实用中医内分泌代谢病学
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上篇 总论

第一章 内分泌代谢病中西医概述

第一节 内分泌代谢病的西医学认识

生物个体的各种生命现象和活动均在神经、体液、免疫和心理的调节下进行,多种调节机制的相互配合与密切联系是完成所有细胞、组织、系统和器官功能的必备条件。现代内分泌代谢病学在研究激素的作用机制和疾病发病原理时,一方面与分子生物学、免疫学和细胞化学等融为一体,另一方面又产生了分子内分泌学、免疫代谢学和免疫内分泌学等新型学科。传统内分泌学根据内分泌代谢病的表型特征来研究疾病的生理病理机制。

内分泌系统是由内分泌腺、分布于各组织的激素分泌细胞和它们所分泌的激素组成的。内分泌激素是细胞分泌的微量活性物质,是由血液运输至远处组织并通过受体而发挥作用的化学信使物质,其中下丘脑肽类激素、儿茶酚胺类物质、血管紧张素、胰高血糖素、胰岛素、降钙素、甲状腺激素、生长激素、黄体生成素、卵泡生成素、抗利尿激素等为体内重要且常见的激素。由下丘脑-垂体-靶腺组成的长反馈调节轴调节多数内分泌腺的功能,下丘脑激素调节垂体激素的合成和分泌,而靶腺对下丘脑和垂体有负反馈作用。内分泌腺功能亢进性疾病的治疗包括药物、手术、核素、介入等方法;内分泌腺功能减退性疾病的治疗包括激素替代、药物治疗,以及器官、组织、细胞移植等手段。

新陈代谢是人体生命活动的基本形式,新陈代谢包括物质的合成代谢和分解代谢两个过程。通过新陈代谢,机体同环境之间不断进行物质交换,同时体内物质又不断进行分解、利用与更新,为个体的生存、劳动、生长、发育、生殖和维持内环境恒定提供物质与能量。合成代谢是营养物质进入人体后,参与机体众多的化学反应,在机体内合成较大分子并转化为自身物质的过程,并以糖原、蛋白质、脂肪及其化合物的形式在体内储存,这一反应过程常需要耗能。分解代谢是体内的糖原、蛋白质和脂肪等大分子物质分解为小分子物质的降解过程,常伴有能量的生成与释放。代谢性疾病一般是指新陈代谢的某一个或多个环节出现障碍,而把由于原发器官疾病为主导致的代谢障碍归入该器官疾病的范畴。营养性疾病和代谢性疾病关系密切,二者互相影响。

代谢性疾病与内分泌代谢病没有明确的病因界限。例如肥胖是由于脂肪代谢紊乱所致,但肥胖涉及的病因均与物质代谢的调节激素及其受体功能有关,如胰岛素、肾上腺素、瘦素等。又如慢性尿毒症是继发性甲状旁腺功能亢进症的主要病因,但肾性骨营养不良的基本病因是营养素的代谢异常,累及糖类、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质及微量元素的代谢。

一、内分泌代谢系统的结构与功能特点

内分泌系统由内分泌腺和分布于各组织的激素分泌细胞以及它们所分泌的激素组成。

1.内分泌腺和激素分泌细胞

(1)人体最重要的内分泌腺包括下丘脑、神经垂体、松果体、腺垂体、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺皮质和髓质、胰岛、性腺(包括睾丸和卵巢)。

(2)组织的激素分泌细胞包括心房肌细胞、血管内皮细胞等。

(3)弥散性神经-内分泌系统,也称为胺前体摄取和脱酸细胞系统,分布于胃肠道、脑、胰腺和肾上腺。

2.激素

激素(hormone)是由细胞分泌并可通过旁分泌调节周围细胞功能、自分泌调节自身细胞功能及由血液运输至远处组织细胞发挥调节作用的化学信使物质。其分泌节律分为“昼夜节律”“脉冲节律”“不连续性脉冲性分泌”等。根据激素本身的化学结果不同,激素可主要分为四类。

