糖尿病并发症有许多种,可分为两类:一类是急性、亚急性并发症,常见的有糖尿病酮症酸中*、糖尿病非酮症性高渗状态、糖尿病乳酸性酸中*。另一类是慢性并发症,常见的有糖尿病肾病、糖尿病视网膜变、糖尿病脑血管病、糖尿病心血管病、糖尿病足,等等。本文研究糖尿病慢性并发症的病因和防治方法。
糖尿病的基本特征是高葡萄糖血症,本文从高葡萄糖血症入手展开研究。
高葡萄糖血症(高血糖),是指血液里葡萄糖的含量高于正常值,即葡萄糖浓度过高。高葡萄糖血症可引起人体两大类变化:体液渗透压上升,葡萄糖代谢产物生成增多。
一、高血糖引起渗透压上升不是糖尿病慢性并发症的病因。
体液渗透压可以分为晶体渗透压和胶体渗透压。形成晶体渗透压的溶质成分可以自由穿过毛细血管壁,形成胶体渗透压的溶质成分不能自由穿过毛细血管壁。以此为标准分类,葡萄糖是胶体渗透压的成分。当然,葡萄糖也不能自由穿过细胞膜。所以,高血糖主要是影响血液的有效渗透压,对组织间液、细胞内液、线粒体内液的渗透压没有明显不良影响。
葡萄糖在体内不断被组织、细胞摄取利用,所以,葡萄糖是单向流动的,流动的方向是血液→组织间液→细胞内液→线粒体,最终被分解利用,或生成糖基化产物。在这个流动过程中,体液中葡萄糖浓度应是逐渐降低。因此,体液中葡萄糖的浓度不是均匀分布的,而是有明显差异的。按葡萄糖浓度排序,即按葡萄糖形成的渗透压排序,血液大于组织间液,组织间液大于细胞内液,细胞内液大于线粒体内液。所以,在组织间液、细胞内液、线粒体内液中,葡萄糖形成的渗透压都很小,不会形成葡萄糖高渗透压而对身体造成危害。
血液的有效渗透压等于有效胶体渗透压,葡萄糖在其中占的比例很少,葡萄糖对血液的有效渗透压的形成所起的作用很少。有效胶体渗透压等于血液内胶体渗透压,减去组织间液内胶体渗透压。因为组织间液也含有葡萄糖,所以,生理条件下血液中葡萄糖形成的有效渗透压很小。
糖尿病酮症酸中*的血糖浓度可高达33.3mmol/L,但未造成高渗透压损害。这印证,通常程度的、单纯的高血糖不会形成足以危害健康的高渗透压。通常的高葡萄糖血症,血糖的浓度远远少于33.3mmol/L。
二、葡萄糖代谢终产物在体内蓄积,是糖尿病慢性并发症的共同病因。
葡萄糖的代谢终产物,最常见的是水、二氧化碳,这两者都不会引起糖尿病慢性并发症。
但是,葡萄糖在体内并非仅仅可与氧发生生物化学反应,还可与糖、核酸、蛋白质、脂质等发生反应;除三羧酸循环途径之外还有多种旁路途径发生反应。葡萄糖的代谢终产物中,有多种难以再分解利用,难以排出体外,容易在组织中发生沉积。不妨把这类代谢终产物称作“葡萄糖代谢有害产物”。
这些葡萄糖代谢有害产物,主要是非酶促反应的产物,其中主要是晚期糖基化终产物,其生成量与葡萄糖浓度密切相关。葡萄糖浓度正常,则葡萄糖代谢有害产物生成很少;而葡萄糖浓度高于正常值后,则葡萄糖代谢有害产物生成大幅增多。
葡萄糖代谢有害产物,有四个共同特点:①分子量大,不容易被吸收入血。②不容易发生结晶,因此不会在毛细血管内突然发生结晶堵塞毛细血管。③难以再分解被消除。④可穿过血管内皮细胞沉积在血管外,也可在血管外生成直接沉积在血管外。
因为这四个特征,葡萄糖代谢有害产物最容易在动脉细血管壁内沉积(其形成机制请参阅拙作《细动脉硬化原因和机制》),引起动脉细血管硬化、狭窄、梗塞,进而引起其下游毛细血管网血流减少、断流、闭塞。
