美國加州聖地牙哥台灣同鄉會 San Diego Taiwanese Cultural Association http://www.taiwancenter.com/sdtca/index.html |
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2013 年 10 月 | |
醫藥簡訊 2-血糖的動態平衡與糖尿病治療方針 病理生理學 (pathophysiology)1-6 胰島素從β-cells of the islets of Langerhans(胰島)分泌出來。胰臟約貯存 200 unit 的胰島素,但每日釋出約50 unit。一般是以6分子的胰島素加上2分子的鋅離子聚成一團的方式儲存在胰島,一旦被β-cells分泌出來,又分解為單分子、以利於擴散進入血管。一般的作用是減少糖異生機制 (Gluconeogenesis) ,減低蛋白質分解(Proteinolysis) 及降低脂肪分解(Lipolysis),而增加氨基酸( Amino acid ) 的攝取,蛋白質的合成,三酸甘油脂的儲存,以及鉀離子的攝取2。胰島素分泌不足可發現在糖尿病人身上,他們的β cells組織體縮小約20-40%,而β cells功能則失掉50%。檢定他們的胰島素敏感性(insulin sensitivity)5 及β cells功能,每年約穩定的減低4%,相對的A1c會增高。削弱的胰島素分泌、常因胰島素對抗而惡化,轉而削弱葡萄糖攝取,進而造成葡萄糖使用低效率,終致細胞以脂肪及蛋白質取代葡萄糖來消耗。糖尿病患的胰島素對抗(insulin resistance)很複雜,可能包括胰島素介導的細胞訊息傳導路徑 (insulin-mediated cell signaling pathway) 6出問題,在肌肉,來自胰島素刺激的糖原(glycogen)產量減少,及胰島素受體(receptors)3 減低,特別是在肥胖人的肝臟、骨骼肌、脂肪組織。所以胰島素對抗也是引發肝臟增生葡萄糖產量的主因。 很多器官系統涉及第二型糖尿病的葡萄糖不耐症(glucose intolerance) 的發展,如肌肉、肝臟,β細胞,α細胞(產生超高胰高血糖素症;hyperglycagonemia),脂肪細胞(加速脂肪分解;lipolysis),胃腸道(引發腸促胰島素缺乏/胰島素對抗;incretin deficiency/resistance),腎臟(增加葡萄糖再吸收) 及腦。一般有葡萄糖不耐症的人的胰島素敏感性(insulin sensitivity)約喪失40%,胰島素的分泌卻惡化3-5倍。及早的治療可以阻止或減慢β細胞功能的喪失。 血糖的動態平衡 (Blood Glucose Homeostasis)3,7-13 胰臟中胰島的β-cells分泌 insulin而 α-cells則分泌 glucagon。insulin是一種抗脂肪分解的荷爾蒙,可加速輸送葡萄糖到對insulin敏感的細胞以及利用糖原機制(glycogenesis)促進葡萄糖轉化為糖原(glycogen) ,以及借脂化機制(lipogenesis)轉化葡萄糖成脂肪來減低血糖濃度。而glucagon則會對人體低血糖(hypoglycemia) 及低濃度血糖反應而加速利用糖原機制(glycogenesis) 及糖異生機制(gluconeogenesis) 制造葡萄糖。另外,amylin (伴隨 insulin產生) 會降低 對餐後分泌的glucagon(胰高血糖素)而減少血糖,亦有減緩胃的排空食物作用。小腸的內分泌細胞分沁GIP及GLP-1,皆是葡萄糖依賴性促胰島素的荷爾蒙,低血糖時它們並不存在。它們是伴隨食物進入胃腸而產生的,然後活化在β-cells的某些G蛋白受體而幫助促進分泌insulin。再則,葡萄糖本身不容易通過細胞膜,需耍insulin及一種輸送蛋白 (GLUTs)1,9-11 的幫助,共 約12 種,它們在傾油性細胞膜、形成通水孔讓葡萄糖自由出入1,2。而在脂肪組織、肌肉及心肌組織中,GLUT4是主要輸送蛋白,但需要依賴insulin來輸送葡萄糖。而GLUT1, 2, 3 和 8等輸送蛋白不需依靠insulin 的助力,主要在肝及腦作用,輸送葡萄糖。葡萄糖進入細胞,被葡萄糖激脢(glucokinase)磷酸化後,不能再到細胞外而被分解產生能量或轉化成糖原而儲存在肝臟(圖:Metabolism of carbohydrate, 碳水化合物的代謝) 。 肌肉是所有被各種組織攝取的葡萄糖的主耍來源,約佔 >80%,它把葡萄糖立即以能源用掉或儲存為糖原(glycogen)但需要insulin來活化糖原合成酵素(glycogen synthase) 來轉化葡萄糖成糖原(glycogen) 。