此时在心肌中基础及胰岛素刺激的葡萄糖胰岛素比例转运明显下降

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药理学 胰岛素
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你可能喜欢糖尿病患者 5% 葡萄糖静滴时可加胰岛素吗?
作者:王树平
在临床上经常会遇到这样的案例:一糖尿病患者,临床治疗中用 5% 葡萄糖注射液 250 ml 作为治疗药物的稀释液(输液溶媒)时,同时加入 4 U 胰岛素。患者问医生:「此时为什么要在葡萄糖注射液中加入胰岛素?」,回答是为了兑冲葡萄糖。那么请问这种用药方法对吗?为什么不选择葡萄糖以外的输液作为溶媒呢?如果正在口服降糖药的患者,此时还需要继续服药吗?为什么非要用葡萄糖?想要知道这些问题的答案,就要首先了解,临床治疗时是如何选用药物溶媒的。一般我们会从药物溶解后的稳定性和患者疾病禁忌来考虑。譬如患有心血管疾病和高血压的患者,需要控制钠盐的摄入。而有些治疗药由于只适宜用葡萄糖注射液溶解;医师一般就会选用糖类输液作为溶媒。譬如葡萄糖输液中加入胰岛素是治疗需要。譬如胰岛素、葡萄糖及氯化钾组成合剂(GIK)有稳定细胞膜的作用,临床称作极化液。可纠正细胞内缺钾,并提供能量,减少缺血心肌中游离的脂肪酸,用于防治心肌梗死时的心律失常。糖尿病人能否应用胰岛素?但是大家需要知道的是,糖尿病患者并非完全不能使用葡萄糖,只是不能过量摄入。我们可以做一道算术题:成人一顿正常饮食,100 g 大米(按 75% 转化为糖)大概也是 75 g 葡萄糖左右,而一瓶 250 ml 的 5% 葡萄糖注射液,含糖量只有 12.5 g。所以说糖尿病患者也不必过于顾忌葡萄糖注射液的使用,治疗需要使用的还是应该照常使用,只须关注葡萄糖的摄入量和血糖变化即可。胰岛素该如何冲兑?当糖尿病患者必须使用葡萄糖注射液作溶媒时,在不改变糖尿病患者常规治疗和进食的前提下,临床上一般会采取加用胰岛素兑冲输液使用的葡萄糖。一般葡萄糖和胰岛素的比例 5:1 左右,常规用法是一瓶 500 ml 的 5% 葡萄糖注射液中兑入胰岛素 5 U。但是,目前提倡个体化用药,所以最好先确定病人目前的血糖水平,不同血糖水平加的胰岛素不一样。原则上是血糖高的病人滴糖水的时候胰岛素多放一点,血糖低的少放一点。1. 空腹血糖在 13.9 mmol/L 以下的糖尿病病人是以糖:胰岛素为 3:1 的比例配,例如:5% GS 250 ml+ RI(普通胰岛素)4 单位,500 ml 配 8 单位胰岛素;2. 如果血糖更高就要相应多放一点了,比例最高可达 2:1;3. 如果血糖很高就用 NS +胰岛素先把血糖降下来。但是对从未应用过胰岛素患者来说(包括皮下、静脉),第一瓶葡萄糖(血糖> 13.9 mmol/L 可用盐水)内加用胰岛素应该保守。一般 4 g 糖加 1 U 胰岛素,一小时测一次血糖,若血糖下降缓慢,可追加胰岛素;若下降迅速,可调低滴速。胰岛素与其他药物的关系至于胰岛素加入葡萄糖溶液中静脉输注不提倡与其他药物混合滴注。由于胰岛素为多肽结构,易受理化因素影响,与许多药物存在配伍禁忌;且输液瓶材质可能会对胰岛素造成吸附作用,进入人体的胰岛素实际用量会减少。对于糖尿病患者,为了避免葡萄糖的过多摄入,可以选择果糖、木糖醇等非葡萄糖输液作为溶媒。但是,因这类输液存在价格较贵,且与很多药物都有配伍禁忌,不是药品说明书常规推荐溶媒,因此临床目前较少使用。且需要注意的是葡萄糖的代谢产物为二氧化碳和水,而果糖代谢的产物为乳酸,过量使用有可能引起危及生命的乳酸性酸中毒,因此并不适用于肠外营养中的能量供应。
