臨床生物化學/血糖濃度的調節
| 醫學電子書 >> 《臨床生物化學》 >> 糖代謝紊亂 >> 糖代謝紊亂概述 >> 血糖濃度的調節 |
| 臨床生物化學 |
|
|
血液濃度能維持相對恆定是由於機體內存在一整套高效率的調節機制，精細地控制著血糖的來源與去路，使之達到動態平衡。
（一）神經系統的調節作用
神經系統對血糖濃度的調節作用主要通過以下丘腦和自主神經系統對所控制激素的分泌，後者再通過影響血糖來源與去路關鍵酶的活性來實現。神經系統的調節最終通過細胞水平的調節來達到目的。
下丘腦一方面通過內臟神經作用於腎上腺髓質，刺激腎上腺素的分泌；另一方面也作用於胰島α-細胞，使其分泌胰高血糖素；同時還可以直接作用於肝。三方面共同作用的結果是使肝細胞的磷酸化酶活化，使糖原分解加速；糖異生關鍵酶的活性增加，糖異生作用增加，從而使血糖濃度升高。
下丘腦了可通過迷走神經興奮，使胰腺β-細胞分泌胰島素，同時還可直接作用於肝，使肝細胞內糖原合成酶活化，促進肝糖原的合成；此外還抑製糖異生途徑，促進糖的氧化和轉化，總體上使血糖的去路增加，來源減少，最終達到使血糖濃度降低的目的。
（二）激素的調節作用
調節血糖濃度的激素可分為兩大類，即降低血糖濃度的激素和升高血糖濃度的激素。各類激素調節糖代謝反應從而影響血糖濃度的機制在表3-1中簡要說明。
表3-1 激素對血糖濃度的調節作用
| 降低血糖的激素 | 升高血糖的激素 | ||||
| 激素 | 對糖代謝影響 | 促進釋放的主要因素 | 激素 | 對糖代謝影響 | 促進釋放的主要因素 |
| 胰島素 | 1.促進肌肉、脂肪組織細胞膜對葡萄糖通透性，使血糖容易進入細胞內(肝、腦例外) | 高血糖、高胺基酸、迷走神經興奮、胰泌素、胰高血糖素 | 腎上腺素 | 1.促進肝糖分解為血糖 | 交感神經興奮,低血糖 |
| 2.促進肝葡萄糖激酶活性，使血糖易進入肝細胞內合成肝糖原 | 2.促進肌糖原酵解 | ||||
| 3.促進糖氧化分解 | 3.促進糖異生 | ||||
| 4.促進糖轉變成脂肪 | 胰糖高血素 | 1.促進肝糖原分解成血糖 | 低血糖、低胺基酸、促胰酶素(肝囊收縮素) | ||
| 5.抑製糖異生 | 2.促進糖異生 | ||||
| 糖皮質激素 | 1.促進肝外組織蛋白質分解生成胺基酸 | 應激 | |||
| 2.促進肝內糖異生 | |||||
| 生長素 | 早期：有胰島素樣作用(時間很短) | 低血糖,運動,應激 | |||
| 晚期：有抗胰島素作用(主要作用) | |||||
1．胰島素胰島素是胰島β細胞分泌的一種蛋白類激素，由51個胺基酸組成。血中葡萄糖或胺基酸濃度高時，可促進胰島素的分泌。
胰島素對血糖的調節機制，首先是使肌肉和脂肪組織細胞膜對葡萄糖的通透性增加，利於血糖進入這些組織進行代謝。胰島素還能誘導葡萄糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶的合成，加速細胞內葡萄糖的分解利用。胰島素通過使細胞內cAMP含量減少，激活糖原合成酶和丙酮酸脫氫酶系，抑制磷酸化酶和糖異生關鍵酶等，使糖原合成增加，糖的氧化利用、糖轉變為脂肪的反應增加，血糖去路增快；使糖原分解和糖異生減少或受抑制，使血糖來源減少，最終使血糖濃度降低。
近年來從人血清中分離出的類胰島素生長因子（insulin-likegrowthfactor，IGF，也稱somatomedins）其化學結構和生物學特性類似胰島素，但IGF的免疫學性質與胰島素完全不同。IGF通過IGF受體和胰島素受體而發揮作用。但IGF促進血糖降低的快速效應僅相當於胰島素的一部分，例如：①促進脂肪細胞轉變、攝取和氧化葡萄糖，併合成脂肪的強度僅為胰島素的1/50或1/100；②對心肌細胞攝取葡萄糖的作用為胰島素的1/2或1/5；對骨骼肌攝取、氧化葡萄糖及合成糖原的作用只有胰島素的1/20。IGF的長期效應是促進生長。