而脂肪組織雖只攝取2-5%的葡萄糖,但它的重要性,是能調節由三酸肝油脂(triglyceride) 釋放出來的脂肪酸(free fatty acid) ,用糖異生機制(gluconeogenesis) 來 製造葡萄糖,從而影嚮肌肉及肝臟對insulin的敏感性、來維護身體血糖的動態平衡(homeostasis) 。 腦是只會攝取葡萄糖來消耗,應付它需要的能源,血糖過低,腦會失去意識,缺氧而死。 腎臟在血糖的動態平衡的重要功能己被認知12。腎臟可借用糖原分解機制(glycogenolysis) 及 糖異生機制 (gluconeogenesis) 產生的葡萄糖釋出到循環系統,也從循環系統攝取葡萄糖來應付它自己的需要。腎臟消耗葡萄糖主要在腎髓質(kidney medulla) 。 它能攝取磷化葡萄糖後,借糖酵解(glycolysis) 機制將其分解、釋放能量或用葡萄糖借糖原合成機制(glycogenesis) 製造,儲存糖原。而皮質(kidney cortex) 無法磷化葡萄糖,轉化成糖原,但能借糖異生機制合成葡萄糖並將其釋出到循環系統。人體在禁食狀態釋出葡萄糖到循環系統,約有50%是以糖異生機制合成的,而其中的40%又來自腎臟的供應,可見腎和肝在第二型糖尿病的過多血糖、扮演同樣重要角色。血糖過量也是與餐後缺少胰島素的分泌與胰島素對抗(insulin resistance),也與糖異生機制有很大關連,比如在禁食狀態,或體內有很多可利用的資源如丙酮酸,乳酸,脂肪酸,三酸甘油脂,或從糖原分解來製造葡萄糖。最重要的是它會從它的近端管 (proximal tube) 把己排出到尿中的葡萄糖過濾,再吸收回來。而腎小球(glomerulus)的過濾負荷量(filtered load) 是以血糖濃度乘上腎小球的過濾率(glomerulus filtration rate, GFR), 既 plasma glucose x GFR 。 假設正常的大人的GFR平均是每分鍾過濾 125 cc (125 dL/min),而血糖濃度是每 cc含 1 mg (1 mg/dl) 那麼過濾負荷量是 125 dL/min x 1 mg/ dL= 125 mg/min。 正常從尿中葡萄糖最高再吸收量 (Tm glucose) 大約每分鐘 375 mg。超過此值糖尿就出現。約相當於血糖濃度超過約180 mg/dL的界限值,過多的葡萄糖就被排到尿中。但是血糖濃度雖低,可是腎小球過度過瀘也會導致糖尿,比如妊娠婦女常發生糖尿病。尿中葡萄糖在腎臟的再吸收及排除與轉運蛋白(sodium glucose cotransporters, SGLTs) 的參與有很大關鍵。90% 在近端管 (proximal tube) 的再吸收與SGLT2的轉運蛋白有關,另外在較遠管道(S3 of proximal Tube) 剩下10%的再吸收則由SGLT1 的轉運蛋白負責。顯然這些轉運蛋白參與血糖的動態平衡是很重要的。 糖尿病治療藥物及新的發展14 1.Insulins (胰島素類) 2.Sulfonylureas(磺類)-如 glipizide, glimepiride, 降低A1c 約1-2%;這種磺類老藥物會增加胰臟釋出胰島素,這類藥跟細胞一旦結合,可以阻止鉀離子進入細胞產生去極化(depolarization) ,打開一道柵極電壓鈣離子門,讓鈣離子進細胞而釋出胰島素。長期服用這類的藥亦可減低血中胰高血糖素(glucagon)濃度,也可能產生過低血糖。 3. Meglitinides or glinides (格列奈類)-如 repaglinide, nateglinide,降低A1c 約1-2%;跟磺類相同,它們是在細胞與 ATP依賴性鉀離子通道(ATP-dependent K+ channel)結合而生作用。 4.α-Glycosidase Inhibitors (糖抑製劑)-如 acabose, 降低A1c 約0.5-1%; 這類藥減低多糖體(polysaccharide)在小腸近端的消化率因此降低餐後葡萄糖濃度而不引起過低血糖。 6. Biguanide (雙胍類)- 如 Metformin (Glucophage), 降低A1c 約1-2%;它的藥理作用是減少葡萄糖在肝臟的產量及在小腸的吸收,增加對胰島素的敏感性。