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胰岛素抵抗
&一、胰岛素抵抗的定义和发生部位
胰岛素抵抗的经典定义是胰岛素维持正常血糖的能力下降,即一定浓度的胰岛素没有达到预期的生理效应,或组织对胰岛素的反应下降现象,临床表现为高胰岛素血症。胰岛素抵抗发生的主要部位是依赖胰岛素的葡萄糖利用器官,如骨骼肌、肝脏、脂肪组织。虽然胰岛素受体数目减少以及受体结合能力下降均可导致胰岛素抵抗,但有证据显示这可能是继发于高胰岛素血症的结果,绝大多数胰岛素抵抗是胰岛素和胰岛素受体结合后信号传导过程发生障碍的结果,主要缺陷包括胰岛素受体的酪氨酸激酶活性下降、胰岛素信号传导异常、葡萄糖转运减少、葡萄糖磷酸化和糖原合成酶活性减弱等。其中糖原合成酶活性减弱是导致胰岛素抵抗的早期因素,可以在正常血糖或葡萄糖耐量受损的胰岛素抵抗患者的骨骼肌中发现。新近的研究表明,糖原合成酶活性降低是胰岛素受体磷酸化胰岛素受体底物-1(IRS-1)的能力下降,减弱了IRS1和PI3-K亚单位p85的结合,最终降低PI3K活性的结果。
二、正常胰岛素的信号传导和“选择性”胰岛素抵抗
胰岛素和胰岛素受体结合后主要通过两条途径将信号下传至效应器,其中之一是经胰岛素受体底物(IRS)和PI3-K(磷脂酰肌醇-3-激酶),最后调节糖、脂肪、蛋白质代谢,以及增加一氧化氮(NO)全酶等,即所谓的代谢信号通路。另一个通路是经Shc/Raf/MAPK(促分裂原活化蛋白激酶)调节基因转录细胞增殖,即生长信号通路。在肥胖和2型糖尿病患者的胰岛素靶组织,如肌肉和血管内皮细胞,IRS/PI3-K通路明显受损,但Shc/Raf/MAPK途径保持完好,甚至在高胰岛素血症时得到加强,这种现象就是近年有些学者提出的所谓“选择性”胰岛素抵抗,参见图72-1。
“选择性”胰岛素抵抗的结果是胰岛素对血管内皮细胞的保护作用下降。胰岛素的正常生理作用包括拮抗动脉粥样硬化的形成,主要通过诱导NO合酶生成、增加NO。一旦血管内皮细胞出现胰岛素抵抗,这种保护作用则减弱,如果B细胞功能良好,代偿性出现高胰岛素血症,高胰岛素血症通过Shc/Raf/MAPK途径加强胰岛素促进血管平滑肌细胞增殖、增加胶原合成、促进生长因子合成的作用。此时胰岛素抗动脉粥样硬化的作用减弱,而致动脉粥样硬化的效应加强。一旦B细胞功能减退,胰岛素的保护作用进一步降低,动脉粥样硬化的危险性进一步增加。胰岛素抵抗和胰岛素分泌功能下降的结果是血糖升高,出现2型糖尿病意味着胰岛素拮抗动脉粥样硬化的作用已经明显减弱。
图72-1 “选择性”胰岛素抵抗的机制
三、肥胖与胰岛素抵抗
肥胖是胰岛素抵抗最为常见的因素,虽然不是所有超重/肥胖的人都会出现胰岛素抵抗,但绝大多数胰岛素抵抗的人超重/肥胖。肥胖通过两条途径引起其他组织的胰岛素抵抗:分泌炎症因子(肥胖炎,obesitis)和游离脂肪酸。目前已知肥胖是一种亚临床性慢性炎症过程,脂肪组织分泌众多的炎症因子,如肿瘤坏死因子(TNF-a)、白细胞介素-6(IL-6)等干扰胰岛素信号传导而引起骨骼肌的胰岛素抵抗。但也有学者认为,脂肪组织的胰岛素抵抗导致释放游离脂肪酸增加,沉积到骨骼肌和肝组织内,异常的脂肪酸代谢激活丝氨酸激酶,干扰了正常的酪氨酸磷酸化过程。肥胖与人体固有免疫系统激活的关系,是目前国内外研究的热点。
四、炎症导致胰岛素抵抗的分子机制