(1)肽类激素和蛋白质激素:肽类激素和蛋白质激素也称含氮激素,由氨基酸残基组成分子的一级结构,多数下丘脑-垂体激素、甲状旁腺激素、胰岛素等属于此类。

(2)氨类、氨基酸衍生物激素:氨类、氨基酸衍生物激素原料为氨基酸,代表激素为褪黑素、甲状腺激素。

(3)类固醇激素:类固醇激素以胆固醇为前体,代表激素为糖皮质激素、盐皮质激素、性激素、1,25-(OH)2D3等。

(4)脂肪酸衍生物:脂肪酸衍生物多为花生四烯酸衍生物,主要有前列腺素类、血栓素类和白三烯类。

3.激素的合成与释放

激素的合成与释放主要包括两种形式。第一种,如肽类激素,合成后储存于囊泡内,受分泌信号调节,囊泡与细胞膜融合后释放激素。第二种,如类固醇激素和脂肪酸衍生物激素,其合成及分泌无须囊泡,且分泌与合成的信号无明显差别。

4.激素的分泌方式

(1)内分泌:内分泌为最经典的激素分泌方式,激素分泌后经血液循环运输至远距离靶器官而发挥作用。

(2)旁分泌:旁分泌为激素分泌后经组织扩散而作用于邻近细胞,不循环入血。

(3)自分泌:自分泌为激素分泌后作用于自身分泌细胞,调节自身细胞功能。

(4)胞内分泌:胞内分泌指胞浆合成激素后直接作用于胞核,调节基因表达。

(5)神经分泌:神经分泌主要指突触式分泌,如神经递质由突触前膜分泌作用于突触后膜。

(6)神经内分泌:神经内分泌指神经激素由神经细胞分泌,如下丘脑神经元分泌神经激素经轴突输送至垂体后叶再分泌入血。

(7)腔分泌:腔分泌主要存在于胃肠道、支气管、泌尿生殖道等管道结构器官,其分泌物质可直接作用于管道内膜细胞并调节其功能。

5.激素的转运与降解

激素在血液循环中主要有两种形式,分为游离型和结合型。游离型激素可发挥激素的相应作用;而结合型激素为激素的储备和转运形式,转运载体多为蛋白质,分为特异性不高的白蛋白和各种激素特异性转运蛋白,如甲状腺结合球蛋白等。激素的降解根据激素种类的不同而各具特点,多在肝、肾和外周组织降解为无活性的代谢产物,肝肾功能障碍时,可影响激素的灭活。

6.激素间相互作用的方式

(1)激素的整合作用:激素可选择性调节不同生理过程,最终完成同一生理结局的调控。如糖皮质激素可增加肝糖原合成,减少外周糖利用,减少脂肪和肌肉等组织的蛋白质合成,最终减少其他组织对葡萄糖的利用,从而起到升血糖的作用。

(2)激素的协同作用:激素的协同作用指多种激素发挥相似的作用,共同完成同一生理过程。如肾上腺素、糖皮质激素、生长激素和胰高血糖素,都能升高血糖。

(3)激素的抵抗作用:激素的抵抗作用指一种激素可对抗另一种激素的作用。如胰岛素可降低血糖,从而拮抗胰高血糖素、糖皮质激素的升血糖作用。激素的抵抗作用有助于代谢的静息调节。

7.内分泌调节轴

(1)下丘脑-垂体-靶腺轴:下丘脑-垂体-靶腺轴为最重要的内分泌调节系统,在下丘脑-垂体-靶腺(甲状腺、肾上腺皮质、性腺)间存在相互依赖、相互制约的反馈性调节关系。

