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。     

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。”     

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。     

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。     

饥饿状态大鼠胰腺高血糖素和胰岛素变化的定量分析

用免疫组织化学方法结合图象分析技术对饥饿状态大鼠胰岛Ａ、Ｂ细胞中胰因糖素和胰岛素的免疫反应强度进行定量分析。结果表明：与正常对照相比,饥饿大鼠胰岛细胞中的Ｇｌｕ含量明显下降,Ｂ细胞中Ｉｎｓ含量明显升高。提示饥饿可导致Ｇｌｕ释放增加,Ｉｎｓ和减少。与饥饿５天大鼠线要比较,饥饿５天后静脉注射葡萄糖组９０ｍｉｎ后胰岛内Ｇｌｕ含量明显升高,Ｉｎｓ含量无显著变化。提示：静脉注射葡萄糖要快速作用下胰岛Ａ细胞,     

饥饿状态大鼠胰腺胰高血糖素和胰岛素变化的定量分析

用免疫组织化学方法结合图象分析技术对饥饿状态大鼠胰岛Ａ、Ｂ细胞中胰高血糖素（Ｇｌｕｃａｇｏｎ,Ｇｌｕ）和胰岛素（Ｉｎｓｕｌｉｎ,Ｉｎｓ）的免疫反应强度进行定量分析。结果表明：与正常对照相比,饥饿大鼠胰岛Ａ细胞中的Ｇｌｕ含量明显下降,Ｂ细胞中Ｉｎｓ含量明显升高。提示饥饿可导致Ｇｌｕ释放增加,Ｉｎｓ释放减少。与饥饿５天大鼠组相比较,饥饿５天后静脉注射葡萄糖组９０ｍｉｎ后胰岛内Ｇｌｕ含量明显升高,Ｉｎｓ含量无显著变化。提示：静脉注射葡萄糖可快速作用于胰岛Ａ细胞,减少Ｇｌｕ释放,但其对Ｂ细胞作用缓慢。从而为进一步阐明葡萄糖对胰岛Ａ、Ｂ细胞的不同作用机制提供形态学依据。     

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。     

胰高血糖素样肽-1与受体相互作用研究进展

胰高血糖素样肽-1(GLP-1)具有促胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌、刺激胰岛β细胞的增殖和分化、抑制β细胞凋亡、抑制胃排空等作用,近年来成为治疗糖尿病药物研究中的热点。GLP-1与受体的相互作用一直备受关注,我们从4个方面对GLP-1与受体相互作用的研究进行了综述:GLP-1的二级结构、GLP-1单个残基改变及残基间的相互作用、GLP-1不同残基片段对GLP-1结合并激活受体的影响和GLP-1受体的相互作用模式。     

胰岛素及胰高血糖素对HepG2细胞载脂蛋白CⅢ受体功能的影响

为寻求一种可替代人肝细胞研究载脂蛋白（apolipoprotein, apo）CⅢ受体的生理模型,并探讨apoCⅢ受体的生理功能及其在内源性高甘油三酯血症发病机制中的作用,首先以¹²⁵I标记的人apoCⅢ为配体,利用放射性配体结合分析法观察了人肝癌细胞系HepG2细胞是否有apoCⅢ受体存在.结果证实HepG2细胞上存在高亲和力的、可饱和的、特异的apoCⅢ受体结合位点,其受体的亲和力(K_d)和apoCⅢ受体结合容量(B_max)分别为(9.53±1.03)×10^-9 mol/L和(3.28±0.31) μg/g.随后又分别研究了胰岛素及胰高血糖素对HepG2细胞apoCⅢ受体功能的影响,结果表明：胰岛素可使HepG2细胞apoCⅢ受体结合容量（B_max）显著增加,但对受体的亲和力（K_d）无影响;胰高血糖素可使HepG2细胞apoCⅢ受体亲和力显著下降（即K_d值升高）,对受体的结合容量无影响.提示人肝apoCⅢ受体的功能可能受胰岛素及胰高血糖素的不同调节.     

