浅析"胰岛素和胰高血糖素"

现行人教版高中生物教材必修本第一册P86～87中提到“拮抗作用是指不同激素对同一生理效应发挥相反的作用.这可以通过胰岛素和胰高血糖素对血糖含量的调节来说明.”“当血糖含量较高时,胰岛素分泌增加,胰高血糖素分泌减少……”,“当血糖含量较低时,胰岛素分泌减少,胰高血糖素分泌增加……”,此处容易给学生造成这种认识：胰岛素和胰高血糖素的生理作用相反,因而两种激素的分泌也相互抑制,即胰高血糖素含量的增加会抑制胰岛素的分泌;胰岛素含量的增加会抑制胰高血糖素的分泌.事实是否这样呢？再看现行人教版高中生物教材选修本P12中内容：“图1-7、血糖的激素调节示意图。”     

关于胰岛素和胰高血糖素参与血糖调节作用

《生物学通报》2006年41卷第2期目次Ⅱ页刊登了北京市第二十二中学陈珊老师提的问题,关于“胰岛素有抑制胰高血糖素分泌的作用,为何胰高血糖素的产生却能促进胰岛素的产生?”,北京大学医学部生理系徐国恒教授做答。陕西省南郑县南郑中学张辉老师对徐国恒教授的回答提出疑义(见本期23页)。为此,笔者对胰岛素和胰高血糖素参与血糖调节作用,进一步解释如下。     

对血糖激素调节的商榷

在《生物学通报》2006年第2期的目次Ⅱ页刊登了徐国恒老师对“胰岛素有抑制胰高血糖素分泌的作用,为何胰高血糖素的产生却能促进胰岛素的产生呢?”问题的解答,我认为徐老师的解答不够清楚,不便于学生的理解。在此与大家进行探讨。     

~(21)Ala定点突变胰高血糖素及结构与功能变化

 胰高血糖素是由 2 9个氨基酸组成的多肽激素 ,具有促糖元分解的生理功能 ,其拮抗剂有治疗糖尿病病人的潜在应用价值 .在获得重组胰高血糖素基因工程菌基础上 ,利用定点突变技术改造其第 2 1位氨基酸天冬氨酸为丙氨酸 ,并经DNA测序证明胰高血糖素基因发生了点突变 .用IPTG诱导表达后 ,经亲和层析和反相高效液相层析 ,纯化到突变型重组2 1Ala 胰高血糖素 .质谱测定分子量与理论值相符 .利用园二色谱比较重组胰高血糖素和突变的2 1Ala 胰高血糖素在TFE中的二级结构 ,发现胰高血糖素以α螺旋为主要二级结构 ,2 1Ala 胰高血糖素仍有α螺旋结构特征 ,并且含量有所增大 .利用兔升血糖试验 ,发现2 1Ala 胰高血糖素生物活性比重组胰高血糖素减少 51 % (P <0 .0 1 ) .显示天然胰高血糖素第 2 1位氨基酸天冬氨酸与形成α螺旋结构关系不大 ,但在发挥胰高血糖素的生物功能中有重要作用 ,与其可作为钙离子结合位点 ,参与胰高血糖素和受体结合的潜在功能密切相关 .     

干预胰高血糖素信号通路治疗糖尿病的研究进展

胰高血糖素是胰岛素最重要的拮抗激素,其从胰岛α细胞合成后分泌入血,与靶组织的胰高血糖素受体结合,激活靶信号通路,生成环一磷酸腺苷(cAMP),促进糖原分解和糖异生,升高血糖.愈来愈多的研究显示,通过抑制α细胞产生和分泌胰高血糖素、中和血循环胰高血糖素、胰高血糖素受体拮抗剂、抑制胰高糖素受体基因表达等干预胰高血糖素的信号通路的措施有可能成为治疗糖尿病的新方法.     

