基本介紹
- 中文名：代謝紊亂機制
- 外文名：Metabolic disorder mechanism
- 後果：疾病等的發生
- 狀態：供需不平衡狀態
- 表現：單物質或多物質代謝紊亂
- 舉例說明：糖代謝紊亂，脂代謝紊亂等
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簡介
代謝紊亂是身體的一種狀態，是機體對物質的消化、吸收、排泄出現病理性，不協調的供需不平衡的狀態。可以表現為一種物質也可以表現為多種物質的紊亂。各種代謝狀態紊亂各不相同。糖代謝紊亂引起糖尿病，脂代謝紊亂引起高脂血症，尿酸代謝紊亂引起痛風等等。電解質也會出現代謝紊亂，引起相應的紊亂狀態，如高鉀、低鉀血症等。導致發生代謝紊亂的機制即為代謝紊亂機制。目前研究較多的為水與電解質代謝紊亂機制，糖代謝紊亂機制和蛋白質代謝紊亂機制等。
水與電解質代謝紊亂與機制
體液代謝紊亂
急性胰腺炎時，機體處於應激狀態，由於各種血管活性物質、細胞因子等的參與，可導致機體嚴重的生理紊亂，機體多有輕重不同的脫水，重症急性胰腺炎常有明顯脫水。主要原因有：①由於胰腺的炎性滲出物和大量的胰液外滲至胰周或皮下，胰性胸、腹水等，導致有效循環血容量不足。②頻繁噁心嘔吐、持續過久的胃腸減壓，引起大量胃腸液的喪失。③胰腺炎症累及腸道，引起麻痹性腸梗阻，導致大量胃腸液在腸內喪失。④血容量不足、心肌灌注不良、激活的胰酶、細菌毒素對心肌的損害，引起心力衰竭和心律失常。⑤胰酶引起血凝異常，出現高凝狀態，產生微循環障礙，導致腎缺血缺氧、急性腎衰竭。⑥應激性潰瘍、黏膜糜爛、胃黏膜下多發性膿腫、胰腺穿透橫結腸可引起消化道大出血。⑦由於毛細血管內皮受損，毛細血管產生滲漏，大量血漿蛋白漏出，間質水腫，導致第三間隙大量液體積聚。
低鈉血症
正常血清鈉濃度為135-145 mmol/L，少於135 mmol/L以下稱為低鈉血症。當血清鈉低於120 mmol/L時即可出現明顯症狀。低鈉血症分為稀釋性低鈉血症和缺鈉性低鈉血症，在急性胰腺炎時以後者多見，主要表現為體內鈉不足。主要原因有：①長期禁食，鈉攝人不足。②頻繁噁心嘔吐、持續過久的胃腸減壓，引起大量胃腸液的喪失。③腸道受累，引起麻痹性腸梗阻，導致大量胃腸液在腸內喪失。④並發急性腎衰竭，利尿劑的套用，尿鈉排出增多。⑤並發高血糖、酮症酸中毒致鈉排出增多。⑥繼發感染、ARDS、長期TPN，鈉補充不夠，可引起稀釋性低鈉血症。
患者可有乏力、噁心、血壓下降、脫水貌、體重下降等，嚴重時可伴有腦水腫、抽搐、頭痛、癲癇樣發作、昏迷等。
高鈉血症
若含鈉高滲液輸入過多，套用高鈉透析液或補液不足，則可能發生高鈉血症(血清鈉>150 mmol/L)，l臨床表現為淡漠、嗜睡或煩躁不安，嚴重者可發生昏睡、驚厥、抽搐甚至昏迷或死亡。
低鉀血症