8. DPP-4 (dipeptidyl peptidase-4, 二基) Inhibitors9-如 sitaglipin,vildaglipin, saxaglipin & DPP-4 resistant GLP-1 analogues (又稱 GLP-1 receptor agonists,GLP-1 受體激動劑) ,降低A1c 約0.5-1% ; 如 exenatide, liraglutide- DPP-4是一種會分解 incretin (GIP及GLP-1) 的酵素。而DPP-4 抑制劑可以阻止GLP-1 及 GIP分解,因此增加胰島素的分泌、減低胰高血糖素的濃度、減低餐後葡萄糖的升高。 9. SGLT (轉運蛋白抑制劑,inhibitors of sodium-coupled glucose Inhibitos cotransporters)8,10- 如 Dapagliflozin (第=級臨床實驗中)-SGLT促進腎臟的葡萄糖排出與再吸收。大約90% 的再吸收是由SGLT2作用的,而SGLT1則負責胃腸道及腎臟剩下10%葡萄糖的吸收。抑制尿液中葡萄糖的吸收是降低早期及後期糖尿病患血糖,A1c,及減肥的好方法。 糖尿病治療方針(DiabetesTherapeutic Guideline)15 糖尿病的診斷與治療基本上是借 HbA1c (Glycated or glycosylated hemoglobin, 糖基化血紅蛋白) 及 plasma glucose ( mg/dL) 的數值做標準,有糖尿病者A1c > 6.5 或 FPG (fasting plasma glucose, 禁食後不攝取任何熱量至少8小時的血糖) > 126 mg/dL, 或葡萄糖耐性實驗 (Oral glucose tolerance test, OGTT, 既喝下75g本身不含水分的糖而後溶於水的糖水)2小時的血糖 > 200 mg/dL。而糖尿病前期(prediabetes) 的診斷, Fasting blood glucose 是 100 – 125 mg/dL, A1C 是 5.7 – 6.4%,OGTT 2 hour blood glucose 是 140 mg – 199 mg/dL。有高血糖症狀者(Hyperglycemia or hyperglycemic crisis) ,任何時間的血糖是 > 200mg/dL。但是仍有不少人的 A1c 與血糖的對應值是不成比例一樣的。我提供一些我在不同日期的HbA1c及glucose供參考:8.1-153 (6/08), 6.6-150 (12/08), 7.5-143 (9/09), 6.5-145 (12/12), 7.3-155 (4/13)。照理 glucose 153, A1c應是6.9,不是8.1。在2007年前我的A1c皆在7.0以下,所以沒吃過藥。間隔約半年突跳上8.4,我很驚訝。問醫師、他祇是照本宣科、開處方給我,開始吃藥。目前HbA1c 是用HPLC (high pressure Liquid Chromatography, 高壓液相色譜法) 來分析血漿中葡萄糖的平均值。而溶血性貧血症的人會降低糖基化血紅蛋白(Glycated hemoglobin) 因為紅血球的壽命短,所以A1c減低程度與貧血病情嚴重性有關。而紅血球細胞增多症(polycythemia) 或脾切除後(post-splenectomy) 的紅血球壽命較長所以A1c增加。我的紅血球比常人小、數目較多、紅血球的總表面積應該增多,β-hemoglobin 也應增多,附加上去的葡萄糖也應多,所以A1c也應增高?問題是治療糖尿病該以A1c值或血糖值為準,我關心的是,血糖 <154 mg/dL可以不吃藥嗎?我問過醫師、都沒答案。我認為餐後2小時或4小時的血糖值也會因所吃食物不同有關,如吃不易消化的肉、油脂類、油炸類、糯米飯等,或因觀看緊張電視,血糖會好幾小時降不下來,等完全消化或情緒緩和後、才會開始下降,所以不用驚慌。睡前禁食後的血糖超過8小仍可能升高,因為腎臟仍會借用糖異生機制制造葡萄糖。做夢,頭昏,頭痛或輕微活動,會因消耗葡萄糖,而使血糖增產些。所以早上一清醒就量血糖最精確。City of Hope病人 的血糖臨界值(critical value) 是在任何時間血糖小於 < 50 mg/dL 或者大於 > 300 mg/dL (for serum) 。超出此值病人需要緊急治療。我值勤時接過病人電話,說她血糖>500 mg/dL 怎麼辦?我請她趕快去 Emergency Dept. 成人血糖的目標
低血糖 (Hypoglycemia sign and symptoms, < 70 mg/dL) 的跡象及症狀--可由肝炎、腎病、過量酒精、藥物副作用引發視力模糊、饑餓、頭暈、盜汗、皮膚刺痛感、皮膚蒼白、心悸、顫抖、抽搐等, 如不及時處理,腦會失去意識、缺氧而死亡。及時食用糖果,果汁(120 cc), 糖片劑 (15 g), 糖漿,蜂蜜,玉米糖漿(1大湯匙) ,葡萄乾 (2大湯匙) 或注射glucagon可緩解。 糖尿病管理的建議 (Recommendations for management of diabetes)12 參考—1. Guyton AC, Hall JE. Text Book of Medical Physiology. 11th ed.Philadelphia,
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