糖尿?。哼^去、現(xiàn)在和未來:從血糖說起
這個新的系列里,咱們說說糖尿病的故事。
本文的讀者們大概都對糖尿病這個名詞不陌生。說得驚悚一點,在你看這篇文章的時候稍稍停頓一下,數(shù)上七八個你熟悉的親朋好友的名字,那么按照概率,這七八個人當中可能就會有一位糖尿病患者。因為據(jù)中國2013年的官方數(shù)據(jù),中國18歲以上成年人的糖尿病發(fā)病率已經高達11.6%,絕對患者數(shù)已經突破億人。
糖尿病的流行趨勢絕非中國獨有。按照國際糖尿病聯(lián)盟的估算,2013年全球糖尿病患者已經接近4億人,2014年有接近500萬人死于糖尿病及其并發(fā)癥。而按照它的估算,糖尿病發(fā)病率還在持續(xù)的快速增長,至2030年全球發(fā)病率甚至可能翻倍。甚至有人開玩笑說,除了流行感冒,糖尿病乃是人類社會第二常見的疾??!這話雖然說得有些嘩眾取寵,但是卻并非完全是危言聳聽。要知道,讓許多人談虎色變、每到秋冬季節(jié)都心懷惴惴的流行性感冒,每年全球感染率約為5-10%(成人),每年肆虐會產生300-500萬例嚴重病例、帶走約25-50萬人的生命。單純比較發(fā)病率的話,糖尿病可說是當之無愧的疾病之王;加上死亡率的話,在糖尿病面前流行感冒只能算小巫見大巫了!
世界糖尿病聯(lián)盟對2025年全球糖尿病發(fā)病率的估算。從圖可見,美歐發(fā)達國家均將逼近10%左右的發(fā)病率水平,少數(shù)國家甚至達到20%左右的超高發(fā)病率。當然,要說一句的是糖尿病預測的統(tǒng)計口徑各方存在挺大的差異。(圖片來自InternationalDiabetesFederation根據(jù)2006年數(shù)據(jù)估算)
也正因為糖尿病是如此常見和兇險,讀者們應該對這種疾病或多或少有些了解。筆者在開始寫這篇系列故事之前,咨詢了下周圍的親朋好友,發(fā)現(xiàn)大家在提到糖尿病時,也都大概知道這種疾病和血糖水平相關,少數(shù)人也能提到胰島素的作用,不過說起為什么過高的血糖水平有害,胰島素到底又是干什么的,許多朋友還是并不了然。在故事的開頭,還是讓筆者花一點筆墨,給讀者們稍微展開說說血糖、胰島素和糖尿病之間的聯(lián)系吧。
葡萄糖:太古而來的能量分子
大家的理解沒錯,糖尿病確實是一個和血糖,也就是血液中的葡萄糖水平密切相關的疾病。而葡萄糖可不是一個簡單的分子,它刷出來的存在感遠遠超越我們正在討論的糖尿病范疇。
葡萄糖是一個由六個碳原子為骨架構成的碳水化合物分子,它可能是整個地球生物圈里,被利用和儲藏的最廣泛的碳水化合物了。甚至有理論認為,在生命尚未出現(xiàn)的、數(shù)十億年前的太古宙海洋中,已經有金屬離子在催化著葡萄糖分子的分解,從而構成了生命元初的化學約束力。在今天的地球上,仍有巨量的細菌和幾十億年前一樣,把葡萄糖當成最主要的能量“載體”。