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调节胰岛素分泌的因素有哪些?

 精彩教师之家 2012-04-12
女性孕期血糖偏高是一种常见的现象。下图为进食葡萄糖后,孕妇与正常女性(非孕妇)血糖浓度变化的数据记录。下列分析错误的是

调节胰岛素分泌的因素有哪些?

    A.正常女性的胰岛B细胞对血糖变化较敏感,产生胰岛素速度较快

    B.血糖浓度升高是胰岛素浓度升高的直接刺激因素

    C.孕妇血糖浓度升高可能的原因是体内的靶细胞对胰岛素的敏感性降低

    D.孕妇一旦确诊为妊娠期糖尿病,就必须要及时控制糖类摄入量

    答案是:B

    本人觉得没有什么问题,理由如下:葡萄糖是刺激胰岛素分泌最主要的因素。人体摄人糖类食物后,血浆胰岛素浓度可升高510倍。生理情况下,右旋葡萄糖对胰岛素分泌的刺激作用最强。由于葡萄糖可以自由进人胰岛β细胞,并在β细胞中代谢,故能直接刺激胰岛素合成和分泌。

    另外,口服葡萄糖对胰岛素分泌的刺激作用强于静脉滴注时,说明胃肠激素能增强葡萄糖对胰岛素的刺激作用。cAMP对胰岛素的分泌也有刺激作用,cAMP的作用可能是作为葡萄糖敏感的胰岛素分泌步骤中的阳性协调器。无葡萄糖存在的情况下,cAMP对胰岛素分泌只能起弱的刺激作用。细胞内Ca2+升高被认为是胰岛素从β细胞释放最终的激发机制。一个体外刺激 Ca2+释放的弱刺激剂一醛糖,已被证明能增加β细胞Ca2+的浓度。葡萄糖对Ca2+流动有以下作用:①葡萄糖刺激使β细胞对Ca2+的摄取增加。②葡萄糖使Ca2+从细胞释出减少。③葡萄糖诱导cAMP生成增多,后者促使Ca2+从线粒体释放到细胞中去。cAMP增加贮存在细胞内钙动员而刺激胰岛素分泌。

   总之,胰岛素分泌的直接刺激因素还是好多,B答案错在血糖浓度升高是胰岛素浓度升高的直接刺激因素之一。调节胰岛素分泌的因素有以下一些:

    (一)葡 萄 糖

    葡萄糖是刺激胰岛素分泌最主要的因素。人体摄人糖类食物后,血浆胰岛素浓度可升高5~10倍。生理情况下,右旋葡萄糖对胰岛素分泌的刺激作用最强。由于葡萄糖可以自由进人胰岛β细胞,并在β细胞中代谢,故能直接刺激胰岛素合成和分泌。

    从以下4方面可以证明:①所有影响葡萄糖在β细胞代谢的因素均可影响胰岛素的分泌;②葡萄糖能增加胰岛细胞糖酵解中间物的浓度;③抑制葡萄糖代谢的成分(甘露庚酮糖和2-脱氧葡萄糖)干扰胰岛素分泌;④右旋葡萄糖有α和β两个同分异构体,α型在β细胞内的代谢比β型充分,故它对胰岛素分泌的刺激作用强于后者。

口服葡萄糖对胰岛素分泌的刺激作用强于静脉滴注时,说明胃肠激素能增强葡萄糖对胰岛素的刺激作用。

cAMP对胰岛素的分泌也有刺激作用,cAMP的作用可能是作为葡萄糖敏感的胰岛素分泌步骤中的阳性协调器。无葡萄糖存在的情况下,cAMP对胰岛素分泌只能起弱的刺激作用。

    细胞内Ca2+升高被认为是胰岛素从β细胞释放最终的激发机制。一个体外刺激 Ca2+释放的弱刺激剂一醛糖,已被证明能增加β细胞Ca2+的浓度。葡萄糖对Ca2+流动有以下作用:①葡萄糖刺激使β细胞对Ca2+的摄取增加。②葡萄糖使Ca2+从细胞释出减少。③葡萄糖诱导cAMP生成增多,后者促使Ca2+从线粒体释放到细胞中去。cAMP增加贮存在细胞内钙动员而刺激胰岛素分泌。