(2)肾素-血管紧张素-醛固酮轴:肾素-血管紧张素-醛固酮轴是调节血压、血容量、水与电解质平衡的重要调节系统。

(3)甲状旁腺素-降钙素-1,25-(OH)2D3调节系统:甲状旁腺素-降钙素-1,25-(OH)2D3调节系统主要调节骨代谢和钙、磷、镁等电解质代谢。

(4)能量代谢调节系统:脂肪组织已成为最大的内分泌器官,脂肪细胞可合成和分泌百余种激素,主要调节能量的摄取、消耗和脂肪代谢。

二、内分泌代谢病的诊断和鉴别诊断

内分泌代谢病大致分为激素生成过量、激素生成不足、靶器官对激素的反应异常、内分泌肿瘤四大类。其诊断包括功能诊断、病因诊断和定位诊断三个方面。激素来源异常是引起内分泌代谢病的主要原因。激素来源异常引起的内分泌代谢病可分为三种:第一种来源于内分泌腺或组织本身,多数内分泌代谢病属于此类,如垂体催乳素瘤、垂体生长激素瘤、垂体促肾上腺皮质激素瘤。第二种为异位(源)激素,不少非内分泌肿瘤分泌激素或类激素、内分泌肿瘤分泌某种激素或类激素(不属于此腺体应分泌的异种激素)可刺激相应内分泌腺或组织而分泌过多激素,或由其直接刺激靶细胞出现相应症候群,称异位激素综合征,这种非正常来源的激素或促激素称为异位(源)激素。如肺癌分泌促肾上腺皮质激素(ACTH)引起皮质醇增多症,分泌血浆抗利尿激素(ADH)引起血浆抗利尿激素分泌过多综合征,分泌血清素引起类癌综合征等。肺癌为非内分泌组织而能生成和释放ACTH、ADH或血清素等激素,属异源性。此种内分泌代谢病与恶性肿瘤密切相关,其症候群可先于、后于或与肿瘤同时发生,肿瘤切除后可随之获短期缓解。第三种为外源性激素,误服过多或过久使用激素类药物可对内分泌系统产生抑制作用,如糖皮质激素泼尼松会抑制下丘脑-垂体-肾上腺轴的功能,久之会使腺体萎缩,患者将出现医源性库欣综合征,如果骤停使用可引起停药症候群,甚至发生危象。

代谢性疾病包括产能物质代谢病及非产能物质代谢病。产能物质代谢病包括碳水化合物代谢病、脂质代谢病、蛋白质与氨基酸代谢病,非产能物质代谢病包括核酸代谢病、代谢性骨病、维生素缺乏症、水电解质代谢病等。代谢性疾病也分为营养性疾病和代谢障碍性疾病,营养性疾病一般按某一营养物质的不足或过多分类,代谢障碍性疾病一般按中间代谢的主要途径和先天性代谢缺陷与环境因素的主次来划分。营养性疾病和代谢障碍性疾病均包括蛋白质营养障碍、碳水化合物代谢障碍、脂类营养代谢障碍、维生素营养障碍、水电解质营养障碍、无机元素营养障碍、复合性营养障碍类疾病。

1.常见症状和体征

内分泌代谢病具有诸多症状和体征,可累及多个系统,常见的特异性症状和体征包括身材过高或矮小、肥胖或消瘦、多饮多尿、高血压伴低血钾、皮肤色素沉着、多毛与多发、皮肤紫纹和痤疮、男性乳房发育、突眼、溢乳闭经、骨痛与自发骨折等。体格检查时,需要注意营养发育状态、体型和骨骼、神经精神状态、智力、毛发、皮肤、四肢、眼结膜、视网膜、视力、听力,以及舌、齿、肝、脾等。三头肌皮褶厚度和上臂中段肌肉面积可分别用于判断机体脂肪存贮量和骨骼肌含量。

