低血糖(low blood sugar)是指血糖低于正常的一种状态。正常成人的空腹静脉血浆葡萄糖(简称血糖)浓度为4~6mmol/L(72~108mg/dl),平均5.0mmol/L(90mg/dl)。血糖降低并出现相应症状及体征时称为低血糖症(hypoglycemia);低血糖昏迷(hypoglycemic coma)是指低血糖症导致的神经精神障碍。低血糖症不是一种独立的疾病,而是多种原因引起的血葡萄糖浓度过低综合征。空腹低血糖症(fasting hypoglycemia)发生于空腹状态,又称吸收后低血糖症(postabsorptive hypoglycemia)。肝、肾、内分泌疾病、药物和恶性肿瘤等都可引起低血糖症。但低血糖症的临床表现往往因原发病而被忽视。严重的低血糖症导致不可逆性脑损伤,甚至死亡。

临床上,以药物(胰岛素和口服降糖药物等)所致的低血糖症最常见,其次为肿瘤(胰岛素瘤和非β细胞肿瘤等)相关性低血糖症,而其他原因引起的低血糖症少见。

高胰岛素血症/升高血糖激素缺乏/重症疾病引起空腹低血糖症

引起空腹低血糖症的主要原因有:

  1. 外源性高胰岛素血症(降糖药物如胰岛素、磺脲类药及其他胰岛素促分泌剂和饮酒等);
  2. 内源性高胰岛素血症,如胰岛素瘤、胰岛素细胞癌、胰岛β细胞增生、婴幼儿持续高胰岛素性低血糖症(persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy,PHHI)、胰源性非胰岛素瘤低血糖综合征(noninsulinoma pancreatogenous hypoglycemia syndrome,NIPHS)、胰岛素抗体和胰岛素受体抗体等;
  3. 升血糖激素缺乏或不足(如皮质醇、GH、肾上腺素和胰高血糖素缺乏);
  4. 某些重症疾病(肝衰竭、肾衰竭、脓毒血症和营养不良症)。临床上以饮酒和药物(尤其是胰岛素和磺脲类药物)所致者多见(下表)。

低血糖症的病理生理分类

低血糖症的病理生理分类

注:PHHI:婴儿持续性高胰岛素血症性低血糖症(persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy),病理学上称为胰岛细胞增殖症(nesidioblastosis)或胰腺微腺瘤样增殖症(microadenomatosis);T2DM:2型糖尿病。

高胰岛素血症

包括外源性高胰岛素血症和内源性高胰岛素血症两种。

一:外源性高胰岛素血症

是胰岛素应用过程中的最常见不良反应,接受胰岛素强化治疗患者的低血糖症发生率较高。引起低血糖症的原因是相对或绝对胰岛素过多,而诱因可能不止一个:①胰岛素使用不当或剂量过大;②混合胰岛素治疗时胰岛素比例不当;③注射胰岛素后饮食减少或未按时进餐或活动量增加;④肝、肾功能不全;⑤饮酒。有些患者发生低血糖症(尤其是夜间熟睡后)时,可无明显交感神经兴奋的症状,或仅表现为神经系统症状,应引起重视。低血糖发生后,由于交感神经兴奋,肾上腺素等胰岛素拮抗激素分泌增多,所以有些患者在夜间虽有低血糖发生,但是在清晨表现为高血糖(即Somogy现象),此时应减少胰岛素剂量,而不是盲目加大胰岛素剂量。磺脲类药物引起的低血糖常发生于老年患者或肝肾功能不全者,高龄、肝肾疾病、药物剂量过大、体力活动过度、进食不规则、酒精饮料以及多种药物相互作用等为常见诱因。严重低血糖反应可诱发冠心病患者的心绞痛、心肌梗死或脑血管意外;反复或持续的低血糖可导致神经系统不可逆损伤,甚至昏迷和死亡。

