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《疾病史:15种重大疾病认识与干预的重大转折》——糖尿病(3)

已有 324 次阅读 2025-5-15 22:28 |个人分类:医学史话|系统分类:科普集锦

三、糖化学赋能:从尿糖、血糖检测到动态监控

上文提到,胰岛素的发现与血糖水平的测定密切相关,而胰岛素的提纯也与其检测方法不可分割。可见,实证科学的进步少不了技术方法的支持,二者相互促进,形成加速效应。

(一)糖化学的发展史

人类对糖类物质从认知、利用到科学研究的漫长过程,涉及古代文明的应用、近代化学的突破以及现代生物化学的深入探索。1769 年,当糖尿病(diabetes mellitus)被正式确立以后,关于糖的研究以及尿糖、血糖的测定就成为科学家研究的焦点,这也带来了糖化学的蓬勃发展。

1838年,科学家在一篇《对于自然糖的化学性质的研究》的论文中写道:“那些来源自葡萄、淀粉、蜂蜜甚至导致糖尿病的物质具有相同的构成和属性,将这种单一物质命名为葡萄糖。”19世纪初,化学家发现糖的组成元素为碳、氢、氧,并归类为碳水化合物;1847年,路易·巴斯德(Louis Pasteur)发现葡萄汁中的两种旋光异构体(左旋和右旋酒石酸),揭示糖的立体化学特性。

因葡萄糖在生物体中的重要地位,德国化学家费歇尔埃米尔·费歇尔(Emil Fischer)1892年确定了葡萄糖的链状结构及其立体异构体,并因此获得1902年诺贝尔化学奖。

亚瑟·哈登(Arthur Harden)和汉斯·冯·奥伊勒-凯尔平(Hans von Euler-Chelpin)因酶催化糖发酵的机制研究获1929年诺贝尔化学奖;1920-30年代,沃尔特·霍沃思(Walter Haworth)提出糖的环状结构(吡喃糖和呋喃糖),并完成维生素C(抗坏血酸)的合成,获1937年诺贝尔化学奖。

1950年代,X射线晶体学和核磁共振(NMR)技术推动了糖分子三维结构的精确解析。1940-60年代,发现糖在生物体内的核心作用,如糖酵解途径(能量代谢)、糖蛋白(细胞识别)和糖原(能量储存);1970年代,糖生物学作为独立学科兴起,研究糖链在细胞通讯、免疫反应和疾病中的作用。

(二)血糖、尿糖检测方法的革新

19世纪中叶,科学家开始通过尿液分析间接推测血糖水平,因当时技术限制,无法直接测量血液中的葡萄糖。医生发现糖尿病患者尿液中含有糖分,并尝试通过尿液颜色、气味等物理性质变化进行判断,但方法粗糙且缺乏特异性。

1908年,拜耳公司推出的Clinitest试剂片成为首个商业化尿糖检测工具。该试剂基于化学反应(如班氏试剂)使尿液中的葡萄糖与试剂反应后变色,通过比色法半定量评估血糖水平。尽管操作复杂且易受其他糖类干扰,但为糖尿病诊断提供了初步依据。

1945年,艾姆斯公司对Clinitest试剂片进行工艺优化,提高了检测的便捷性。然而,尿糖检测仍存在显著缺陷,如无法实时反映血糖波动,且受肾功能影响较大,仅能作为血糖控制的辅助参考。

早期的血糖检测采用邻甲苯胺法,通过酸性环境下葡萄糖与试剂的显色反应判断浓度。但该方法特异性差,易受半乳糖、抗坏血酸等物质干扰,且对实验设备腐蚀性强,逐渐被淘汰。

葡萄糖氧化酶(GOD)法诞生于20世纪60年代,由于其显著地提高了检测特异性,成为临床实验室的主流方法,并被世界卫生组织推荐为标准之一。后续发展的己糖激酶(HK)法,结合NADP还原反应实现更精准的定量分析,进一步提升了检测精度。