侧脑室注射胰高血糖素对兔血浆自由脂肪酸、血糖及胰岛素浓度的影响

胰高血糖素是一种脑-肠肽,但它在脑中的生理作用尚不清楚。本工作在家兔侧脑室埋藏慢性套管,并通过注射20μl含0.5—5μg的胰高血糖素溶液,在注射后的15、45、75、105分钟各取血样测定血糖、血浆自由脂肪酸(FFA)和胰岛素的浓度。结果发现:(1)对血糖及血浆胰岛素浓度无明显影响;(2)能引起血浆 FFA 浓度降低,且与剂量有依赖关系,在注射后的45分钟,FFA 降低最明显,以后逐渐恢复;(3)皮下注射阿托品(0.2mg/kg)或静脉注射酚妥拉明(5mg/kg)均不能消除侧脑室注射胰高血糖素降低 FFA 的作用;(4)静脉注射心得安(5mg/kg)能阻断侧脑室注射胰高血糖素的降低 FFA 的作用。这似表明脑中的胰高血糖素可能参与脂代谢的调节,并可能是通过肾上腺素β-受体起作用的。     

GLP-1与2型糖尿病的研究进展

胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)具有促进胰岛素分泌、保护胰岛β细胞、降低食欲等多种重要功能,在控制体内血糖平衡的过程中发挥重要作用。2型糖尿病的发生伴随着胰高血糖素样肽-1生物应答功能受损。胰高血糖素样肽-1类似物、胰高血糖素样肽-1受体激动剂和胰高血糖素样肽-1降解酶抑制剂等糖尿病治疗药物已在临床上表现出很好的应用前景。     

胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤

胰高血糖素样多肽-1（glucogen like peptide 1, GLP-1）在胰岛素分泌过程中扮演重要角色,并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应,但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus, T2DM）大鼠模型胰岛细胞损伤的影响,观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现,糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明,糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明,GLP-1和谷氧还蛋白1（Grx1）促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素,Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明,糖尿病大鼠GLP-1加药处理后,各组与糖尿病组相比,药物提高了Grx1和胰岛素表达水平,降低了胰高血糖素表达水平,同时降低了活性胱天蛋白酶3（caspase-3）的表达。本研究结果提示,GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用,同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平,其机制可能与Grx1相关     

胰高血糖素样多肽-1拮抗2型糖尿病胰岛细胞凋亡损伤（英文）

胰高血糖素样多肽-1(glucogen-like peptide-1,GLP-1)在胰岛素分泌过程中扮演重要角色,并在改善β细胞功能方面有着令人瞩目的效应,但有关其作用机制尚需更深入研究。本研究探讨GLP-1对2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)大鼠模型胰岛细胞损伤的影响,观察GLP-1在T2DM大鼠胰岛细胞凋亡损伤机制中所发挥的作用。HE染色结果发现,糖尿病大鼠胰岛损伤。ELISA结果表明,糖尿病患者和糖尿病大鼠血清中GLP-1表达水平上调。放射免疫结果表明,GLP-1和谷氧还蛋白1(Grx1)促进HIT-T 15细胞分泌胰岛素,Cd抑制胰岛素的分泌。免疫组化结果表明,糖尿病大鼠GLP-1加药处理后,各组与糖尿病组相比,药物提高了Grx1和胰岛素表达水平,降低了胰高血糖素表达水平,同时降低了活性胱天蛋白酶3(caspase-3)的表达。本研究结果提示,GLP-1在肥胖T2DM大鼠胰岛细胞凋亡中起保护作用,同时可调节胰岛素和胰高血糖素水平,其机制可能与Grx1相关。     

“新思考”中国基础教育生物课程网于元月顺利开通

徐老师：我是北京市第二十二中学的生物学教师陈珊,看到您在《生物学通报》上发表的多篇文章,很受启发。现有问题想请教您：问题1胰岛素有抑制胰高血糖素分泌的作用。为何胰高血糖素的产生却能促进胰岛素的产生呢？     