2．胰高血糖素是胰島α細胞合成和分泌的由29個胺基酸組成的肽類激素，分子量為3500。其一級結構和一些胃腸道活性肽如胰泌素、腸抑制胃肽（GIP）等類似。血糖降時胰高血糖素分泌增加，高糖飲食後其分泌則減少。
胰高血糖素主要通過提高靶細胞內cAMP含量達到調節血糖濃度的目的。細胞內的cAMP可激活依賴cAMP的蛋白激酶，後者通過酶蛋白的共價修飾改變細胞內酶的活性，即激活糖原分解和糖異生的關鍵酶，抑製糖原合成和糖氧化的關鍵酶，使血糖升高。該蛋白激酶還激活脂肪組織的激素敏感性脂肪酶，加速脂肪的動員和氧化供能，減少組織對糖的利用，從而加重血糖升高。目前認為，胰高血糖素是使血糖濃度升高的最重要的激素。
胰高血糖素的前體為無活性的胰高血糖素原。由腸道上皮細胞生成和分泌的類似胰高血糖素的物質叫腸高血糖素。所以，用一般免疫法測得的高血糖素由胰高血糖素、胰高血糖素原、腸高血糖素3種形式組成，正常血漿中的基礎濃度為50-100ng/L。
在激素髮揮調節血漿濃度的作用中，最重要的是胰島素和胰高血糖素。腎上腺素在應激時發揮作用，而腎上腺皮質激素、生長激素等都可影響血糖水平，但在生理性調節中僅居次要地位。
綜上所述，胰島素和胰高血糖素是調節血糖濃度的主要激素。而血糖水平保持恆定則是糖、脂肪、胺基酸代謝協調的結果。
⒊肝在糖代謝調節中的作用肝是調節血糖濃度的主要器官，這不僅僅是因為肝內糖代謝的途徑很多，而關鍵還在於有些代謝途徑為肝所特有。
餐後食物中糖類經消化吸收，以葡萄糖形式大量進入血液，使血糖濃度暫時輕度升高。此時葡萄糖直接促進肝等組織攝取葡萄糖，使肝細胞內糖原合成明顯增加，同時也抑制肝糖原的分解，減少其向血中釋放葡萄糖，同時還使糖轉為脂肪，結果是餐後血糖濃度僅輕度升高，並很快恢復至正常範圍。飢餓時肝通過自己特有的葡萄糖-6-磷酸酶，將貯存的肝糖原分解成葡萄糖以提供血糖，而肌糖原則不能轉為葡萄糖。
肝還是糖異生的主要器官（表3-2），在生理情況下，甘油、胺基酸等非糖物質主要在肝細胞骨轉變成葡萄糖，以補充血糖因空腹所致血糖來源不足。這是因為糖異生途徑的關鍵酶：丙酮酸羧化酶、磷酸烯醇式丙銅酸羧激酶的活性似肝最高。飢餓或劇烈運動時，肝臟利用非糖物質轉變成糖的作用尤為顯著。此外，肝所具有的果糖二磷酸酶、葡萄糖-6-磷酸酶在其他單糖轉化為葡萄糖的方面也起著重要作用。
表3-2 空腹和長期飢餓時的糖異生作用
| 葡萄糖的異生作用 | ||||
| 條件 | 異生器官 | |||
| 速率（克/天） | 肝 | 腎 | ||
| 空腹 | 150-300 | ＞90％ | ＜10％ | |
| 飢餓5-6周後 | 86 | 50％ | ＜45％ | |
由此可見，肝在血糖的來源與去路方面所發揮的作用較其他器官全面，所以它是維持血糖恆定的關鍵器官。當機體需要時，通過神經-激素的作用，使肝細胞內各種糖代謝途徑的酶活性改變，實現肝維持血糖濃度恆定的目的。當肝功能嚴重受損時，進食糖類或輸注葡萄糖液都可發生一時性高血糖甚至糖尿，而飢餓時則可出現低血糖症狀。
現將血糖三個水平的調節簡要總結於圖3-2。
圖3-2 血糖調節的主要機制
 血糖及其來源與去路 | 高血糖症與糖尿病  |
| 關於「臨床生物化學/血糖濃度的調節」的留言： |  訂閱討論RSS
|
|
目前暫無留言 | |
| 添加留言 | |