胰岛功能是指胰岛能分泌
胰岛素与
胰高血糖素等激素的功能。胰岛有丰富的神经分布,包括交感神经、
迷走神经和肽能神经。这些神经的兴奋和抑制影响胰岛
细胞的分泌。胰岛中央聚集着B细胞,周围覆盖着杂居的A细胞和D细胞。
中央区和周围区交界处,B细胞与其他细胞相互靠拢和混杂在一起。这有利于形成邻分泌系统,调节诸胰岛激素的多少及其对代谢的作用。
简介
胰岛能分泌胰岛素与胰高血糖素等激素。人类的胰岛细胞按其染色和形态学特点,主要分为A细胞、B 细胞、D细胞及PP细胞。A细胞约占胰胰岛细胞的20%,分泌
胰高血糖素(glucagon);B细胞占胰岛细胞的60%-70%,分泌胰岛素(
胰岛素);D
细胞占胰岛细胞的10%,分泌“生长抑素”;PP细胞数量很少,分泌
胰多肽(pancreatic polyeptide)。
血糖素
人胰
高血糖是由29个
氨基酸组成的直链
多肽,分子量为3485,它也是由一个大分子的
前体裂解而来。胰高血糖在
血清中的浓度为50-100ng/L,在
血浆中的半衰期为5-10min, 主要在肝灭活,肾也有降解作用。
功能
与胰岛素的作用相反,
胰高血糖素是一种促进分解代谢的激素。胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,使血糖明显升高,1mol/L的激素可使3×106mol/L的葡萄糖迅速从糖原分解出来。胰高血糖素通过cAMP-PK系统,激活肝细胞的磷酸化酶,加速糖原分解。糖异生增强是因为激素加速氨基酸进入肝细胞,并激活糖异生过程有关的酶系。胰高血糖素还可激活脂肪酶,促进脂肪分解,同时又能加强脂肪酸氧化,使体生成增多。胰高血糖素产生上述代谢效应的靶器官是肝,切除肝或阻断肝血流,这些作用便消失。另外,
胰高血糖素可促进胰岛素和胰岛生长抑素的分泌。药理剂量的胰高血糖素可使心肌细胞内cAMP 含量增加,心肌收缩增强。
胰岛素
胰岛素是含有51个氨基酸的
小分子蛋白质,分子量为6000,胰岛素分子有靠两个二硫键结合的A链(21个氨基酸)与B链(30个氨基酸),如果二硫键被打开则失去活性。B
细胞先合成一个大分子的前胰岛素原,以后加工成八十六肽的胰岛素原,再经
水解成为胰岛素与连接肽(C肽)。胰岛素与C肽共同释入血中,也有少量的胰岛素原进入血液,但其生物活性只有胰岛素的3%-5%,而C肽无胰岛素活性。由于C肽是在胰岛素合成过程产生的,其数量与胰岛素的分泌量有平行关系,因此测定血中C肽含量可反映B细胞的分泌功能。正常人空腹状态下
血清胰岛素浓度为35-145pmol/L。胰岛素在血中的半衰期只有5min,主要在肝灭活,肌肉与肾等组织也能使胰岛素失活。 1965年,我国生化学家首先人工合成了具有高度生物活性的胰岛素,成为人类历史上第一次人工合成生命物质(
蛋白质)的创举。
胰岛功能
降血糖的激素只有一个——胰岛素,当它与
细胞膜上的胰岛素受体结合后,就启动了细胞内部一系列的变化,使细胞膜的葡萄糖通道打开,将细胞外的葡萄糖转运到细胞内,再把葡萄糖变成“
糖原”的形式(多分支小淀粉形式)储存起来,这样血糖就降低了。
胰岛素还有许多其它功能,如促进脂肪和蛋白质的合成、阻止糖异生(由脂肪和蛋白质变成葡萄糖)等等。胰岛素是促进合成代谢、调节血糖稳定的主要激素。
1.对
糖代谢的调节:
胰岛素促进组织、细胞对葡萄糖的摄取和利用,加速葡萄糖合成为糖原,贮存于肝和肌肉中,并抑制糖异生,促进葡萄糖转变为
脂肪酸,贮存于
脂肪组织,导致血糖水平下降。胰岛素缺乏时,血糖浓度升高,如超过肾糖阈,尿中将出现糖,引起
糖尿病。
2.对脂肪代谢的调节 胰岛素促进肝合成脂肪酸,然后转运到
脂肪细胞贮存。在胰岛素的作用下,脂肪细胞也能合成少量的脂肪酸。胰岛素还促进葡萄糖进入脂肪细胞,除了用于合成脂肪酸外,还可转化为α-磷酸
丙三醇,脂肪酸与α-磷酸甘油形成
三酸甘油脂,贮存于脂肪细胞中,同时,胰岛素还抑制脂肪酶的活性,减少脂肪的分解。胰岛素缺乏时,出现脂肪代谢紊乱,脂肪分解增强,
血脂升高,加速
脂肪酸在肝内氧化,生成大量酮体,由于糖氧化过程发和障碍,不能很好处理酮体,以致引起酮血症与酸中毒。
3.对
蛋白质代谢的调节 胰岛素促进蛋白质合成过程,其作用可在蛋白质合成的各个环节上:
②可使
细胞核的复制和
转录过程加快,增加
脱氧核糖核酸和
核糖核酸的生成;
③作用于
核糖体,加速反应过程,促进蛋白质合成;另外,胰岛素还可抑制蛋白质分解和肝糖异生。由于
胰岛素能增强蛋白质的合成过程,所以,它对机体的生长也有促进作用,但胰岛素单独作用时,对生长的促进作用并不很强,只有与生长素共同作用时,才能发挥明显的效应。近年的研究表明,几乎体内所有细胞的膜上都有胰岛素受体。胰岛素受体已纯化成功,并阐明了其化学结构。胰岛素受体是由两个α亚单位和两个β亚单位构成的四聚体,α亚单位由719个氨基酸组成,完全裸露在细胞膜外,是受体结合胰岛素的主要部位。α与α亚单位、α与β亚单位之间靠二硫键结合。β亚单位由620个
残基组成,分为三个结构域:N端194个氨基酸残基伸出膜外;中间是含有23个氨基酸残基的跨膜结构域;C端伸向膜内侧为
蛋白激酶结构域。
胰岛素受体本身具有
酪氨酸蛋白激酶活性,胰岛素与受体结合可激活该酶,使受体内的酪氨酸残基发生
磷酸化,这对跨膜信息传递、调节
细胞的功能起着十分重要的作用。关于胰岛素与受体结合启动的一系列反应,相当复杂,尚不十分清楚。
参考资料
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