二:内源性高胰岛素血症

见于胰岛素瘤、胰岛素细胞癌、胰岛β细胞增生、PHHI、NIPHS、胰岛素抗体和胰岛素受体抗体等。

升血糖激素缺乏

一:GH缺乏

儿童主要表现为空腹低血糖症,成人主要临床表现为体脂含量增加和肥胖伴骨量降低;患者常伴有肌肉容量减少,体力下降,左心室收缩力下降、血纤维蛋白原水平增高及纤溶酶抑制物活性增加。严重患者可发生低血糖昏迷,进食过少或不进食,特别是在有感染时,易于发生自发性低血糖昏迷;有时因胰岛素(做胰岛素耐量试验或使用胰岛素治疗食欲不振等)或因高糖饮食或注射大量葡萄糖后,引起内源性胰岛素分泌过多。由于皮质醇不足,肝糖原贮存和GH分泌减少,对胰岛素的敏感性增加,加之甲状腺功能减低,肠道对葡萄糖的吸收减少,所以平时空腹血糖较低,一旦遇有上述情况,极易导致低血糖昏迷。

二:ACTH/糖皮质激素缺乏

见于垂体功能减退症、肾上腺皮质功能减退症、先天性肾上腺皮质增生症、X-性连锁先天性肾上腺发育不良症(adrenal hypoplasia congenita,AHC)和糖皮质激素抵抗综合征等。原发性肾上腺皮质功能减退症的临床表现和病情严重性因年龄而异,婴儿期常出现失盐危象、消瘦、昏睡或休克,皮肤色素沉着逐渐加重和反复发作的低血糖症。慢性原发性肾上腺皮质功能减退症有糖皮质激素和盐皮质激素缺乏,而慢性继发性肾上腺皮质功能减退症(ACTH缺乏)仅有糖皮质激素缺乏表现。肾上腺脑白质营养不良症可有中枢神经系统症状。合并其他腺垂体功能减退时,可有甲状腺和性腺功能减退表现。ACTH缺乏症表现为虚弱、乏力、食欲减退、恶心呕吐、上腹痛、体重降低、心音微弱、心率缓慢、血压降低和不耐饥饿,易出现低血糖症,机体抵抗力差,常并发感染和感染性休克与昏迷。皮质醇缺乏时,排泄水负荷的能力减退,往往发生低钠血症。

重症疾病

危重症患者伴有的低血糖症较少见。肝细胞大量破坏常导致低血糖症;肝脏完全切除可致严重低血糖症;肝脏大部分切除后,空腹血糖的维持主要依赖于肾脏糖异生。其他原因引起的肝源性低血糖症常见于中毒性肝炎、急性重型肝炎、脂肪肝(饥饿或饮酒后)、急性胆管炎和胆管阻塞等。常见的肝病如慢性肝炎和肝硬化发生低血糖者反而少见。原发性肝癌较易发生低血糖症,这是由于葡萄糖调节异常或癌细胞分泌过多IGF-2所致,而转移性肝癌则较少发生低血糖症。严重消瘦型和浮肿型蛋白质-热能营养不良症(protein-energy malnutrition,PEM)可引起低血糖昏迷,多见于因食物严重缺乏而导致慢性PEM患者长时间未进食时,患者常伴有低体温、心率减慢和血压偏低,如不进行及时抢救,常导致死亡。

葡萄糖生成底物缺乏/糖生成障碍/糖利用过多导致低血糖症

葡萄糖生成的底物的可用性障碍主要见于儿童酮症性低血糖症、慢性肾衰和长期饥饿(如妊娠反应);糖生成障碍主要见于重症肝病、糖生成酶系异常、糖原分解酶缺乏或糖异生酶缺乏;糖利用过多主要见于内源性高胰岛素血症或外源性高胰岛素血症;胰岛素敏感性增加的主要原因是升高血糖的激素(如GH、糖皮质激素、儿茶酚胺和胰高血糖素等)缺乏(表5-30-1)。