鉀離子是細胞內的主要陽離子，是維持細胞代謝，細胞內外滲透壓及酸鹼平衡的重要因素。正常血清鉀濃度為3.5-5.5 mmol/L，當血清鉀的濃度低於3.5 mmol/L即稱為低鉀血症。常由於體內缺鉀，其主要原因有：(1)鉀鹽攝人不足：急性胰腺炎的患者由於長期禁食、腸外營養，致使鉀的攝入不足。(2)體內鉀的丟失過多：①頻繁噁心嘔吐，持續過久的胃腸減壓致胃腸液的喪失；②麻痹性腸梗阻，導致大量胃腸液在腸內喪失；③並發急性腎衰竭，利尿劑的套用，而未同時使用保鉀利尿劑或注意補充鉀鹽；④腎素一血管緊張素(RAS)被激活，醛固酮分泌的增加使鉀的排泄增多；(3)鉀從細胞外向細胞內轉移：正常情況下，細胞內鉀濃度(140-150 mmol/L)遠較細胞外液(血清中的鉀濃度3.5～5.5 mmol/L)高，但在異常情況下，細胞外的鉀可逆離子濃度進入細胞內，此種轉移並不造成體內鉀的丟失，但可使血清鉀濃度降低。主要見於：①急性胰腺炎時患者交感神經興奮性增強，兒茶酚胺分泌增多，β2受體被激活，細胞外的鉀可逆離子濃度進入細胞內；②急性胰腺炎患者可出現代謝性鹼中毒，通過H-K交換，鉀由細胞外進入細胞內；③急性胰腺炎患者在出現高血糖或酮症酸中毒時，胰島素的使用可加速鉀從細胞外向細胞內轉移。
低鉀血症時患者不僅可出現乏力、腱反射降低或消失、腹脹、噁心、嗜睡、昏迷等症狀，還可出現多種心律失常，甚至引起心室纖顫或死亡。
但在急性胰腺炎處於超高分解代謝階段時，隨著溶血或骨骼肌等組織分解，大量鉀離子自細胞內釋出，血鉀水平上升，若腎功能正常，則多餘鉀離子可由尿中排泄，但當腎功能障礙時即可出現高鉀血症；或醫源性補充過多(如輸入陳舊庫存血、鉀鹽、非甾體類消炎藥或血管緊張素轉換酶抑制劑等)，超過腎臟代償功能時，也可出現高鉀血症，患者可出現腹脹、噁心、嘔吐、四肢麻木、煩躁不安、意識模糊、心律失常；嚴重者可出現心搏驟停。
低鈣血症
鈣主要在上段小腸，特別是在十二指腸被吸收。鈣在細胞內外分布是很不均衡的，細胞外的鈣濃度高於細胞質內約10 000倍。血鈣的濃度是受嚴格調控的，日問的變化幅度不超過平均值的5%。游離鈣是血鈣發揮生理效應的主要形式，其主要受甲狀旁腺素的調控。在急性胰腺炎時，因鈣的消耗和長期禁食，30%一60%的患者可出現低鈣血症，血鈣<2 mmoL/L；當血鈣<1.75 mmol/L時，且持續數天，提示預後不良。
低鎂血症
鎂是體內含量位於第4位的陽離子，在細胞內液陽離子的含量中僅次於鉀而居第2位，但在細胞外液量僅為體內鎂總量的1%。離子鎂是血漿鎂的活性形式。正常血清內鎂濃度為0.83-1.25 mmol/L。血清鎂低於0.7 mmoL/L即為低鎂血症。
急性胰腺炎時產生低鎂血症的原因有：①急性胰腺炎時長期禁食或胃腸減壓，鎂的攝入缺乏或丟失過多；②胰腺時消化酶分泌不足，脂肪消化障礙，使鎂吸收不足；③重症胰腺炎時，大量脂肪壞死分解產生脂肪酸，與鎂離子、鈣離子形成鎂皂、鈣皂，導致鎂離子、鈣離子吸收減少；④並發腎衰竭或鈣一甲狀旁腺素失去平衡時，鎂離子重吸收障礙；利尿劑使用過頻亦可使尿鎂排泄增加；⑤代謝性鹼中毒或胰腺炎恢復期合成代謝增強，均可使大量鎂離子進入細胞內。
低鎂血症可引起神經肌肉興奮性增強、心律失常和頑固性電解質紊亂等，嚴重時可出現驚厥、昏迷、心室顫動或停搏。
