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2014-01-26T05:11:03Z

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[[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）。

{{图片|gmeljew8.gif|[[人胰岛素]]的[[化学]]结构}}

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]]。

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[[酪氨酸]]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。

=== （二）胰岛素分泌的调节===

1．血糖的作用血糖浓度是调节胰岛素分泌的最重要因素，当血糖浓度升高时，胰岛素分泌明显增加，从而促进血糖降低。当血糖浓度下降至正常水平时，胰岛素分泌也迅速恢复到基础水平。在持续[[高血糖]]的刺激下，胰岛素的分泌可分为三个阶段：血糖升高5min内，胰岛素的分泌可增加约10倍，主要来源于B细胞贮存的激素释放，因此持续时间不长，5-10min后胰岛素的分泌便下降50%；血糖升高15min后，出现胰岛素分泌的第二次增多，在2-3h达高峰，并持续较长的时间，分泌速率也远大于第一相，这主要是激活了B细胞胰岛素[[合成酶]]系，促进了合成与释放；倘若高血糖持续一周左右，胰岛素的分泌可进一步增加，这是由于长时间的高血糖刺激B细胞[[增生]]布引起的。

2．氨基酸和脂肪酸的作用许多氨基酸都有刺激胰岛素分泌的作用，其中以[[精氨酸]]和[[赖氨酸]]的作用最强。在血糖浓度正常时，血中氨基酸含量增加，只能对胰岛素的分泌有轻微的刺激作用，但如果在血糖升高的情况下，过量的氨基酸则可使血糖引起的胰岛素分泌加倍增多。务右脂肪酸和酮体大量增加时，也可促进胰岛素分泌。

3．激素的作用影响胰岛素分泌的激素主要有：①胃肠激素，如[[胃泌素]]、[[促胰液素]]、[[胆囊收缩素]]和[[抑胃肽]]都有促胰岛素分泌的作用，但前三者是在药理剂量时才有促胰岛素分泌作用，不像是一引起[[生理]]刺激物，只有抑胃肽（GIP）或称依赖葡萄糖的促胰岛素[[多肽]]（glucose-dependentinsulin-stimulating polypeptide）才可能对胰岛素的分泌起调节作用。GIP是由[[十二指肠]]和[[空肠]]粘膜分泌的，由43个氨基酸组成的[[直链]]多肽。实验证明，GIP刺激胰岛素分泌的作用具有依赖葡萄糖的特性。[[口服葡萄糖]]引起的高血糖和GIP的分泌是平行的，这种平行关系的绘双导致胰岛素的迅速而明显的分泌，超过了[[静脉注射]]葡萄糖所引起的胰岛素分泌反应，。有人给[[大鼠]]口吸取葡萄糖并注射GIP[[抗血清]]，结果使血中[[葡萄]]浓度升高，而胰岛素水平却没有明显升高，因此可以认为，在肠内吸收葡萄糖期间，GIP是[[小肠]]粘膜分泌的一种主要的肠促胰岛素因子。除了葡萄糖外，小肠吸收氨基酸、脂肪酸及[[盐酸]]等也能刺激GIP的释放。有人将胃肠激素与胰岛素分泌之间的关系称为“肠-[[胰岛]]轴”，这一调节作用具有重要的生理意义，使食物尚在肠道中时，胰岛素的分泌便已增多，为即将从小肠吸收的糖、氨基酸和脂肪酸的利用做好准备；②[[生长素]]、[[皮质醇]]、[[甲状腺激素]]以及[[胰高血糖素]]告示可通过升高血糖浓度而间接刺激胰岛素分泌，因此长期大剂量应用这些激素，有可能使B细胞[[衰竭]]而导致糖尿病；③胰岛D[[细胞分泌]]的生长抑至少可通过[[旁分泌]]作用，抑制胰岛素和胰高血糖的分泌，而胰高血糖素也可直接刺激B细胞分泌胰岛素（图11-22）。

{{图片|gmeljb2m.gif|胰岛细胞的分布及其分泌激素之间的相互影响}}

图11-22 胰岛细胞的分布及其分泌激素之间的相互影响

→表示促进 ----→表示抑制 GIH：[[生长抑素]]

4．[[神经调节]]　胰岛受[[迷走神经]]与[[交感神经]]支配。刺激迷起[[神经]]，可通过[[乙酰胆碱]]作用于M受体，直接促进胰岛素的分泌；迷走神经还可通过刺激胃肠激素的释放，间接促进胰岛素的分泌。交感神经兴奋时，则通过[[去甲肾上腺素]]作用于α<sub>2</sub>受体，抑制胰岛素的分泌。
==参看==
*[[胰岛素]]
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生理学/胰岛素 - 版本历史

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