2.实验室检查与特殊检查

常用的检查包括血、尿常规,肝功、肾功、血糖、血脂、电解质、脂蛋白、无机元素、维生素、酶、免疫球蛋白、补体和血气分析等;激素及其代谢产物的检查是内分泌代谢病诊断的重要依据,其中包括激素分泌的动态试验等。代谢试验如糖耐量试验,氮平衡试验,水、钠、钾、钙、磷平衡试验等。而B超、CT、MRI、核素、血管造影等检查,可为疾病的定位诊断提供依据。

3.病因诊断

主要包括免疫学检查、病理检查、染色体检查、分子生物学检查等,通常用组织化学、免疫组织化学等方法通过光学显微镜和电子显微镜观察来判断组织、器官病变。近年来已开始用末梢血液红细胞和白细胞分离技术、细胞培养等方法进行染色体、酶系检查来诊断先天代谢性疾病。

三、内分泌代谢病的治疗

1.内分泌腺功能亢进型疾病的治疗

(1)手术治疗:手术治疗包括激素分泌性肿瘤和增生性疾病,如毒性弥漫性甲状腺肿(GD)、Cushing综合征(库欣综合征)、垂体瘤、毒性甲状腺结节、甲状旁腺腺瘤、嗜铬细胞瘤等,切除病灶后可迅速改善病情。

(2)药物治疗:用药物阻断或抑制激素的合成或分泌是治疗内分泌功能亢进症的常用方法,例如硫脲类和咪唑类药物治疗甲状腺功能亢进症等。

(3)核素治疗:常用于内分泌恶性肿瘤、良性肿瘤或非肿瘤性内分泌腺功能亢进症的治疗,如131I治疗GD等。

(4)放射治疗:例如用γ刀、深度X线治疗内分泌肿瘤。

(5)介入治疗:采用动脉栓塞介入治疗肾上腺、甲状腺、甲状旁腺和胰岛的肿瘤等。

2.内分泌腺功能减退型疾病的治疗

(1)激素替代治疗:该方法是病因不能根除的内分泌代谢病最重要的治疗方法,如外源性补充甲状腺激素、胰岛素等。

(2)药物治疗:应用药物刺激激素分泌或增强某种激素的作用,如用磺脲类药物治疗糖尿病。

(3)器官、组织或细胞移植:如胰岛细胞移植治疗1型糖尿病等。

3.对症治疗

(1)避开和限制环境因素:例如葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)缺乏症的患者,不能进食蚕豆和对乙酰氨基酚、阿司匹林、磺胺、伯氨喹等药物,苯丙酮尿症患者限制进食含苯丙氨酸的食物等。

(2)替代治疗:例如蛋白缺乏症应补充蛋白质,有些代谢性疾病是由于酶反应辅助因子的维生素合成不足,或由于酶缺陷导致与维生素辅酶因子的亲和力降低所引起,因此补充相应的维生素可纠正代谢异常。例如胱硫醚β-合成酶缺乏所致的高胱氨酸尿症,除给予低蛋氨酸饮食外,对维生素B6有效果的患者,可用大剂量维生素B6及叶酸治疗。

(3)调整治疗:如用别嘌醇抑制尿酸生成以治疗痛风,以青霉胺促进肝豆状核变性患者的铜排出等。

四、内分泌代谢病的研究进展和展望

在内分泌代谢病的诊断方面,近年来发展起来的免疫多聚酶链反应法检测的灵敏度和特异性较放射免疫法明显提高。而诊断方面,核素标记的激素受体配体法、PET-CT等具有良好的定量和定时优点。在治疗方面,新型药物层出不穷,在增强疗效、延长作用时间、降低副作用等方面均取得了很大进展,且随着腔镜下微创手术及术中血清激素快速检测技术的广泛应用,诊断和治疗的精准程度越来越高。基础研究方面,以基因组学和蛋白组学为指导进行的反向内分泌学研究逐渐成熟,现代内分泌学研究的重点将集中在细胞发育分化的信号通路和网络调节机制上。这些新兴学科和技术的发展将会极大地推动内分泌代谢病发病机制的探索进程。