低磷血症
正常血清無機磷約為0.7-1.4 mmol/L，主要以HPO4和H2PO離子形式存在，其血濃度間接由鈣調節激素維持。血磷濃度低於正常值的低限稱為低磷血症，多為磷酸鹽的真正缺乏，少數為磷的一過性向細胞內轉移，而總體磷正常。低磷血症主要見於：①噁心嘔吐、胃腸減壓致磷丟失過多；禁食致磷的攝入減少；過多使用氫氧化鋁等抗酸劑可使磷酸鹽從腸道吸收減少。②代謝性鹼中毒或分解代謝增強時，葡萄糖的代謝加速，6一磷酸葡萄糖、6一磷酸果糖等中間代謝產物增加，磷消耗明顯增多，導致血清中磷酸鹽向細胞內轉移，產生轉移性低磷血症。③並發高血糖或酮症酸中毒使用胰島素可產生低磷血症；TPN時輸入葡萄糖或胰島素，可促使葡萄糖和磷進入骨骼肌和肝臟細胞，致血磷水平下降。
由於磷廣泛影響代謝活動，特別是能量代謝，故嚴重低磷血症可引起紅細胞和其他血細胞功能障礙、中樞神經系統功能障礙等，導致死亡。
低氯血症
低氯血症也是急性胰腺炎常見的電解質紊亂之一，常常是其他陽離子和酸鹼紊亂的伴隨因素。其產生的主要原因是噁心、嘔吐、胃腸減壓致胃酸丟失過多和氯轉移所致。多伴隨低鉀血症或低鈉血症。
糖代謝紊亂的機制
慢性肝病時糖代謝紊亂的機制
肝臟是胰島素和胰高血糖素的重要代謝器官，肝臟疾病所致的嚴重肝功能損害常常使胰島素和(或)胰高血糖素的血漿水平及生物活性異常，臨床上最常見表現為低血糖或糖耐量減低等代謝紊亂。
肝臟疾病時的嚴重低血糖：在嚴重肝細胞功能衰竭和肝細胞癌的病人，可出現嚴重的空腹低血糖(<1.94 mmoL/L)。造成血糖水平嚴重異常的相關機制包括：①胰島素分泌增多，對不同階段肝病病人的胰腺內分泌功能的研究顯示急、慢性肝炎和肝硬化病人的空腹血清胰島素及C肽水平的測定均高於正常對照人群；②肝細胞數量和功能的嚴重受損，肝糖原的合成和儲備不足，造成對血糖的調節能力顯著障礙；③肝細胞對胰高血糖素的反應降低，細胞內的粗面內質網上葡萄糖一6一磷酸激酶活性低下使糖原分解下降，糖異生作用明顯減低；④肝內胰島素受體和降解酶活性低下，降低了對胰島素的滅活能力；⑤肝癌病人血中有一種胰島素樣活性因子，其分子量約為7000的多肽分子，能與胰島素受體有強親和力，結合後發揮胰島素的活性。
慢性腎衰竭時糖代謝紊亂機制
(一)胰島素分泌及代謝異常
胰島素是合成激素，可以促進蛋白質的合成。血漿胰島素水平取決於胰島素分泌及代謝清除率。有研究報導，CRF患者體內胰島素分泌是減少的。其原因可能與CRF繼發性甲狀旁腺功能亢進，血PIM升高有關，後者通過影響胰島細胞基礎鈣離子濃度而影響胰島素的分泌。L一亮氨酸和鉀均可刺激胰島分泌胰島素，但在CRF患者，二者刺激胰島分泌胰島素的能力明顯減弱。
CRF患者腎臟清除胰島素的能力亦明顯下降。正常情況下，腎小球對胰島素的濾過與小管周圍組織對胰島素的攝取保持動態平衡。當GFR下降時，胰島素從腎小球濾過減少，管周對胰島素的攝取增加，當GFR繼續下降到15～20ml/min時，胰島素的代謝清除率就明顯減少。而且，尿毒症患者由於體內可透析的毒素的堆積，抑制了胰島素的降解系統各種酶的活性，導致腎外組織(肝、肌肉)內胰島素的降解受到損害，腎外組織對胰島素的清除減少。