由于毛细血管、细血管是可以再生的,所以,在相对疏松、空间大的组织中,动脉细血管及其下游毛细血管在病变后极易发生再生更新,可替代受损的血管,避免导致严重的危害后果。但在空间狭小、又有外压力限制的空间中,细血管、毛细血管不易再生,则容易发生严重的危害后果。这种严重情形最常见于神经纤维和大中动脉。神经纤维束里面有营养血管,该营养血管被神经纤维的保护膜层层包裹,被限制在狭小、无弹性的空间里。大、中动脉血管壁里有营养血管,该营养血管被血管壁限制,且又受到来自动脉血液强大的压力挤压,也属于被限制在狭小、无弹性的空间里。
眼内视网膜血管、心血管、肾血管病变也较常见、出现较早,与其特殊的解剖结构有关。眼、心、肾都是球形或椭球形,外面包裹坚韧的包膜内生较大张力,其血管也受到额外的空间限制。
视网膜神经病变可分为非增生型和增生型。增生型是指视网膜营养血管发生了增生。增生型的病情比非增生型严重。这是因为,增生的新血管对光通路构成损害。这是特殊情形,血管增生了病情反而加重或者说是,病情加重到一定程度引起血管增生,而血管增生又使病情进一步加重,互为因果。
由以上论述据可知,葡萄糖代谢有害产物增加,首先在细动脉血管壁蓄积,损伤细动脉。神经纤维、大中动脉血管壁里的细动脉受损之后,造成神经纤维、大中动脉血管壁营养不良,继而神经纤维、大中动脉受损,进而相应的组织、器官受损。所有组织、器官都受神经支配、都有血管营养,神经和血管受损,则相应组织不可避免受损。
由此可见,细动脉受损是糖尿病慢性并发症的共同起点。糖尿病慢性并发症的病理发展过程是:细动脉→大中动脉、神经纤维→组织→器官。其中,空间限制严格的细动脉病变较早,例如动脉血管壁、神经纤维里的细动脉,心、肾、眼球里的细动脉。
糖尿病动脉血管病变发生过程中,小动脉病变发生较迟,是因为小动脉血管壁里有营养毛细血管,但没有营养细血管。
糖尿病麻痹、溃疡可发生在全身,但多见于、早见于下肢麻痹、糖尿病足。这是因为,下肢的神经纤维长,动脉血管长,且温度较低,更容易发生神经纤维病变和血管病变。
脑、眼都是结构特殊的器官。糖尿病脑病、糖尿病眼病,除因神经纤维、血管病变引起外,还可因葡萄糖代谢有害产物蓄积在组织中而致病。
葡萄糖代谢有害产物每天生成量不多,但一旦生成,就不易被清除。所以,糖尿病并发症晚期即使使用大剂量胰岛素把血糖降下来,并发症也不缓解,不好转。
容易发生葡萄糖代谢终产物蓄积的组织,容易发生糖尿病并发症。
三、葡萄糖慢性并发症的防治方法
万病以防为主,治次之。防治葡萄糖慢性并发症,主要方法有两个方面:
一是防止葡萄糖代谢有害产物累计大量生成。这可以通过控制血糖浓度来实现。血糖浓度正常,可避免葡萄糖代谢有害产物生成异常增多。但是,也须注意,过于严格的血糖控制,可导致脑组织缺葡萄糖,造成脑损害。
二是提高对葡萄糖代谢有害产物的清除能力,促进葡萄糖代谢有害产物的排泄。葡萄糖代谢有害产物不容易清除,但尚可清除。只要把葡萄糖代谢有害产物在体内的蓄积量减少到致病阈值以下,糖尿病慢性并发症就可以发生逆转。
年12月31日于颐园
[1]《8年制大学教材·病理学》第3版第~页;
[2]《8年制大学教材·病理生理学》第3版第~页;
[3]《8年制大学教材·生物化学与分子生物学》第3版第~页;
[4]《8年制大学教材·内科学》第3版第~页。