近年来的研究显示,炎症是导致胰岛素抵抗的重要因素之一。胰岛素受体后的信号通路与炎症因子的信号传导存在交叉作用,非特异性炎症所产生的炎症因子干扰胰岛素IRS/PI3-K信号传导通路,是炎症导致胰岛素抵抗的主要分子机制,参见图72-2。
非特异性炎症是指固有免疫系统介导的亚临床性过程,包括血液或/和组织的单核细胞、巨噬细胞、抗原递呈B淋巴细胞、树突细胞、内皮细胞等,以及上述细胞产生的炎症因子和肝组织产生的急性反应物质。近来发现脂肪细胞也是重要的炎症细胞,脂肪前体细胞在体内外可转化为类巨噬细胞,分泌许多炎症因子,包括肿瘤坏死因子-a(TNF-a)、白细胞介素-1(IL-1)、白细胞介素-6(IL-6)、干扰素-γ(IFN-γ)等,通过血液或/和旁分泌的作用影响胰岛素的敏感性。
胰岛素抵抗时胰岛素受体的酪氨酸磷酸化基本正常,炎症因子导致胰岛素抵抗的关键部位是胰岛素受体底物(IRS)。通过诱导IRS的丝氨酸/苏氨酸磷酸化,阻碍IRS正常的酪氨酸磷酸化,导致IRS与胰岛素受体的结合能力下降,并减弱IRS激活其下游的PI3-K磷酸化,干扰胰岛素信号经IR/IRS/PI3-K通路下传。此外,IRS的丝氨酸/苏氨酸磷酸化还可增加IRS的降解,以及使IRS成为胰岛素受体激酶的抑制物。这些胰岛素信号传导的缺陷,与高胰岛素血糖钳夹试验测定的在体胰岛素抵抗有密切的相关关系。
炎症因子导致胰岛素抵抗的分子机制
体外实验已发现至少有八种激酶使IRS的丝氨酸/苏氨酸磷酸化,其中六种激酶可被TNF-a激活,包括IKK、JNK、Akt、mTOR、ERK、PKCζ。目前研究较多导致胰岛素抵抗的三条途径是:IKK/NF-kB、JNK、SOCS-3。
(一)IKK/NF-kB通路
核因子kB抑制激酶(IkB
kinase,IKK)是核因子-kB(NF-kB)抑制物(I-kB)的激酶,而NF-kB是炎症启动、调节的关键核因子。NF-kB与抑制物IkB结合,以无活性的形式存在于细胞浆内,IKK经TNF-a、IL-1、IL-6等炎症因子激活后,使IkB磷酸化并与NF-kB解离,解除抑制的活性NF-kB进入细胞核内,调节一系列炎症因子及炎症相关物质的基因转录和蛋白合成,即IKK是激活NF-kB调节炎症的重要因素。IKK又是胰岛素受体和IRS的丝氨酸磷酸化激酶,可使IRS
307位的丝氨酸磷酸化,导致正常的酪氨酸磷酸化受抑制,减弱胰岛素受体与IRS的结合,终止胰岛素信号向PI3-K的传递。大剂量阿司匹林改善胰岛素抵抗、降低血糖的机制就是抑制IKK的活性。IKK基因部分敲除的动物显示出胰岛素敏感性升高、血糖降低的结果,因此IKK是将炎症和胰岛素抵抗联系起来的重要枢纽。
(二)C-Jun氨基末端激酶(c-jun N-terminal
kinase,JNK)通路
JNK属于MAPK信号传导通路其中的一个途径。TNF-a、IL-1B均可激活JNK,通过磷酸化IRS上的第307位丝氨酸,干扰邻近的磷酸化结合位点,阻碍正常的酪氨酸磷酸化而导致胰岛素抵抗。JNK1基因敲除动物的脂肪组织减少、组织胰岛素敏感性明显升高、胰岛素信号传导能力加强。
(三)细胞因子信号抑制物(suppressors& Of&
cytokine& signaling,SOCS)通路
SOCS包括SOCS1、SOCS3、SOCS6,是细胞因子激活途径的负反馈调节物。TNF-a、IL-1β、IL-6、IFN-γ均可激活SOCS。TNF-a诱导SOCS3的表达,在TNF-a缺乏的动物脂肪组织SOCS3水平也下降。SOCS导致胰岛素抵抗的机制包括竞争性抑制IRS-1酪氨酸磷酸化、减少IRS与PI3-k的调节亚单位p85的结合。新近的研究发现SOSC3也通过泛素(ubiquitin)介导的降解途径加速IRS-1的降解。