细胞骨架与血糖调节

细胞骨架由微丝、微管和中间丝构成,参与血糖调节这一复杂的生理过程,在胰岛素分泌、胰岛素功能和糖代谢相关酶类的细胞内分布等方面具有重要的作用。本文将从以上三个方面,对细胞骨架与血糖调节的关系加以综述。     

超活性胰高血糖素的分泌表达

通过多肽化学合成方法 ,人们对胰高血糖素的结构与功能关系有了比较深刻的了解 ,其中最引人注目的成就之一是发现 [Lys17,18,Glu2 1] 胰高血糖素具有比天然胰高血糖素更高的生物活性 ,称之为超活性胰高血糖素(superactiveglucagon ,下称SA glucagon)。为了通过基因工程途径获得SA glucagon ,用PCR方法从以前构建的胰高血糖素表达载体pAGluT得到SA glucagon的基因 (SAG) ,构建了含PL 启动子 ,phoA信号肽和SAG的分泌表达载体pBLSG7。pBLSG7转化到大肠杆菌BL2 1中 ,进行SAG的分泌表达 ,在摇瓶条件下 ,该菌种能分泌表达SA glucagon达 3.6 5mg/L(A60 0 =1) ,占上清液中蛋白质的 19.5 % ,并进一步研究了诱导温度和菌株对表达的影响。     

胰高血糖素样肽1受体--治疗糖尿病新药的研究热点

胰高血糖素样肽l(glucagon—like peptide—l,GLP-1)与胰岛素分泌和糖代谢调节密切相关。GLP-1与其受体(GLP-1receptor,GLP-1R)结合后,主要通过cAMP和P13K两条信号途径,促进胰岛素的分泌,刺激胰岛β细胞的增殖和分化。对GLP-1R结构和信号传导机制的研究,有助于了解其在糖尿病病理进程中的作用,为开发新型糖尿病治疗药物指明方向。     

重组人胰高血糖素样肽-1突变体的分离纯化及活性分析

对基因工程构建的含人胰高血糖素样肽1(hGLP1)突变体的工程菌株进行诱导表达,分离纯化N末端第二位突变的2GlyhGLP1突变体.IPTG诱导4h,收获的菌体经超声破碎后,裂解液用GlutathioneSepharose4B亲和层析纯化GST2GlyhGLP1融合蛋白,经CNBr裂解、SephadexG25柱脱盐、QAESepharoseFF阴离子交换柱层析和RPC18柱脱盐,得到纯度大于98%的重组2GlyhGLP1.Western印迹分析证实,该突变体可被特异性hGLP1抗体所识别.生物学活性分析表明,2GlyhGLP1具有明显的降血糖活性和促胰岛素分泌活性(P<0.001).     

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。     

胰高血糖素样肽-2研究的新进展

胰高血糖素样肽-2(glucagon-like peptide-2,GLP-2)是胰高血糖素原基因转录、翻译后处理加工的33氨基酸的多肽,GLP-2经二酰肽酶Ⅳ水解后,则失去生物学活性。GLP-2作为一种肠上皮特异性生长因子,能促进正常肠黏膜的生长及损伤肠上皮的修复。GLP-2通过作用于GLP-2受体(GLP-2R)来发挥生物学作用。GLP-2R在肠道的广泛分布(肠上皮细胞、肠内在神经元、肠内分泌细胞、肠黏膜下的肌纤维母细胞),提示GLP-2可能通过直接、间接等多条途径发挥生物学作用。本文概括介绍GLP-2的特性、生理作用及机制等方面的研究进展。     

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.     

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。     

胰高血糖素在大肠杆菌中的分泌表达

报道了用基因工程方法构建含phoA(碱性磷酸酯酶)启动子、phoA信号肽与胰高血糖素基因的表达载体pAGluT.实验证明,转化了pAGluT的大肠杆菌(E.coli YK537)可高水平地分泌表达胰高血糖素,其表达量为80 mg/L.phoA表达系统分泌表达的胰高血糖素的物化性质与天然胰高血糖素相同,并具有相同的生物活性.这一结果不仅为基因工程生产胰高血糖素打下基础,亦为研制胰高血糖素的拮抗剂以及其他多肽的基因工程研究提供了新的思路.     

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。