當需要能量維持其生存和新陳代謝時,細菌將每一個葡萄糖分子通過由十步嚴格控制的蛋白質催化反應產生兩個能量分子—三磷酸腺苷(ATP);而細菌同時也會利用太陽能和各種環(huán)境中的化學能,源源不斷的合成葡萄糖分子儲備起來以備不時之需。讀者們可以看到,這套儲存-分解葡萄糖系統(tǒng)的核心在于,環(huán)境中起伏不定甚至稍縱即逝的能量、例如寒冷冬天里的一瞥明媚陽光、被有效的以葡萄糖分子的形式物化和固定下來,極大地延長了能量穩(wěn)定供應的周期,為有機生命在險惡多變的自然環(huán)境中生存下來提供了有力的保障。
葡萄糖(glucose)的分子結構?;瘜W分子式C6H12O6,分子量180.16,密度1.54克每立方厘米,熔點146攝氏度,高度可溶于水,是地球有機生命共同的能量之源。值得注意的是,葡萄糖分子具有旋光異構性,自然界廣泛存在的乃是其右旋異構體(D-glucose)。葡萄糖的上帝是個右撇子(與此相反的是,另一種生命重要分子—氨基酸—的上帝估計是個左撇子)。(圖片來自英文維基百科。)
可能也正因為如此,葡萄糖分子作為能量載體的功能,歷經億萬年進化,在所有的地球有機生命中都保留了下來。不僅如此,比細菌更復雜的生物,像動物和植物,對葡萄糖分子的利用更是花樣翻新。一方面,高等生物通過更復雜的化學反應,最多能從一份葡萄糖分子中攫取多達三十到三十二份ATP分子,這使得葡萄糖分子作為能量載體的效率大大提高了。而另一方面,在這些復雜生物中,單體葡萄糖分子更是被進一步合成為更加穩(wěn)定的大分子物質(例如淀粉和糖原),在特定的細胞里存儲起來,為生物體提供更長久、更穩(wěn)定的能量儲存。舉例來說,一個成年人體內的骨骼肌和肝臟里,存儲了多達500克的糖原分子隨時為身體供能;而不少植物更是在特化的根、莖、和種子里大量的儲備淀粉,在滿足自身存活需要的時候更是(無可奈何的)為人類提供了各種可口的美食(從烤土豆、綠豆湯到揚州炒飯……)。
土豆的傳奇。起源于南美洲,這種特別的茄科植物為了高效儲存能量,
發(fā)育出特異膨大的地下變態(tài)莖(左圖),其內容物主要便是葡萄糖分子所形成的土豆淀粉(每百克濕重中淀粉含量可達驚人的十五克)。這種被后人命名為土豆的地下能量倉庫保證了這種植物在南美安第斯山的高寒氣候中健康成長。而在約7000-10000年前,先民們慧眼獨具的挑中了這種植物開始培育和栽種。到今天,土豆已經成為全球第四大糧食作物,養(yǎng)活了大量人口和難以計數(shù)的牲畜。對于很多中國讀者來說,土豆的精神,在右圖的醋溜土豆絲中體現(xiàn)的意義非凡。(圖片來自英文維基百科)
細菌對能量的需求,理解起來并不那么復雜:自己這么小一個細胞,缺能量了就分解葡萄糖、不缺能量了就儲備葡萄糖唄。但是我們的身體差不多由上百萬億個細胞構成,這些細胞的大小、形狀、位置、和能量需求多種多樣極端復雜,而葡萄糖分子卻又主要儲備在肌肉和肝臟這兩塊相對集中和獨立的器官里。那么一個麻煩的問題就來了:我們身體里的細胞那么多,不同的細胞對能量的需求又總是在變動當中。我們的身體又是如何判斷什么時候缺乏能量;又是怎么通知肝臟和肌肉,并從中提取葡萄糖分子以供身體需要呢?