外源性胰高血糖素对大鼠胰岛B细胞形态和功能的影响

探讨溃疡自愈过程中胰高血糖素对胰岛B细胞调节作用改变的可能机理,同时从形态学方面为IAPP和胰岛素相伴释放及其调节提供依据。给大鼠皮下注射胰岛高血糖素后,取胰腺用免疫组织化学、原位杂交和图像分析方法观察Ins-和I－APP-IR细胞及proIns mRNA表达的变化。结果显示;给予外源性胰高血糖素后,与对照组比较,Ins-IR细胞的场面积明显减少,而IAPP－IR细胞的场面积减少不明显,胰岛B细胞内proIns mRNA杂交信号的平均光密度明显减低。以上结果提示：（1）外源性胰高血糖素促进胰岛素和IAPP相伴释放;但促胰岛素释放作用更明显。（2）外源性胰高血糖素抑制proIns mRNA的表达。     

2004年全国高考理科综合能力测试(生物学)部分试题解析

例1,[第(2)部分第31题]胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用.为了验证"胰高血糖素具有升高血糖的生理作用",请以小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出现的结果,并写出实验结论.     

胰高血糖素样肽-1在胰腺中作用机制的研究进展

胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是胰高血糖素原基因编码的一种激素,主要由肠道L细胞产生并分泌进入血液。GLP-1能激活胰腺、肾脏、肺、胃、心脏和脑等组织中存在的特异性G蛋白偶联受体（GPCR）。通过GLP-1受体（GLP-1R）的激活,活化腺苷酸环化酶,产生3＇,5＇-环腺苷酸,随后通过cAMP依赖性第二信使途径激活蛋白激酶A和鸟苷酸交换因子。大量围绕胰岛素产生细胞——β细胞开展的研究证明,GLP-1短期作用能够加强葡萄糖依赖性的胰岛素分泌作用,持续的GLP-1R激活也能增加胰岛素的合成,促进β细胞的增殖和新生,抑制β细胞凋亡。GLP-1在胰岛素和胰高血糖素分泌方面的独特作用引发了大量针对GLP-1受体激动剂的研究。我们对胰腺中GLP-1R激活所产生作用的机制进行简要综述。     

胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节及其相互作用

从2013年江苏高考题生物卷第30题出发,深入探讨胰岛素和胰高血糖素对血糖稳态的调节机制,以及血糖调节异常(糖尿病)的发病机理。     

糖尿病高血糖导致胰高血糖素分泌异常

血糖稳态,由降糖激素胰岛素(insulin)与升糖激素胰高血糖素(glucagon)参与调节。胰岛素分泌不足或机体对胰岛素敏感度降低,分别是1型与2型糖尿病的主要病因;然而,胰高血糖素是否与糖尿病病理机制相关,则相对知之较少。     

大规模生产人胰高血糖素

日本科学工作者目前建立一种方法用于大规模生产人胰高血糖素(注:原文glucogon应为glucagon),这是人胰脏产生的一类肽激素,与胰岛素作用相反,并扩大血糖含量。早些时候,尽管报道工程酵母细胞合成重组人胰高血糖素,但用于商业性生产,其生产水平仍然很低。     

胰高血糖素样肽1对胰腺β细胞的作用及其机制

胰高血糖素样肽1(GLP-1)是一种主要由肠道L细胞分泌的肠促胰素。GLP-1能通过葡萄糖依赖模式刺激胰岛素的分泌,同时有延缓胃排空、抑制胰高血糖素分泌、降低体重的作用,有利于维持体内血糖稳态。目前,基于GLP-1的药物作为新的糖尿病治疗手段已越来越受到重视。我们简要综述GLP-1对胰腺β细胞的作用及机制研究进展。     