(四)其他途径
TNF-a激活蛋白激酶Cζ(PKCζ)和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR),诱导IRS-1的丝氨酸磷酸化而引起胰岛素抵抗。有证据表明PKCζ的作用可能由IKK介导。此外,炎症因子促进可诱导型一氧化氮合成酶(iNOS)的生成,增加一氧化氮衍生的活性氮,导致肌肉、肝组织的IRS-1酪氨酸的硝基化,干扰正常的IRS作用,也可能直接妨碍PI3-K的下游信号,如蛋白激酶B/Akt活性。血管紧张素II可以通过激活酪氨酸蛋白磷酸酶-1B(PTP-1B),干扰胰岛素信号传导过程所必需的磷酸化而导致胰岛素抵抗。
五、炎症的诱发因素
目前尚不清楚,遗传背景基础上各种环境因素的综合作用导致炎症的发生。炎症可能的原因包括慢性感染(如慢性牙周炎)、年龄、种族、吸烟、精神压力等。饮食成分和反复饮食过量除导致肥胖外,其本身也会增加餐后炎症因子的浓度,高脂饮食可通过激发氧化应激而诱导炎症。遗传因素是炎症调节的重要因素,虽然现在对其作用还知之甚少。目前发现TNF-a启动子基因多态性G-308A携带者的血浆TNF-a浓度升高,发生糖尿病的危险性增加;IL-6启动子的基因突变(C-124G)携带者发生胰岛素抵抗的危险性升高。
六、抗炎药物改善胰岛素抵抗
炎症参与胰岛素抵抗的发生,抑制慢性、亚临床性炎症可能成为改善胰岛素抵抗、治疗2型糖尿病药物的新靶点。目前已证实具有一定抗炎作用的药物包括原有的降糖药(二甲双胍、格列酮类)、调脂药(他汀类、贝特类)、肾素-血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素II受体拮抗剂(ARB)等,它们都具有不同程度的改善胰岛素抵抗的作用。
(一)他汀类药物
&&可以显著减少心血管事件,又具有减少30%新发2型糖尿病的作用,其抗炎作用来自于降低低密度脂蛋白(LDL)及降脂外的效应。他汀类药显著降低氧化型LDL,而后者是强烈的炎症激活物质,可诱导巨噬细胞增殖并形成泡沫细胞;激发炎症反应包括激活NF-kB、增强黏附分子、巨噬细胞集落刺激因子、单核细胞趋化蛋白-1的表达等。他汀类药还具有直接的免疫调节作用,包括抑制T淋巴细胞增殖、减轻自然杀伤细胞的细胞毒作用、抑制抗原递呈细胞MHC
II的生成(抑制启动子IV,减少MHC II的反式作用子C II
TA)。此外,他汀类药物抑制血管紧张素II诱导的NF-kB活性,减少TNF-a、IL-1β、IL-6等炎症间质,诱导内皮和肝细胞PPAR-a和PPAR-γ的mRNA和蛋白水平,上调NF-kB的抑制物I-kB等。
(二)ARB和ACEI
&&& 血管紧张素II(AT
II)是强烈的促炎因子,与其受体1结合后,通过JAK2激酶激活NF-kB和蛋白激酶Ac(PKAc),PKAc激活酪氨酸蛋白磷酸酶-1B(PTP-1B),减少胰岛素受体底物的酪氨酸磷酸化,从而阻碍胰岛素IR/IRS/PI3K途径导致胰岛素抵抗。此外,AT
II还具有增加氧化应激、抑制脂肪分化、促进脂肪因子的合成、释放(如TNF-a)等作用。ARB/ACEI阻断AT
II的致炎作用,促进胰岛素的信号传导(IR/IRS/PI3K),增加胰岛素的敏感性。ARB/ACEI也具有降低TNF-a、IL-6、PAI-1水平的作用,部分ARB还能通过激活PPARγ抑制炎症。