胰島素:血糖減壓閥
我們聰明的身體的應對思路是這樣的:他強由他強,清風拂山崗,他橫由他橫,明月照大江。
想要設計開發(fā)出(或者說,由進化發(fā)展出)一套信號采集系統(tǒng),實時監(jiān)測身體上百萬億細胞的能量需求,然后迅速的產生一對一的反應是不現(xiàn)實的,這套系統(tǒng)即便是能開發(fā)出來,可能需要用上的細胞數(shù)量不會少于需要被監(jiān)測的對象,這種疊床架屋的思路不是進化所擅長的。
我們身體的對策是,不需要專門照看每個細胞,只要設計一套血糖穩(wěn)壓系統(tǒng),能夠保證血液循環(huán)中的葡萄糖水平衡定即可。在這套系統(tǒng)的操縱下,身體所有的細胞,都可以穩(wěn)定的從血液中汲取能量來源。如果所需能量很多,血糖穩(wěn)壓系統(tǒng)可以為血液注入更多葡萄糖以滿足供應;如果細胞恰好不需要那么多能量,那么這套血糖穩(wěn)壓系統(tǒng)也可以及時停止將更多的葡萄糖輸入血液中,防止血液中積累不必要的高濃度糖分子。
形象一點說,這套系統(tǒng)的工作原理其實類似于我們用來熬粥的高壓鍋上的限壓閥,它可以將鍋內的氣壓維持在恒定范圍內:氣壓過高,高壓蒸汽可以通過限壓閥排出,氣壓過低,那么限壓閥起到封閉作用、從而繼續(xù)在鍋內積蓄氣壓。
高壓鍋限壓閥的簡單工作原理。氣體可以從氣孔2流出,直接接觸限壓閥。當氣壓未達到限定值時,蒸汽不足以頂起限壓閥,氣道封閉,壓力繼續(xù)升高。當氣壓達到限定值時,高壓蒸汽頂起限壓閥,氣體外泄,降低鍋內壓力。(圖片來自res.tongyi.com)
我們身體里的這套血糖穩(wěn)壓系統(tǒng),主要就是兩個蛋白質分子的作用:胰島素(insulin)和胰高血糖素(glucagon)。
兩個分子的功能恰好相反。胰島素的功能是血糖“減壓”:當血液中葡萄糖水平過高時,胰腺上的胰島素合成細胞——貝塔細胞(betacell)——啟動分泌程序,將富含胰島素蛋白的囊泡釋放入血液。胰島素能夠激活那些儲存糖原的細胞,也就是肌肉和肝臟細胞,將血液中的葡萄糖分子大量“吸收”進去、合成糖原、并儲存起來。這等于是機體在能量富余狀態(tài)下的儲備措施。反過來,胰高血糖素的功能則是血糖“升壓”:當血糖水平過低時,胰腺上的阿爾法細胞(alphacell)分泌胰高血糖素。它可以反胰島素之道而行之,將肌肉和肝臟細胞中的糖原轉化為葡萄糖并注入血液,為身體提供更多的能量供給。
貝塔細胞(綠色)和阿爾法細胞(紅色)的熒光顯微照片。我們在后文中還會反復提及這兩團功能極其重要的細胞。讀者們可能已經注意到,負責血糖“減壓”和“升壓”的細胞位置上非??拷?,這一點很重要,我們已經知道,兩組功能相反的細胞之間也有直接的相互作用,以保證血糖水平的精確調控。(圖片來自DiabetesCure)
當然,這套血糖穩(wěn)壓系統(tǒng)比我們說的要復雜的多。事實上,身體并不必要、也是沒有能力把血糖水平始終維持在一個刻板的水平上。要知道人體的能量主要來自食物,而我們并非二十四小時一刻不停地、速度恒定的吃一種質地均勻的顆粒狀食物。我們一般而言一天就吃三頓飯,飯與飯之間間隔時間短則幾個鐘頭長的話就沒譜(依我們工作或者玩網(wǎng)游的狀態(tài)而定),每頓飯的食物總是要為我們提供幾個小時的能量。因此可以想象,每頓飯之前、我們感到饑餓的時候血糖水平會處在一個相對低谷,而飽餐一頓之后血糖會有一個急劇飆高的尖峰時刻。舉例來說,按照美國糖尿病協(xié)會的建議,空腹血糖的正常水平約在5.5毫摩爾每升(約100毫克每100毫升)附近,而餐前/餐后的血糖合理水平則差不多在5-7.2和10左右。
