛素瘤： 胰岛素瘤患者常表现为高胰岛素血症伴或不伴低血糖。

  6. 尿糖 (Urine Glucose)：

    • 原理： 检测尿液中是否存在葡萄糖。当血糖浓度超过肾糖阈（通常约10 mmol/L或180 mg/dL）时，肾脏无法完全重吸收葡萄糖，尿糖呈阳性。
    • 意义：
      • 历史筛查方法： 曾是筛查糖尿病的主要方法，但因灵敏度低（血糖未超过肾糖阈时阴性）、特异性差（肾糖阈降低时如妊娠、肾小管疾病可假阳性），现已不作为糖尿病诊断依据。
      • 监测辅助： 在某些情况下可作为自我血糖监测的辅助手段，提示高血糖状态，但不能替代血糖检测。

糖尿病诊断标准摘要：

符合以下任一标准即可诊断为糖尿病（需在无急性代谢紊乱时重复检测确认）：

  1. 空腹血糖 (FPG) ≥ 7.0 mmol/L (126 mg/dL)。
  2. 口服葡萄糖耐量试验 (OGTT) 2小时血糖 (2hPG) ≥ 11.1 mmol/L (200 mg/dL)。
  3. 糖化血红蛋白 (HbA1c) ≥ 6.5%。 (需在标准化实验室检测)
  4. 有典型的高血糖症状（多饮、多尿、多食、体重下降）加随机静脉血浆血糖 ≥ 11.1 mmol/L (200 mg/dL)。

糖尿病前期诊断标准：

  • 空腹血糖受损 (Impaired Fasting Glucose, IFG)： FPG 在 6.1 - 6.9 mmol/L (110 - 125 mg/dL) 之间。
  • 糖耐量减低 (Impaired Glucose Tolerance, IGT)： OGTT 2hPG 在 7.8 - 11.0 mmol/L (140 - 199 mg/dL) 之间。
  • HbA1c 在 5.7% - 6.4% 之间。

四、 选择与应用

  • 筛查与诊断： FPG、OGTT、HbA1c 是核心。通常先进行 FPG 或 HbA1c 筛查，异常者进一步行 OGTT 确诊。对于妊娠期糖尿病筛查，OGTT 是标准方法。
  • 血糖控制监测： HbA1c 是评估长期（2-3个月）血糖控制的金标准。自我血糖监测（指尖血糖）用于日常管理。糖化白蛋白/果糖胺用于评估短期（2-3周）控制或 HbA1c 不可靠时。
  • 胰岛功能评估： 胰岛素和 C 肽检测，尤其在分型诊断和评估 β 细胞功能时。C 肽在注射外源性胰岛素的患者中更可靠。
  • 特殊人群： 如存在影响红细胞更新或血红蛋白结构的疾病（贫血、血红蛋白病）时，HbA1c 结果不可靠，应选用 FPG、OGTT 或糖化白蛋白/果糖胺。

结论：

糖类是生命的基础燃料，其代谢平衡是健康的核心。糖代谢检测通过评估血糖水平及其调控机制，为糖尿病的预防、早期诊断、分型、治疗监测以及评估整体代谢健康提供了至关重要的科学依据。从即时血糖（FPG、随机血糖、OGTT）到反映短期（糖化白蛋白/果糖胺）和长期（HbA1c）血糖控制的指标，再到评估胰岛功能（胰岛素、C肽）的检测，构成了一个完整的评估体系。理解这些检测的原理、意义和应用场景，有助于临床医生和个体更有效地管理和维护糖代谢健康，从而预防和控制相关疾病的发生发展。