(二)胰島素抵抗
胰島素抵抗泛指胰島素在周圍組織攝取和清除葡萄糖的作用減低。CRF患者胰島素抵抗主要是由於骨骼肌攝取葡萄糖減少所致。隨著機體胰島素敏感性的降低，功能正常的胰島β細胞會代償性的增加胰島素的分泌，以克服組織的胰島素抵抗，因此，儘管胰島素作用嚴重受損，但在一段時間內糖耐量仍可維持正常，結果發生代償性高胰島素血症而血糖水平正常或僅輕度升高。隨著時間推移，機體不能長期維持胰島素的高分泌率，在嚴重胰島素抵抗的情況下，胰島素的分泌量反而減少，造成嚴重高血糖。CRF患者代謝性酸中毒亦影響胰島素代謝，CRF合併嚴重代謝性酸中毒時，其胰島素敏感性指數顯著下降，當酸中毒糾正以後，機體胰島素敏感性明顯提高。其機制可能是代謝性酸中毒不僅抑制胰島素分泌，而且抑制胰島素與受體的結合及胰島素受體後作用，導致胰島素抵抗和糖耐量減低。另外，VitD是影響尿毒症患者胰島素分泌和胰島素抵抗的重要因素，代謝性酸中毒還通過影響VitD的代謝而影響胰島素的代謝。
胰島素抵抗在CRF的早期即可存在，它可先於尿毒症症狀和體徵之前出現，晚期腎衰和血透治療的患者絕大多數均有胰島素抵抗，其原因可能是尿毒症毒素所致。有研究證實：尿毒症患者經過10周規則透析治療後，外周組織對胰島素的抵抗有明顯改善；而另一些患者予低蛋白飲食和補充酮酸、必需胺基酸治療6月後，其胰島素的敏感性也有所恢復。
(三)生長激素、胰高血糖素、皮質醇、兒茶酚胺等升糖激素的影響
CRF腎功能受損，生長激素、胰高血糖素、ACTH、兒茶酚胺等升糖激素在腎臟滅活減少，血濃度增加，導致血糖升高。
(四)透析對糖代謝的影響 、
透析尤其是血透可有效的去除尿毒症毒素，使糖代謝紊亂如胰島素抵抗發生逆轉，但往往難以完全恢復正常。腹透常引起血糖波動，腹透液中可加胰島素以免血糖增高。
蛋白代謝紊亂機制
尿毒症蛋白代謝紊亂的機制
尿毒症者急性間歇性並發疾病之發作可影響蛋白代謝，尤其是在不完全的蛋白和能量攝入和內源性激素環境的劇烈變異時。尿毒症時幾種激素可改變蛋白代謝。INs為有力的組成代謝激素，作用在AA攝取的蛋白代謝，但多在ARF時紊亂，慢性腎病時不明顯。RF時生長激素也增高，INs類生長因子I的生物活性及生長激素軸的主要組成效應低下。上述激素作用障礙可促使蛋白分解代謝。PTH也刺激蛋白分解，原發甲旁亢者甲狀旁腺切除後可改善氮質平衡，但尿毒症時甲旁亢蛋白高代謝尚未見敘述。尿毒症者其他促分解代謝激素如胰高糖素、皮質醇、兒茶酚胺等均常增加。上述激素增加糖質新生作用和促使蛋白降解。在ACRF時均涉及上述激素之作用。此外，維生素D代謝，白細胞介素工與PG也起部分作用。尿毒症毒素也改變蛋白代謝，已證實尿毒症者血漿對蛋白綜合起抑制作用，同時蛋白酶的活性增加，加上透析時可從血細胞中釋放出蛋白酶。一次血透可有89游離和39結合的AA丟失於透析器中，CAPD者約每日丟失8～99血蛋白，與並發腹膜炎則丟失更多。