一天當中正常的血糖波動曲線。我們可以看到,如紅色實線所示,血糖水平在三頓飯前后會有急劇的波動,上升幅度可以到達100%。與之密切相關的是血液中胰島素水平(藍色實線)的波動:可以看到,胰島素幾乎隨著血糖上升應聲而起,肩負著將血糖水平迅速調整回本底水平的艱巨使命。值得注意的是,如果食物中淀粉含量低而糖類含量高(紅色虛線),那么血糖波動水平還會更加劇烈和危險,這也是為什么高糖食物(例如軟飲料)不利于健康、特別不適合糖尿病人食用的原因之一。(圖片來自英文維基百科)
而正因為此,除了維持血糖在一般狀態(tài)下的穩(wěn)定水平之外,胰島素還肩負著在餐后的血糖尖峰時刻力挽狂瀾、維持血糖水平不要高得太太離譜的艱巨使命。與此同時,我們人類作為雜食、甚至還偏好肉食的動物,食物中除了碳水化合物之外還有頗多蛋白質和脂肪等能量分子,這些能量分子的代謝又和葡萄糖之間有復雜和微妙的聯(lián)系。但是總而言之,我們身體這套血糖穩(wěn)壓系統(tǒng),特別是胰島素這個血糖減壓閥,其意義是無論如何強調都不為過的。
減壓閥的工作原理
區(qū)區(qū)一個限壓閥,工作起來也沒有想象的那么簡單。
還是拿高壓鍋的限壓閥為例來說明問題吧。我們知道,高壓鍋限壓閥的減壓效果本質上是兩個功能的結合:首先,閥門要有能力判斷鍋內氣壓水平是否已經超過允許值;其次,在氣壓水平超過允許值之后應該有相應的減壓機制。這兩個功能實現(xiàn)起來倒是也相當簡便:鍋內的空氣通過一根很細的管子通往鍋外,而限壓閥壓在管子出口處封閉空氣的流出。只有當鍋內氣體壓力過大時才會頂起限壓閥排出氣體。限壓閥的重量設定是經過了精密的計算,以保證只有鍋內氣體的壓力超過一個預先設置的允許范圍時,才會導致限壓閥被頂起。
因此,這套簡單的機械構造具備了任何自動減壓系統(tǒng)都必須具備的兩個要素:限壓閥的重量起到了實時監(jiān)測壓力的功能;而限壓閥被頂起則起到了迅速減小壓力的功能。
以小見大,我們身體中的胰島素系統(tǒng),雖然要比區(qū)區(qū)一個高壓鍋復雜和精密許多許多倍,其基本的工作原理還是類似的。
首先,我們需要一個血糖實時監(jiān)測系統(tǒng),告訴我們的身體血液里的葡萄糖水平究竟怎么樣了。然后我們還需要一個快速反應系統(tǒng),在血糖水平太高的時候,起到迅速降低血糖的作用。
先說這個血糖實時監(jiān)測系統(tǒng)吧。這套系統(tǒng)簡單來說,就是靠調節(jié)胰島素的分泌來實現(xiàn)的。當血糖水平太高時,葡萄糖分子能夠透過一個名為GLUT2的葡萄糖轉運蛋白跨過細胞膜進入貝塔細胞內,并迅速用于產生ATP能量分子,進而引發(fā)一系列的化學反應,最終導致胰島素的大量釋放。這套高血糖à胰島素分泌的系統(tǒng)恰似高壓鍋壓在排氣管道上的限壓閥鐵塊,可以非常靈敏的監(jiān)測到血糖水平的異常升高。
之后呢,血糖快速降低的機制隨之被啟動。血液中的胰島素分子會隨著血液循環(huán)擴散到全身各個地方,當它們接近那些負責存儲葡萄糖的肌肉和肝臟細胞時,會識別出這些細胞表面的胰島素受體蛋白,從而激活這些細胞內一系列的化學反應。一個重要的結果就是,這些細胞通過另一個葡萄糖轉運蛋白GLUT4為葡萄糖進入大開方便之門,將血液中的大量葡萄糖納入其中并轉換成糖原存儲起來,從而很快降低了血液中葡萄糖的水平。讀者們可以看到,這套胰島素分泌à糖原合成的系統(tǒng)正恰似高壓鍋的排氣系統(tǒng),可以非常高效的降低過高的血糖水平。
那么隨之而來的問題就是,這套歷經進化億萬年錘煉、看起來天衣無縫的系統(tǒng),又是怎么和糖尿病這種如此常見的疾病扯上關系的?這傳說中的進化……它到底靠譜么?