(三)胰岛素
生理浓度的胰岛素具有抗炎作用,表现在抑制动脉内膜细胞和单核细胞的NF-kB活性,减少炎症细胞因子和粘附分子的表达。小剂量胰岛素降低心肌梗死和外科重症监护患者死亡率的作用和其降糖作用没有明显的关系,可能得益于其全身抗炎作用。
(四)噻唑烷二酮类药物
改善胰岛素抵抗和抗炎作用已经非常明确。噻唑烷二酮类药物改善胰岛素抵抗的作用机制是激活PPARγ,导致脂肪组织游离脂肪酸释放减少、增加葡萄糖转运子(GLUT)的表达与活化,以及抑制炎症反应。噻唑烷二酮类药物可抑制NF-kB和巨噬细胞的活性,降低血浆TNF-a、IL-6、IL-1和CRP浓度,增加抗炎细胞因子IL-10的浓度。与PPARγ结合后,噻唑烷二酮类药物抑制IKK、JNK活性减轻炎症反应。
(五)阿司匹林
小剂量抑制传统的环氧合酶(Cox-1/2),大剂量抑制NF-kB的激动剂IKKB和JNK的活性,改善胰岛素的敏感性,降低血糖水平。水杨酸盐的衍生物如果能降低使用剂量,减少消化道并发症,可望成为改善胰岛素抵抗的新药。
总之,炎症是导致胰岛素抵抗的重要因素之一,干预炎症过程将成为改善胰岛素抵抗、治疗2型糖尿病的新趋向
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以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。糖尿病时的代谢紊乱
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&糖尿病时的代谢紊乱
&& 高血糖是糖尿病的主要症状,通常认为糖尿病是一种葡萄糖代谢紊乱的疾病。胰岛素是碳水化合物、脂类和蛋白质代谢的关键性调节因素,糖尿病患者胰岛素的相对或绝对缺乏影响许多代谢过程,胰岛素缺乏的程度、并发症的存在影响代谢紊乱的程度。那些比较严重的并发症(如感染、心肌梗死等)能引起应激反应,应激反应使体内与胰岛素有相反作用的激素(counter―regulatory hormones,反向调节激素)的水平升高而加重糖尿病的代谢异常。糖尿病时代谢紊乱的严重程度随病情而异,可为胰岛素相对缺乏时表现为2型糖尿病患者的轻度高血糖,或严重胰岛素缺乏时表现为1型糖尿病患者的酮症酸中毒。对糖尿病患者进行治疗,其血糖水平虽可降至正常或接近正常水平,但体内的许多代谢过程仍可异常。
一、胰岛素的正常分泌及其对代谢的作用
(一)胰岛素的正常分泌
&& 高血糖是糖尿病的标志。高血糖是由于胰岛素的相对或绝对缺乏导致葡萄糖以异常的高速率进入循环血液或(和)葡萄糖从循环中清除速率降低所引起。
&& 胰岛素由胰腺的胰岛B细胞合成和分泌。正常时,灌注胰腺血液的葡萄糖浓度是调节B细胞分泌胰岛素的最重要的因素j当血糖升高时,胰岛素的分泌量可达基础水平的10---20倍;当糖负荷后血糖下降至正常水平时,胰岛素的分泌也迅速回复至基础水平。在持续高血糖的刺激下,胰岛B细胞的反应呈双相性。在起初为快速分泌相,即第一时相,反映B细胞贮存颗粒中胰岛素的分泌,在血糖升高后3--.5 min达峰值,胰岛素分泌量