葡萄糖激酶(glucokinase,GCK)是胰岛β细胞胰岛素分泌的关键性调节酶,由于突变方式不同,葡萄糖激酶突变沟可分别引起高血糖症或低血糖症。GCK的杂合子活化性突变(heterozygous activating GCK mutations)引起低血糖症。目前,已经报道了1441个家族的620个GCK突变位点,其中多数的活化性突变位于所谓的变构激活物部位(allosteric activator site)。

在肝脏、肾脏、脑组织和胰岛中,谷氨酸盐通过线粒体基质的谷氨酸脱氢酶(glutamate dehydrogenase,GDH)催化器脱氢氧化为α-同戊二酸(alpha-ketoglutarate)。GDH的活性调节十分复杂,包括了负性(如GTP和乙酰辅酶)和正性(如ADP与亮氨酸)调节两个方面。GDH活化性突变(ABCC8、KCNJ11、GLUD1、CGK、HADH、SLC16A1和HNF4A)导致GTP对GDH的负性抑制作用丢失,引起儿童高胰岛素血症-高氨血症-低血糖综合征(hyperinsulinism-hyperammonemiahypoglycemia syndrome)。

偶尔,糖利用过多可以导致低血糖症,主要见于除胰岛素瘤以外的某些肿瘤性低血糖症。但是,在后一种情况中,IGF-2所起的降血糖作用似乎更为重要。

根据脑损害部位与程度判断低血糖病情

Himwich曾按脑损害的程度对低血糖症进行分期(表下表)。

低血糖的Himwich分期

低血糖的Himwich分期

新生儿低血糖症和重症低血糖症对脑损害的表现与缺氧性脑病类似。但亦有所不同。低血糖症按下列顺序对中枢神经系统造成损害,引起相应的临床表现:

  1. 第1期(大脑皮质功能障碍):表现为定向力与识别能力丧失,如意识朦胧、嗜睡、多汗、肌张力低下、震颤和精神失常等;
  2. 第2期(皮质下中枢功能障碍):表现为躁动不安、痛觉过敏、阵挛性或舞蹈样动作或幼稚动作,如吮吸、紧抓物体、做鬼脸、瞳孔散大、锥体束征阳性和强直性惊厥等;
  3. 第3期(中脑损害):表现为阵发性及张力性痉挛、扭转性痉挛、阵发性惊厥、眼轴歪斜和Babinski征阳性等;
  4. 第4期(延髓损害):表现为昏迷、去大脑性强直、反射消失、瞳孔缩小、肌张力降低、呼吸减弱和血压下降;
  5. 第5期(下丘脑功能障碍):下丘脑侧区细胞的食欲素(orexin,hypocretin)分泌增多,促进摄食行为,产生强烈的饥饿和食欲感。下丘脑为糖代谢的调节“中枢”,下丘脑的许多神经元含有“糖受体”,可感受细胞外液中葡萄糖浓度的变化。当血糖降低时,糖感受器的信息迅速传递到相关神经元,促进促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)、促甲状腺激素释放激素(TRH)和兴奋性氨基酸等的释放,兴奋垂体-肾上腺轴,糖皮质激素和肾上腺髓质的儿茶酚胺分泌增多。

脑细胞所需的能量几乎完全来自葡萄糖,约占体内葡萄糖消耗总量的60%。虽然在缺乏糖供应时脑组织也能利用酮体,但不是抵御急性低血糖的有效机制。低血糖时,中枢神经每小时仍需要葡萄糖6g左右,如持续得不到补充,即出现急性脑病样损害的病理生理过程。脑损伤的顺序与脑的发育进化过程有关,细胞越进化对低糖越敏感,受累一般从大脑皮质开始,顺次波及皮层下(包括基底节)、下丘脑及自主神经中枢和延髓;低血糖纠正后,按上述顺序逆向恢复。反复发作或持续较长的低血糖症使中枢神经变性、坏死和水肿,伴弥散性出血和节段性脱髓鞘,可导致永久性脑损伤或死亡。空腹低血糖发作时,下丘脑的“糖感受器”将信息迅速传递到相关神经元,引起下丘脑CRH和GHRH等细胞兴奋,促进兴奋性氨基酸神经递质、ACTH和GH等的释放,从而兴奋垂体-肾上腺轴,糖皮质激素和儿茶酚胺分泌增多,出现交感神经兴奋症状。