古老的疾病
咱們首先稍微扯扯糖尿病的來歷。
雖然人人都說糖尿病是“富貴病”,糖尿病的發(fā)病率攀升確實也和工業(yè)革命、食品工業(yè)的發(fā)展和人均收入水平相關,但糖尿病其實是一種非常古老的疾病。人類對糖尿病的文字記載,甚至可以追溯到人類文明的幼年時期。
公元1874年,古埃及學家埃伯斯(GeorgEbers)發(fā)現(xiàn)了一本寫在紙莎草上的古埃及醫(yī)書,經考證該書創(chuàng)作于公元前1500年前后。埃伯斯如獲至寶,并迅速將其翻譯出版。這本書從此便以埃伯斯氏古醫(yī)書(EbersPapyrus)之名流傳于世。在這本書中記載了一種癥狀為“多飲多尿”的疾病癥狀,甚至還記載了利用谷物、水果和甜酒對此進行治療的過程。據(jù)信,這是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的關于糖尿病的文字記載。
埃伯斯氏古醫(yī)書,現(xiàn)存最早的醫(yī)學文獻之一。全書共110卷,約20米長。書中記載了大量疾病癥狀(包括癌癥、糖尿病和精神疾?。┑拿枋?、以及混合了巫術和草藥使用的治療方案。該書現(xiàn)存德國萊比錫大學博物館。(圖片來自英文維基百科)
而差不多在同時期,古印度的醫(yī)生們也注意到有一些病人的尿液會吸引大量的螞蟻和蒼蠅,而這正是尿液中含糖量高的標志。在古代中國,最遲在兩千年前的東漢時期,人們已經開始用“消渴癥”來描述糖尿病癥狀。隋代的《古今錄驗方》中也記載了“小便至甜”的觀察。甚至藥王孫思邈甚至在唐代已經第一次提出糖尿病的運動和飲
食療法,建議少吃面食,多運動,這幾乎和當下醫(yī)生們給糖尿病患者的生活建議不謀而合。
而就像我們熟知的大多數(shù)重要科學發(fā)現(xiàn)一樣,古代世界里關于糖尿病最詳盡的報道和探究來自于古希臘人。卡帕多細亞的阿萊泰烏斯(AretaeusofCappadocia),公元2世紀前后的古希臘醫(yī)生,在書中如此描述糖尿病人的癥狀,至今讀來如在眼前:
“糖尿病是一種可怕的痛苦疾病……肉身和骨頭被不停的融化變成尿液排出。(病人的)生命是短暫的、令人不快的和痛苦的…難以抑制的口渴、大量飲水和排尿、五臟六腑都被烤干了……病人受惡心、煩躁和干渴的折磨……并會在短時間內死去。”
在古代希臘羅馬的榮光暗淡之后,先人的智慧被埋藏在中世紀的黑暗中長達千年,直至文藝復興的到來。阿萊泰烏斯的上述報道在16世紀被重新發(fā)現(xiàn),而現(xiàn)代糖尿病的英文名(diabete
smellitus)也在16世紀被最終確定。順便說一句,這兩個詞diabetes和mellitus分別代表“多尿”和“甜”。準確的說,把這個英文名翻譯成糖尿病其實有點以偏概全,僅僅凸顯了mellitus代表的“糖尿”的含義,卻把“多尿”這個含義給弄沒了,可談不上信達雅啊。(也有讀者告訴我,糖尿病這個翻譯里面,“糖”代表糖尿,“尿”則代表多尿,也是一理,不過我感覺可能性不大。)
兩種糖尿病
好了,掰扯了半天歷史,主要還是要引出咱們的正題:精密的血糖調節(jié)系統(tǒng),是怎么和上面說的這種多尿、糖尿、痛苦而且要命的疾病扯上關系的呢?