&& 可增加10倍,5~10 rain后胰岛素分泌量下降50%。在血糖升高约15 min后,出现胰岛素分泌的第二次增多,称之为延缓分泌相,即第二时相,在第2~3 h达高峰并持续较长的时间,分泌速率也远大于第一时相,此时相反映了激活B细胞内胰岛素新合成和释放过程。口服葡萄糖对胰岛素分泌的刺激作用明显强于同剂量葡萄糖静脉注射的刺激,口服葡萄糖除引起血糖升高和迷走神经刺激外,葡萄糖还刺激胃肠黏膜释放多种胃肠激素如胰升糖素样肽-1(GLP-1)、抑胃肽(GIP)等,可加强高血糖刺激胰岛素的分泌。许多氨基酸(给予混合氨基酸或蛋白质餐后)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,但是在血糖正常时给予氨基酸只能使胰岛素的分泌少量增加,如果在血糖升高时有较高的氨基酸水平存在,可使高血糖引起的胰岛素分泌成倍增加。血中脂肪酸和酮体水平显著升高时也可促进胰岛素分泌。
&& 正常人每日约分泌50 u胰岛素。在两餐间、过夜空腹或24 h禁食时,胰岛素有微量的基础分泌,每小时0.5~1 u。正常成人空腹血浆胰岛素的浓度为5~20 mu/L,进餐后8~10 min外周血浆胰岛素浓度开始升高,30~45min到达高峰,随后逐渐下降, 90--120min回复至基础水平。
(二)胰岛素对代谢的作用
&& 胰岛素主要作用于肝脏、肌肉和脂肪组织,调节糖、蛋白质和脂类的代谢和贮存。胰岛素有多种代谢效应,在肝脏促进糖原合成和脂肪酸合成,抑制糖原分解、糖异生和酮体生成;在脂肪组织中则促进甘油合成、脂肪酸合成、三酰甘油合成和胆固醇合成,抑制脂肪分解;在肌肉组织中促进精原合成、氮基酸摄取和蛋白质合成,抑制蛋白质分解代谢。因而胰岛素是一种多方面促进合成代谢的激素。
&& 1.胰岛索对糖代谢的作用 口服葡萄糖75 g后的3 h期间,在胰岛素的作用下,肝脏是处理葡萄糖的最重要的组织,由肠道吸收葡萄糖的60%在肝内被用于合成糖原和三酰甘油。在人类,肝脏在葡萄糖转化为脂肪过程中的作用比脂肪组织更为重要。由肠道吸收葡萄糖的20%--25%为脑和红细胞所利用,脑和红细胞为非胰岛素依赖组织。在胰岛素的作用下,肌肉和脂肪组织处理15%左右吸收的葡萄糖。正常人餐后24 h内血糖波动范围较小,血糖水平波动的上限一般不超过7.8 mmoL/L。血糖水平的调节与血糖水平的稳定性主要取决于肝脏对小量胰岛素分泌的敏感性。在对葡萄糖负荷的处理上由于肌肉和脂肪组织对胰岛素水平轻度升高较不敏感,因而不像肝脏那样重要,但在高胰岛素血症情况下,肌肉和脂肪组织在处理葡萄糖负荷上所起的作用也有助于减轻血糖水平的波动。在摄食葡萄糖或餐后,血浆胰岛素水平的升高不仅促进肝脏摄取葡萄糖和合成糖原贮存,也抑制肝脏摄取糖异生的前体(如丙氨酸,乳酸,丙酮酸,甘油)而抑制葡萄糖异生。
&& 胰岛素对糖代谢有多方面的影响,首先是抑制肝脏的葡萄糖输出,这是通过抑制肝糖。原分解和抑制糖异生而达到的,其次是刺激外周组织摄取葡萄糖。在外周血胰岛素相对较低的水平时就能抑制肝脏葡萄糖输出,在正常人其半数最大抑制水平为30 mu/L左右。胰岛素通过骨骼肌和脂肪细胞膜的葡萄糖转运蛋白(glucose transportor)并激活细胞内有关代谢酶(如糖原合成酶等)来刺激这些组织摄取葡萄糖,但要求较高的外周血胰岛素水平,在正常人胰岛素刺激这些组织摄取葡萄糖的半数最大刺激作用的外周血水平是约100 mu/L。胰岛素也刺激这些组织氧化葡萄糖,在正常人胰岛素刺激这些组织氧化葡萄糖的半数最大刺激作用的外周血水平为50 mu/L左右。&
&& 2.胰岛素对脂类代谢的作用 胰岛素刺激脂蛋白酯酶,加速血液循环中内、外源性三酰甘油的清除。胰岛素也抑制脂肪细胞中对胰岛素敏感的酯酶活性,抑制三酰甘油的水解和游离脂肪酸的释放。胰岛素抗脂肪分解所需的水平比刺激摄取葡萄糖所需的水平要低得多,在正常人胰岛素半数最大抗脂肪分解作用的外周血水平为10 mu/L左右。在脂肪细胞通过胰岛素作用摄取的葡萄糖大部分用于形成3-磷酸甘油,小部分用于合成脂肪酸,两者形成三酰甘油。但通过胰岛素作用合成脂肪的主要部位是在肝脏。胰岛素一方面抗脂肪分解,另一方面促进脂肪合成,可导致机体脂肪贮存量增加。
