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第七节 胰岛 胰岛素,胰高血糖素
来源:医学全在线 更新:2007/8/24 字体:

第七节 胰 岛

人类的胰岛细胞按其染色和形态学特点,主要分为a细胞、b细胞、d细胞及pp细胞。a细胞约占胰胰岛细胞的20%,分泌胰主血糖素(glucagon);b细胞占胰岛细胞的60%-70%,分泌胰岛素(insulin);d细胞占胰岛细胞的10%,分泌生成抑素;pp细胞数量很少,分泌胰多肽(pancreatic polyeptide)。

一、胰岛素

胰岛素是含有51个氨基酸的小分子蛋白质,分子量为6000,胰岛素分子有靠两个二硫键结合的a链(21个氨基酸)与b链(30个氨基酸),如果二硫键被打开则失去活性(图11-21)。b细胞先合成一个大分子的前胰岛素原,以后加工成八十六肽的胰岛素原,再经水解成为胰岛素与连接肽(c肽)。

图11-21 人胰岛素的化学结构

胰岛素与c肽共同释入血中,也有少量的胰岛素原进入血液,但其生物活性只有胰岛素的3%-5%,而c肽无胰岛素活性。由于c肽是在胰岛素合成过程产生的,其数量与胰岛素的分泌量有平行关系,因此测定血中c肽含量可反映b细胞的分泌功能。正常人空腹状态下血清胰岛素浓度为35-145pmol/l。胰岛素在血中的半衰期只有5min,主要在肝灭活,肌肉与肾等组织也能使胰岛素失活。医学.全在线www.med126.com

1965年,我国生化学家首先人工合成了具有高度生物活性的胰岛素,成为人类历史上第一次人工合成生命物质(蛋白质)的创举。

(一)胰岛素的生物学作用

胰岛素是促进合成代谢、调节血糖稳定的主要激素。

1.对糖代谢的调节 胰岛素促进组织、细胞对葡萄糖的摄取和利用,加速葡萄糖合成为糖原,贮存于肝和肌肉中,并抑制糖异生,促进葡萄糖转变为脂肪酸,贮存于脂肪组织,导致血糖水平下降。

胰岛素缺乏时,血糖浓度升高,如超过肾糖阈,尿中将出现糖,引起糖尿病

2.对脂肪代谢的调节 胰岛素促进肝合成脂肪酸,然后转运到脂肪细胞贮存。在胰岛素的作用下,脂肪细胞也能合成少量的脂肪酸。胰岛素还促进葡萄糖进入脂肪细胞,除了用于合成脂肪酸外,还可转化为α-磷酸甘油,脂肪酸与α-磷酸甘油形成甘油三酯,贮存于脂肪细胞中,同时,胰岛素还抑制脂肪酶的活性,减少脂肪的分解。

胰岛素缺乏时,出现脂肪代谢紊乱,脂肪分解增强,血脂升高,加速脂肪酸在肝内氧化,生成大量酮体,由于糖氧化过程发和障碍,不能很好处理酮体,以致引起酮血症与酸中毒

3.对蛋白质代谢的调节 胰岛素促进蛋白质合成过程,其作用可在蛋白质合成的各个环节上:①促进氨基酸通过膜的转运进入细胞;②可使细胞核的复制和转录过程加快,增加dna和rna的生成;③作用于核糖体,加速翻译过程,促进蛋白质合成;另外,胰岛素还可抑制蛋白质分解和肝糖异生。

由于胰岛素能增强蛋白质的合成过程,所以,它对机体的生长也有促进作用,但胰岛素单独作用时,对生长的促进作用并不很强,只有与生长素共同作用时,才能发挥明显的效应。

近年的研究表明,几乎体内所有细胞的膜上都有胰岛素受体。胰岛素受体已纯化成功,并阐明了其化学结构。胰岛素受体是由两个α亚单位和两个β亚单位构成的四聚体,α亚单位由719个氨基酸组成,完全裸露在细胞膜外,是受体结合胰岛素的主要部位。α与α亚单位、α与β亚单位之间靠二硫键结合。β亚单位由620个氨基酸残基组成,分为三个结构域:n端194个氨基酸残基伸出膜外;中间是含有23个氨基酸残基的跨膜结构域;c端伸向膜内侧为蛋白激酶结构域。胰岛素受体本身具有氨酸蛋白激酶活性,胰岛素与受体结合可激活该酶,使受体内的酪氨酸残基发生磷酸化,这对跨膜信息传递、调节细胞的功能起着十分重要的作用。关于胰岛素与受体结合启动的一系列反应,相当复杂,尚不十分清楚。

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