糖尿病相关性和非相关性低血糖症的分类不同

临床上以药物性低血糖症多见,尤其以胰岛素、磺脲类药物和饮酒所致低血糖症最常见。据统计,在低血糖症急诊患者中有2/3的病例有糖尿病或饮酒史。使用降糖药物的患者同时饮酒,其低血糖症更为严重。约1/4的低血糖症患者合并脓毒血症,但这些患者也多为糖尿病或饮酒患者。药物性低血糖症多见于肝肾衰竭、脓毒血症和营养不良等疾病。抗胰岛素激素缺乏的患者因用激素替代治疗后,一般不发生低血糖症。

在临床上,有时因为时间、地点和环境等因素的限制,可以采取下列方法来诊断低血糖症:一般根据Whipple 三联症可诊断为低血糖症;如果只有两者,可拟定为低血糖症,如只有其中之一,则判定为可疑低血糖症(doubtful hypoglycaemia)。另一种方法是将低血糖症分为症状性低血糖症(symptomatic hypoglycaemia)和生化性低血糖症(biochemical hypoglycaemia)。前者是指患者有低血糖的相关症状,又可分为轻度低血糖症(mild hypoglycaemia,患者可自行处理并纠正)、严重低血糖症(severe hypoglycaemia,患者不能自行处理)和低血糖昏迷(hypoglycaemic coma)。

非糖尿病相关性低血糖症分类

临床上多根据疾病分类,见表下表。按临床症状的有无可分为有症状的低血糖症及无症状的低血糖症。各种器质性疾病引起的低血糖症又称器质性低血糖症,病理变化不明显的或仅因血糖调节失常所致者称为功能性低血糖症。按低血糖症的发生时间,尤其是与进食的关系可分为空腹低血糖症和餐后低血糖症。

低血糖症的分类

低血糖症的分类

注:GH:生长激素;PHHI(persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy):婴儿持续性高胰岛素血症性低血糖症;NIPHS (noninsulinoma pancreatogenous hypoglycemia syndrome):胰源性非胰岛素瘤性低血糖综合征;PEM: protein-energy malnutrition,蛋白-热能营养不良症。

空腹低血糖症多较严重,其病因主要是不适当的高胰岛素血症,多见于用药和血糖监测不当。药物、严重肝肾功能受损、升血糖激素缺乏、胰岛β细胞瘤和非胰岛β细胞肿瘤、全身性疾病和代谢性疾病等可致高胰岛素血症和低血糖症。餐后低血糖症多由于餐后释放胰岛素过多引起,故又称反应性低血糖症,主要见于功能性疾病,如自发性功能性低血糖症是由于某些刺激使迷走神经兴奋,或胃肠激素及营养底物等刺激胰岛β细胞分泌胰岛素过多所致,但也见于器质性疾病,如垂体和肾上腺皮质功能减退等。先天性酶缺乏也可引起餐后低血糖症。

糖尿病相关性低血糖症分类

由于糖尿病伴低血糖症的特殊性,ADA提出如下的低血糖症临床分类方法:

  1. 严重低血糖症:是指发生低血糖症后,患者不能自救,需要他人协助才能恢复神智;
  2. 症状性低血糖症:是指低血糖的症状明显,血糖≤3.9mmol/L;
  3. 无症状性低血糖症:患者无低血糖症状,但血糖≤3.9mmol/L;
  4. 可疑的症状性低血糖症:有低血糖症状,但未检测血糖;
  5. 相对性低血糖症:低血糖的症状明显,但血糖≥3.9mmol/L。
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