    β细胞内Ca2+浓度的升高是由膜电位改变引起的,β细胞膜上有一个对ATP敏感的特殊钾通道,ATP缺乏时通道开放,反之则关闭。当葡萄糖浓度升高到刺激阈以上时,代谢产生的能量使膜内侧的ATP和ATP/ADP比例升高,K+-ATP通道关闭。细胞内K+逐渐升高,膜去极化,随之出现动作电位。与此同时,膜上Ca2+通道开放,细胞外Ca2+大量流人细胞内,胞浆Ca2+浓度急聚上升,激活胰岛素分泌的效应器,使胰岛素分泌被启动。葡萄糖浓度越高,动作电位的振幅越大,Ca2+的流人量就越大,胰岛素分泌也增多。由此可见,K+-ATP通道是β细胞分泌调控的重要控制位点。

    葡萄糖除刺激钙进入外,在某些条件下可能导致细胞内钙的螯合和逸出,因此,在某些病情控制差的2型糖尿病人,高血糖抑制胰岛素的释放。

    cGMP也能促进胰岛素的释放,但能抑制其合成。此外,葡萄糖在细胞内代谢提供的能量及辅助因子,对胰岛素的合成和分泌也很重要。

    胰岛素对葡萄糖反应的动力学特征是它的双相分泌机制:第一时相为快速分泌相;β细胞接受葡萄糖刺激后1分钟内开始,2分钟达到高峰,持续3~5分钟后降弱。第二时相是延迟分泌相;葡萄糖摄人后5~10分钟开始,胰岛素水平呈梯度增加,一直持续到l小时以后。胰腺灌注实验发现,蛋白质合成的抑制剂--嘌呤霉素,能减弱第二时相。但对胰岛素释放的早期相没有影向。Port D.J等人的研究发现,β细胞内存在2个胰岛素释放池。一个是由先合成的胰岛素组成的即刻释放池,在快速分泌相排出;另一个是由新合成的胰岛素和少量胰岛素原及贮存胰岛素组成的继续释放池,在第二时相时分泌。

    (二)氨 基 酸

    蛋白质消化、单个氨基酸或复合氨基酸灌注均刺激胰岛素分泌,精氨酸、赖氨酸及亮氨酸的作用最强。如葡萄糖一样,口服消化的氨基酸对胰岛素分泌刺激超过静脉滴注氨基酸,说明此时抑胃肽(GIP)分泌增加,加强氨基酸对胰岛素分泌的刺激作用。体内不能代谢的亮氨酸及精氨酸类似物也刺激胰岛素分泌.提示这种刺激作用可能与氨基酸通过细胞膜的运转过程有关。氨基酸除直接刺激胰岛素外.也能通过增加葡萄糖和生长激素的分泌刺激胰岛素释放。葡萄糖和氨基酸对胰岛素的分泌具有协同作用。

    (三)游离脂肪酸

    血中游离脂肪酸和酮体大量增加时,也刺激β细胞释放胰岛素,这可能是防止脂肪动员过多,酮体产生过多的一种反馈调节,但游离脂肪酸及酮体对胰岛素分泌调节的生理意义,还有待于进一步研究。

    (四)胃肠激素

    口服葡萄糖对胰岛素分泌的刺激明显强于静脉滴注葡萄糖后,说明一些胃肠激素也能刺激胰岛素分泌。但是,作为刺激胰岛素分泌合格的生理调节器的多肽,必须具备两条标准:①食物吸收后它的浓度必须升高;②在生理浓度时,能刺激葡萄糖介导的胰岛素释放。在已知可能刺激胰岛素分泌的胃肠激素,如胃泌素、促胰液肽、舒血管肠肽、胆囊收缩素(CCK)和抑胃肽中,只有抑胃肽符合以上标准。

    GIP是含有43个氨基酸的多肽,分子量为5150。人和狗的十二指肠有分泌GIP的细胞。口服葡萄糖负荷后,血糖升高的同时,血清GIP水平也升高,并刺激胰岛素分泌,以防止血糖过高。空腹静脉滴注生理量的GIP不能刺激胰岛素分泌;但在注射葡萄糖的同时滴注GIP,则有刺激胰岛素分泌的作用。说明GIP是肠一胰岛轴的肠部信号物质,必须在血糖从空腹水平升高时发挥作用。GIP刺激胰岛素分泌可能是由于激活腺苷酸环化酶,使cAMP水平升高所致。胰岛素对GIP分泌有负反馈作用,即血浆胰岛素水平升高时,GIP分泌受抑制。但只对甘油三酯所引起的GIP分泌而言,对葡萄糖引起GIP分泌无此作用。