2 型糖尿病患者胰高血糖素及胰岛素水平检测及临床意义

目的:探讨2型糖尿病患者经标准馒头餐试验后胰高血糖素、胰岛素水平变化及其临床意义。方法:选取我院2014年3月至2015年3月收治的80例2型糖尿病患者为试验组,均接受标准馒头餐试验,对其餐前及餐后0.5 h、1 h、2 h胰高血糖素及胰岛素水平进行检测,并与同期80例血糖无异常的健康对照组作比较。结果:健康对照组餐前及餐后胰高血糖素水平无明显变化(P0.05),而试验组餐前胰高血糖素水平明显高于健康对照组(P0.05),且餐后明显升高,在餐后1 h达到峰值,餐后0.5 h、1h、2 h均明显高于健康对照组(P0.01)。健康对照组餐后胰岛素水平明显升高,在餐后1 h达到峰值后开始降低,较餐前略高,但差异平无统计学意义(P0.05);试验组餐前胰岛素水平明显低于健康对照组(P0.05),且餐后水平升高幅度缓慢,餐后0.5 h、1 h、2h均明显低于健康对照组(P0.05);实验组胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)明显高于健康对照组,经Pearson相关分析,试验组餐后0.5 h、1 h、2 h胰高血糖素水平与HOMA-IR均呈明显的正相关(r=0.273、0.335、0.368,P0.05)。结论:2型糖尿病患者血糖高表达与胰高血糖素、胰岛素水平密切相关,胰高血糖素可拮抗胰岛素,及时检测二者的水平对临床准确评估病情具有重要的意义。     

铃蟾肽对四氧嘧啶引起的大鼠糖尿病的预防作用

本工作从三个不同的层次对铃蟾肽防止胰岛 B 细胞损伤的作用进行了研究:(1)在整体水平,预先注射铃蟾肽(50μg/kg,iv)可明显抑制单独给予四氧嘧啶(200mg/kg,s.c.)引起的大鼠血糖升高和血浆胰岛素水平下降的趋势。(2)在离体胰腺灌流实验发现,在四氧嘧啶之前预灌流铃蟾肽(10~(-2)mmol/L)可使胰腺对高糖刺激产生反应性分泌;而仅以四氧嘧啶灌流时,胰腺对高糖刺激无反应。(3)在离体胰岛水平,初步研究了在四氧嘧啶引起胰岛 B 细胞功能改变时,铃蟾肽对胰岛内胰岛素、胰高血糖素和生长抑素分泌的影响。结果表明,铃蟾肽可防止四氧嘧啶引起的胰岛素和生长抑素分泌的抑制及胰高血糖素分泌的增加趋势。     

内分泌腺疾病(摘登)

胰岛素与糖尿病胰腺包括两类组织:一是分泌消化液,由管道通入十二指肠腔,属外分泌腺.二是胰腺中有许多内分泌细胞,聚集成细胞群,形成小岛,叫做胰岛,总数1—2百万个,总重量约1克,占胰重的1—2％.胰岛集中在胰头部分,包括四种不同的细胞:α细胞占20％,分泌胰高血糖素(glucagon);β细胞较α细胞小,占75％,分泌胰岛素(insulin);δ细胞占5％,可能分泌胃泌素(gastrin),生理作用尚不明;γ细胞,人、猴、兔的胰岛有之.α、β两种细胞相互靠近,只隔一狭小的空隙,α细胞所分泌的胰高血糖素可迅速作用于β细胞而促使胰岛素的分泌. 胰岛素是一种可溶性蛋白质激素,分子量5,743,等电点5.35. 胰岛素的分泌主要受血糖浓度的调节.当血糖浓度升高时,直接使β细胞分泌的胰岛素增加.因为胰岛邻近有丰富的血管,每个胰岛细胞几乎都和毛细血管直接接触;胰岛及其邻近血管均富于神经支配,交感神经与副交感神经纤维进入胰岛后直接终止于胰岛细胞.此外,中枢神经系统可通过迷走神经促进胰岛素的分泌.