如果一個高壓鍋出了故障,生生把一個煮飯神器變成了定時炸彈,那么減壓系統(tǒng)可能是出了什么毛病呢?
請大家回憶一下我們上文描述的高壓鍋控制壓力的原理:一個穩(wěn)壓閥的自身重量構成的壓力監(jiān)測系統(tǒng)(監(jiān)測器),一個穩(wěn)壓閥被抬起、氣體瀉出的壓力降低系統(tǒng)(反應器)??梢韵胂螅瑑蓚€系統(tǒng)哪一個出了故障,可能都會導致鍋內壓力的異常升高,最終把鍋變成炸彈。
相似地,讀者們可以想象,我們的血糖減壓系統(tǒng)如果出了這兩個方面的故障,也會導致血糖的異常增高。
先說這個監(jiān)測器吧。咱們說過,血糖升高α胰島素分泌這套系統(tǒng)就是我們身體里天然存在的血糖監(jiān)測器。如果這套系統(tǒng)出了故障,比如說,如果我們胰腺里的貝塔細胞不知因為什么原因大量死亡,從而極大地擾亂了胰島素的正常合成與分泌,因此不管血糖如何飆高,胰島素分泌總是很低甚至沒有。那么,就像高壓鍋的限壓閥被換成了壓孫悟空的五指山,這套氣壓/血糖監(jiān)測系統(tǒng)就失去了靈敏的監(jiān)測功能了。而隨之帶來的后果,自然就是高壓鍋氣壓、或者血糖的異常升高了。
再說說這個反應器吧。咱們也說過,胰島素能夠打開肌肉和肝臟細胞上的葡萄糖通道,把血液中的葡萄糖大量收入細胞內,并變成糖原儲藏起來。如果這套系統(tǒng)出了故障,比如說,如果我們的肌肉和脂肪細胞因為某種原因不再聽胰島素的指揮,不管來多少胰島素分子喊“芝麻開門”,都拒絕打開GLUT4通道讓葡萄糖分子進來,那么就像高壓鍋的小導管被堵塞,就算穩(wěn)壓閥被抬起也放不出多余的高壓蒸汽。而隨之而來的后果一模一樣:還是氣壓、或者是血糖的異常升高。
不知道讀者們明白了沒有,簡單來說,減壓閥系統(tǒng)上的監(jiān)測器或者反應器兩者缺一不可,哪一個出了問題都會徹底破壞掉減壓閥的機能。這就是高壓鍋變炸彈,哦不,是糖尿病的最根本的發(fā)病機理了。事實上,這也就是為讀者們熟知的所謂一型糖尿病和二型糖尿病的基本面貌了(當然,實際上糖尿病不僅僅是一二型這么兩種,例如還有臨床上并不罕見的妊娠糖尿病等等。不過為了講故事的方便,我們這里只專注介紹這兩種最主要的糖尿病類型)。
監(jiān)測器失靈的糖尿病就是一型糖尿病,這是一種較為小眾的糖尿病,據(jù)估算可能僅占到所有糖尿病人的5-10%。直到今天人們仍不完全清楚一型糖尿病的發(fā)病機理,只是能夠確定這種疾病應該是先天