&& 胰岛素对酮体生成有显著的抑制作用,这主要通过其强烈的抗脂肪分解作用和刺激脂肪酸合成,并在肝细胞线粒体肉毒碱水平抑制脂肪酸氧化来达到的。合成脂肪酸所需j的乙酰CoA主要来自葡萄糖,葡萄糖分解成丙酮酸后进入线粒体,丙酮酸在丙酮酸脱氢酶复合体催化下氧化脱羧形成乙酰CoA,在线粒体内乙酰CoA与草酰乙酸缩合成柠檬酸.柠檬酸通过线粒体内膜的特异性载体进入胞质,再在胞液中裂解释放出乙酰CoA,胞液中的乙酰CoA在乙酰CoA羧化酶的作用下羧化成丙二酰CoA后在内质网上碳链纰续延长合成脂肪酸。胰岛素刺激肝细胞脂肪酸合成,合成脂肪酸的第一个中间产物丙二酰CoA对肉毒碱脂酰转移酶有抑制作用。肉毒碱穿梭系统是脂肪酸氧化所必需的.脂肪酸在内质网和线粒体外膜上活化成脂肪酰CoA后不能直接进入线粒体,必需在肉毒碱的参与下在线粒体内膜两侧的肉毒碱脂酰转移酶I和Ⅱ的作用下进入线粒体内进一步氧化。胰岛素在刺激肝细胞合成脂肪酸的同时,抑制了脂肪酸的氧化。脂肪酸氧化时形成的大量乙酰CoA是进一步形成酮体所必需的中间代谢产物,胰岛索通过抑制脂肪酸氧化而降低了肝脏酮体的产量。肝细胞缺乏活化酮体的酶而不能利用自身产生的酮体,只能释放入血液循环,为肝外组织(心肌、骨骼肌、脑、肾等)氧化和供能。正常时血液中仅有微量浓度的酮体,浓度低于0.5 mmol/L。在胰岛素缺乏时这种抑制作用减弱,或饥饿时月旨肪动员和分解代谢增加等情况下,肝脏酮体产量增加超过肝外组织氧化利用酮体的能力时,血液中酮体浓度异常升高。由于酮体成分中的乙酰乙酸和13羟丁酸为酸性中间代谢产物,可引起酮症酸中毒。
&& 3.胰岛素对蛋白质代谢的作用 正常人在蛋白质餐(如瘦肉)后从肠道吸收的氨基酸经门静脉流过肝脏时,非支链氨基酸被肝脏摄取和利用,支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)几乎未被肝脏摄取和代谢而进入体循环,使循环血液中支链氨基酸浓度从基态增高一倍或更多,血液中的支链氨基酸可占总氨基酸的609/6。蛋白质餐后血液胰岛素水平升高使肌肉摄取氨基酸增加,特别是摄取支链氨基酸增加。肌肉摄取的支链氨基酸中小部分用于合成肌肉的结构成分,大部分被分解和氧化。在肌肉蛋白质净合成的同时,仍向血液不断释放出一定数量的丙氨酸和谷氨酰胺。丙氨酸可被肝脏用于糖异生,而谷氨酰胺为小肠和肾脏摄取、氧化,或形成丙氨酸再被肝脏用于糖异生。
&& 在空腹或饥饿时肌肉蛋白质分解释出氨基酸,但肌肉不按蛋白质的氨基酸组成比例向血液释放各种氨基酸,而是丙氨酸占309/6左右,谷氨酰胺占200,4左右。在肌肉中大多数氨基酸(生糖氨基酸)可通过转氨基作用形成酮酸,再经一系列代谢形成丙酮酸而释放入血液,再被肝脏用于糖异生;少数氨基酸(生酮氨基酸)可形成酮体。肝脏中蛋白质分解代谢形成的支链氨基酸,肝脏不能把他们作为糖异生的原料应用,需经血液运输到肌肉被利用。
&& 增强蛋白质合成和抑制蛋白质分解的血液胰岛素水平是介于抑制脂肪分解的血液胰岛素水平和抑制肝葡萄糖输出的血液胰岛素水平之间。胰岛素缺乏时,蛋白质分解代谢加强,生成较多的丙酮酸,使肝脏糖异生增加和肝脏葡萄糖输出增加,是高血糖症的原因之一。
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