    GIP分泌受神经调节,注射阿托品后,由葡萄糖引起的GIP分泌反应减弱,β肾上腺素阻断剂能使葡萄糖刺激的GIP分泌增强,相反,β肾上腺素兴奋剂使此反应受到抑制。

    (五)神经和神经激素调节

    儿茶酚胺-肾上腺素及去甲肾上腺素,通过胰岛细胞中的α-肾上腺素能受体介导的作用抑制葡萄糖刺激的胰岛素释放。β细胞具有α和β双相受体系统,α肾上腺素能受体被激活,抑制胰岛素分泌,而激活β肾上腺素能受体则使胰岛素分泌增加。由于β细胞膜上的α受体较多,故肾上腺素主要刺激α受体,从而抑制胰岛索分泌。在基础状态时,α、β受体的兴奋保持平衡,使基础胰岛素分泌量维持在正常水平。Porter等人的研究发现,胰岛细胞中肾上腺素能受体通过改变细胞内cAMP浓度,影响胰岛索分泌。

    中枢神经系统通过交感神经系统调节胰岛素的分泌。电刺激下丘脑腹内侧核,能抑制胰岛素释放,行肾上腺切除术后则无此反应。说明交感神经的调节怍用是肾上腺髓质儿茶酚胺的作用。

中枢神经系统也可通过副交感神经影响胰岛素的分泌。电刺激下丘脑腹外核(副交感神经中枢)可以引起胰岛素分泌增多;破坏双侧腹外核后,胰岛素分泌减少。饥饿、运动、应激,可通过神经反射,影响一些激素的分泌,最终抑制胰岛素分泌。

    在胰岛细胞内,影响胰岛素分泌的其他神经介质是5羟色胺及多巴胺。5羟色胺的作用具有种属特异性,其对人及狗胰岛素的分泌可能具有或没有作用,但抑制金黄色豚鼠及白兔胰岛素的释放。体外的实验发现,多巴胺能抑制胰岛素的释放。前列腺素A也能抑制人和狗的胰岛素分泌,2型糖尿病人胰岛素分泌的减少,可能部分是由前列腺素介导的。环氧化酶途径对胰岛素分泌也有抑制作用,而脂氧化酶途径则刺激胰岛素释放。天然存在的吗啡类(脑啡肽,内啡肽)自身不能刺激胰岛素分泌,但可能增强葡萄糖和醛糖的作用,使cAMP水平和钙的吸收增加而刺激胰岛素分泌。

    (六)生长抑素

    生长抑素是30个氨基酸的多肽,作为生长激素释放抑制因子首先从下丘脑分离,随之利用免疫荧光技术证明在胰腺胰岛细胞、胃窦、胃肠道的空肠细胞及脑的不同区域存在。生长抑素除干扰生长激素分泌外,且抑制胰岛素和胰高血糖素的释放。利用体外技术已经证明,生长抑素直接影响胰岛素的分泌。Sunvan等人的研究证明,能将生长抑素从其结合位置置换的生长抑素类似物也能抑制胰岛素分泌。

    生长抑素除影响胰岛细胞和生长激素分泌外,也抑制不同胃肠激素;包括促胃液素、CCK和肠促胰液素的分泌,并减少葡萄糖吸收、降低内脏血流及减少胃肠蠕动。

    生长抑素对于胰岛细胞和胰高血糖素分泌及营养吸收调节上的确切的生理作用尚不清楚。已报道葡萄糖和脂肪消化后生长抑素浓度升高,生长抑素可能是营养吸收的调解剂。生长抑素通过释放进入β和α细胞的间质,调节胰岛素和胰高糖素分泌,此即为旁分泌作用。

    (七)其他激素

    在GH缺乏的侏儒病人中,可见到基础的、葡萄糖刺激后及精氨酸诱导的胰岛素水平减少。而肢端肥大症患者常伴有高膜岛素血症。胰高血糖素对β细胞分泌具有刺激作用,胰高血糖素作用β细胞刺激胰岛素分泌,而胰岛素又对α细胞分泌胰高血糖素产生反馈作用,这种作用可能是通过改变细胞内cAMP的浓度实现的。胰岛素促进α细胞内磷酸二脂酶的合成使cAMP减少.抑制胰高血糖素分泌,从而减弱其对β细胞的刺激作用。

    使用外源性肾上腺皮质激素、雌激素、孕激素和甲状旁腺激素,及体内这些激素分泌增高时均可见血浆胰岛素水平增加。在这种情况下,葡萄糖水平不但不减少有时甚至升高,这可能意味着这些激素的改变伴随着对胰岛素作用的抵抗。但这些激素对胰岛素分泌的直接作用有待于探讨。

 

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