遺傳因素和后天環(huán)境因素共同作用的結果。我們目前所知的是,一型糖尿病應該是一種自身免疫疾病。也就是說,因為某種未知的因素,人體的免疫細胞,那些本應積極攻擊外來病原體的身體守衛(wèi)者,突然開始瘋狂攻擊專門合成胰島素的貝塔細胞并將它們一一殺死。讀者們可能已經從不少電視劇里看到過一型糖尿病患者的生活(比如《下一站幸?!防锏男罚罕仨殬O端注意飲食和生活方式,每天幾次的血糖監(jiān)測以及胰島素注射更是必不可少。不知道讀者們有沒有意識到,電視劇里的一型糖尿病患者往往是兒童,這一點倒是有科學支持的。一型糖尿病往往在患者幼年時期就已經發(fā)病,因此一度也被稱為“幼年糖尿病”。咱們在后文還會反復提到這種疾病。
一型糖尿病的發(fā)病機理。簡單來說可以理解成,我們身體里負責分泌胰島素的貝塔細胞(左圖中的藍色細胞-->右圖中的黑色殘骸)被我們自身的免疫細胞殺死,導致負責血糖靈敏監(jiān)測的系統(tǒng)出了問題。(圖片來自HealthCentral.com)
而反應器失靈的糖尿病就是二型糖尿病,占到糖尿病人的絕大多數(shù)。這種反應器失靈的癥狀臨床上有時候也可以用“胰島素抵抗”(insulinresistance)來描述。簡單來說,雖然貝塔細胞產生胰島素的機制總體而言還在運轉,但是肌肉和肝臟細胞卻失去了對胰島素的響應。這背后的機制,老實說其實我們到現(xiàn)在了解的也并不清楚,但是這里不妨帶領讀者們展開一下腦補(啊不,是想象)。我們已經知道,胰島素升高α糖原合成是一個有許多步驟的過程:胰島素要找到細胞表面的胰島素受體蛋白,激活一系列的細胞內化學反應,從而增加和激活細胞表面的葡萄糖“大門”GLUT4,把進入細胞的葡萄糖合成糖原……這里面任何一個步驟的失調都有可能帶來胰島素抵抗:胰島素受體太少啦?GLUT4大門怎么叫都叫不開?糖原合成受到干擾?等等等等。我們在這里就不過分展開了。值得注意的是,和一型糖尿病不同,二型糖尿病與身體的整體代謝狀況有明顯的流行病學聯(lián)系:年齡增加、肥胖、缺乏運動、高血壓和高血脂。與之對應,對二型糖尿病的治療方案也包括了生活方式改變到
藥物治療在內的諸多要素。而且在多數(shù)非危急情況下,治療二型糖尿病并不需要注射胰島素:因為人家是反應器失靈,產生胰島素的那套監(jiān)測系統(tǒng)本身還是比較正常的嘛!
二型糖尿病的發(fā)病機理。在正常條件下(左圖),胰島素(黃色顆粒)進入血液后,可以打開肌肉與脂肪細胞上葡萄糖通道GLUT4的大門,使得葡萄糖分子(藍色顆粒)可以迅速進入這些細胞變成糖原。而在二型糖尿病中(右圖),胰島素雖然仍能進入血液,但是卻無法激活和打開葡萄糖通道,從而使得大量葡萄糖繼續(xù)滯留在血管中。(圖片來自http://www.webmd.com)
高血糖的后果
好了,說到現(xiàn)在,相信讀者們已經開始理解我們身體里的葡萄糖到底是怎么回事,胰島素怎么起到穩(wěn)定血糖的作用,而胰島素又是怎么和高血糖扯上關聯(lián)的。接下來的問題是:那么血糖高了又為什么是一件壞事,糖尿病又是怎么導致古希臘醫(yī)生阿萊泰烏斯描述的那些口渴、多尿、消瘦、在痛苦中死去的癥狀的呢?