1965年,第一代便携式血糖仪即水洗式血糖仪诞生,但设备体积庞大(约25厘米),仅限医院使用。1980年代,艾姆斯公司推出Ames Dextrometer,首次实现家庭自测,且采血量减少,检测时间缩短。此后,电化学法血糖仪(第四代)取代比色法,通过检测电流信号提升精度。第五代血糖仪引入多部位采血技术(如上臂、手掌),采血量降至0.3微升,并采用虹吸式设计减少操作步骤,显著降低了患者的疼痛与心理负担。

传统血糖仪仅能提供单点数据,无法捕捉血糖动态变化。这一局限性催生了连续血糖监测(CGM)技术的研发,1999年美敦力MiniMed系统的问世,首次实现72小时连续监测。随后的检测技术一步步突破,形成了传感器寿命延长、智能化集成等,迈向“人工胰腺”。

总之,从尿糖的定性分析到血糖的精准定量,经历了化学试剂、酶法、电化学等多阶段的革新,不仅解决了糖尿病诊断的迫切需求,也为后续动态监测、无创技术的研发奠定了基础,体现了医学技术从粗放到精细、从实验室到日常应用的演变逻辑。

四、治疗探索:从内科、外科到中西医结合

(一)中医治疗的局限性

基于消渴病概念的模糊性,及其病机认识虚拟性,中医学对于糖尿病治疗存在着很大的局限性。

对消渴病的治疗源于张仲景,《金匮要略》以肺胃热盛伤津、肾虚为病机,以人参白虎汤清泻肺胃,肾气丸补肾助气,首开消渴病辨证论治鼻祖之方。

孙思邈《千金要方·消渴淋闭方》在治疗上承《内经》“内热”之说,以清热泻火、生津止渴为大法,喜用苦寒、甘寒、清补药物,重用花粉、麦冬、地黄、黄连等药物,创玉泉丸、黄连丸等名方,其中《备急千金要方》载方 53首,《千金翼方》载方 23 首,其所载药物共达 142种。并提倡药食同疗,以清热生津药物与有滋补作用的食物长服,既清又补,符合消渴病慢性病的特点。

宋代《太平圣惠方》以“三消”论治,依主症、预后等分为 14 类方177首,覆盖范围广泛,既包括现代所说消渴病初期症状,还包括中晚期临床表现。

刘河间在《三消论》中归纳其治则为:“补肾水阴寒之虚,泻心火阳热之实,除肠胃燥热之甚,济身中浸液之衰。”经过金元时期诸医家的发展,形成了一套较成熟的消渴病治疗法则,即清热泻火、养阴生津,主要中药有花粉、麦冬、地黄、黄连等。

明代医家对消渴病治疗最有影响者的“益气”学说。戴思恭于《证治要诀·三消》云:“三消得之气之实,血之虚,久久不治,气尽虚,则无能为力矣”,在用药上倍崇黄芪。另一位医家李梴进一步充实了益气之说,将补益重点落实在脾肾二脏。

清代对消渴病论治提出了“从肝论治”和“从痰论治”的观点。黄元御在《四圣心源》明确提出:“消渴者,足厥阴肝之病也”,被誉为“是活国手”的费伯雄则提出从痰治疗消渴病。

现代医家明确知晓糖尿病的诊断,中医也基本上从消渴病转到糖尿病的诊疗上,并对其并发症提出了活血化瘀的治疗法则。为此,仝小林院士[仝小林,刘文科,甄仲,陈欣燕. 糖尿病中医研究的历史、现状及展望. 中国新药杂志,20112021):18-21]提出了三点看法:一是糖尿病研究的过去,囿于传统理论,始终没有明确降糖治疗的核心地位;二是糖尿病研究的现状,由于创新中医理论,与国际研究接轨,在降糖方面取得突破;三是糖尿病研究的未来,要抓两头,带中间,力争在糖尿病前期和并发症上取得突破。

显然,现代中医已经不满足于过去消渴病的模糊诊断,也不满足于辨证论治的对症处理,正在结合结合现代医学的发病机理,重视降糖的种种措施及并发症处理。但是,这种进步仍然局限在经验医学的范畴,需要进一步拥抱现代基础医学,促进自身的诊疗技术革新。

(二)基础医学指引下的治疗学进步(未完待续)



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