這件事聽起來容易理解:但凡是身體里的什么東西,含量太高了超出合理范圍了總是不好的嘛。這個理解當然是不錯的。但是我相信本文的讀者們,應該不會滿足于這樣形而上的粗暴解釋吧。
那作者就試著稍微展開說說。
高血糖導致消瘦和死亡是容易理解的。糖尿病意味著身體失去了存儲血液中的葡萄糖分子以備能量不時之需的能力。換句話說,我們從飲食中獲取的能量除了極少部分被立刻利用起來維持生存,但是絕大多數(shù)都白白浪費掉了。從這個角度類比,糖尿病與慢性營養(yǎng)不良和絕食無異,患者如果不經有效治療,會在極端營養(yǎng)不良中痛苦死去。
營養(yǎng)不良的一個副作用發(fā)作的也許會更快更劇烈:人體在極端缺乏糖類的時候會不得已啟動程序,消耗體內的脂肪合成酮體(ketonebodies)為大腦緊急提供能量。而酮體合成會導致血液酸化,導致嚴重的急性疾?。和Y酸中毒(Diabeticketoacidosis)。重癥糖尿病人往往口氣有一股濃重的酸臭味,其原因也正是酸中毒。
實際上,如果沒有有效治療,絕大多數(shù)糖尿病人面對的,就是這樣的慢性死刑判決。他們的親朋好友,不得不在絕望和無助中,慢慢看著生命力從他們的身體中抽絲剝繭一般離去,慢慢等待他們的消瘦和死亡。
一型糖尿病患者。年僅11歲的她此時骨瘦如柴,正在靜靜等候死神的敲門。不過值得慶幸的是,這張照片攝于1922年,就在那一年,胰島素被發(fā)現(xiàn)并迅速被用于治療糖尿病。照片里的這個孩子最終得救了。(圖片來自MyAADENetwork:ExternalHomePage)
而糖尿病帶來的多飲多尿和干渴,解釋起來要稍微麻煩一點,然而我們的故事后文還要提到這個,因此在這里就先多句嘴。血液中多余的葡萄糖,最終通過尿液排出了體外(這也是“糖尿”的來源)。尿液的產生乃是通過腎臟:血液通過毛細血管緩慢的流經腎臟,將血液中的“多余”物質(例如尿素、金屬離子、還有葡萄糖等等)通過過濾產生尿液。在這個過程中,我們的身體會很注意節(jié)約用水:產生的尿液中的水分會盡可能的被重新吸收利用,只排出高度濃縮的尿液。但是如果尿液中葡萄糖含量太高,尿液濃縮的功能就大受影響,因此大量寶貴的水分就因此隨尿液排出體外。隨之而來的后果就是,糖尿病患者如果沒有經過有效治療,就會在不斷的大量飲水à大量排尿的干渴循環(huán)中痛苦掙扎。
除了這些糖尿病的直接后果之外,如果血糖水平得不到嚴格控制,高濃度的葡萄糖還會導致更多的附加性后果,也就是所謂糖尿病并發(fā)癥。比如糖尿病腎病(原因讀者們可以從上文自己思考),因為血糖過高引起的眼部并發(fā)癥甚至失明,因為長期末梢血管流動性變化帶來的糖尿病足病等等。這些糖尿病并發(fā)癥會帶來長期的健康威脅和社會醫(yī)療成本的增加,值得引起我們的最高警惕和注意。
糖尿病引發(fā)的眼底病變。如右圖所示,長期血糖過高會導致晶狀體內糖含量隨之升高,從而誘發(fā)晶狀體內蛋白質的緩慢變性、聚集和沉積,可能導致視網(wǎng)膜的一系列相關病變。(圖片來自TaiwanHomePage)
好了,看到這里,相信讀者們應該可以合上書本(或者更有可能是關上手機),回憶一下我們積累的關于糖尿病的知識了:
葡萄糖是我們身體最重要的能量分子;
胰島素作為血糖減壓閥,對于控制血液中的葡萄糖水平極其重要;
胰島素系統(tǒng)的功能可以類比高壓鍋減壓閥:血糖升高導致胰島素分泌就是其中的監(jiān)測器,而胰島素分泌最終降低血糖則是其中的反應器;
如果這個減壓閥的監(jiān)測器或是反應器失靈,會導致血糖飆升和糖尿?。?/div>
糖尿病除了多飲多尿、消瘦死亡的直接后果,還有一系列很嚴重的并發(fā)癥,因此,我們需要高度關注這種疾病的預防、管控和治療。