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為什么血糖難于控制?——揭秘胰高血糖素的作用
2022-06-06 瀏覽次數(shù):1266
1、胰高血糖素在調(diào)節(jié)血糖穩(wěn)態(tài)中的作用
19世紀(jì)20年代初胰高血糖素第一次被鑒別命名,在50年代被純化并確定其性質(zhì),70年代確定其在糖尿病病理生理學(xué)所起到最基本的作用,更多關(guān)注于胰島素的降糖作用。采用胰島素治療1型糖尿病患者,近一個(gè)世紀(jì)了,無庸置疑,胰島素挽救了很多生命,卻無法*控制低血糖的發(fā)生和降低并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。探尋生命的秘密永無止境,因此在了解糖尿病病理生理學(xué)的路上,我們找到了分泌胰高血糖素的胰島α細(xì)胞。
胰高血糖素在血液環(huán)循中水平很低,大約10pmol/L(35pg/mL),從低血糖到高血糖的生理濃度范圍為0-30 pmol/L(0-105pg/mL),在人體中的半衰期為7 min,大鼠和犬的半衰期分別為2 min和5 min。胰高血糖素受體為7次跨膜G偶聯(lián)蛋白受體,主要在肝臟中表達(dá)。在研究大鼠胰高血糖素受體時(shí),發(fā)現(xiàn)在胃、肺、腎上腺、腎臟、小腸、腦、心臟、脾臟和褐色、白色脂肪中均有表達(dá)。通過胰高血糖素受體激活環(huán)腺苷一磷酸(cAMP)和磷脂酶C。
影響胰高血糖素分泌的因素主要分為三個(gè)方面:其一,血漿濃度及其他激素;其二,β細(xì)胞(胰島素、Zn2+、氨基丁酸)、δ細(xì)胞(生長激素抑制素);其三,神經(jīng)調(diào)節(jié)。在健康人體中,當(dāng)血糖濃度升高時(shí),胰島內(nèi)的旁路β細(xì)胞通過胰島素的分泌抑制胰高血糖素從α細(xì)胞分泌。實(shí)際上,胰島經(jīng)培養(yǎng)后,分離出單細(xì)胞,采用共聚焦顯微鏡顯示β細(xì)胞包繞α細(xì)胞的能力,甚至證明了兩種細(xì)胞間復(fù)雜的相互作用,毫無疑問,控制胰島素和胰高血糖素比例在控制血糖濃度中至關(guān)重要。胰高血糖素分泌比較復(fù)雜,包括大腦、自主神經(jīng)系統(tǒng)、小腸、自分泌信號進(jìn)行調(diào)控。其他研究表明由脂肪細(xì)胞分泌的瘦素對胰高血糖素存在抑制作用。
2、胰高血糖素在糖尿病病原體中的重要性
很多研究表明,在1型糖尿病和2型糖尿病患者中出現(xiàn)胰高血糖素代謝紊亂現(xiàn)象。
1型糖尿病屬于慢性疾病,嚴(yán)重缺乏胰島素導(dǎo)致血糖升高,餐后存在對胰高血糖素有害刺激,而不能像正常人對胰高血糖素的形成抑制作用。對早期糖尿病進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)胰高血糖素的紊亂,對超過5年病程的1型糖尿病兒童進(jìn)行餐后胰高血糖素水平檢測,增加160%。胰高血糖素水平的急劇升高與控制血糖差和胰島β細(xì)胞功能衰減存在極大相關(guān)性,研究推測餐后生理性分泌的GLP-1水平不足以抑制胰高血糖素的分泌。GLP-1類似物可能會在治療1型糖尿病中起到重要作用,同時(shí)需要研究人員作更多探索。
自身免疫在1型糖尿病中具有極其重要的作用,CD8 T細(xì)胞扮演很重要的角色,該細(xì)胞的活性對分泌胰島素的β細(xì)胞起到損傷作用。嚴(yán)重缺失會造成胰島細(xì)胞間的應(yīng)對不及時(shí),導(dǎo)致α細(xì)胞不能獲得足夠的信號來感知血液循環(huán)中血糖變化,而注射外源性胰島素也不能等同于正常人分泌的內(nèi)源性胰島素。最近有研究表明,在NOD小鼠胰島模型中,胰高血糖素特異性CD8 T細(xì)胞,可能存在1型糖尿病中免疫細(xì)胞極度破壞β細(xì)胞的程度去免疫破壞α細(xì)胞。
2型糖尿病中高血糖要么由于胰島素敏感性降低造成外,高血糖素癥是另外一種原因,兩者中只能有一種原因?qū)е赂哐恰?/span>
2型糖尿病中對胰島素不夠敏感導(dǎo)致血液循環(huán)中血糖濃度過高,同樣,胰高血糖素也是胰島素抵抗的因素,不能像正常細(xì)胞反應(yīng)β細(xì)胞的信號。2型糖尿病進(jìn)行糖負(fù)荷后胰高血糖素不降反升,該現(xiàn)象和1型糖尿病一樣,最后導(dǎo)致血糖濃度急劇升高,對于“在2型糖尿病患者在口服葡萄糖后血糖波動50%是高血糖素癥所致的論斷"具原學(xué)意義。
隨著肥胖的流行,導(dǎo)致更多的2型糖尿病,讓更多的科研人員關(guān)注年青患者。研究表明青春期肥胖的2型糖尿病患者不僅空腹時(shí)胰高血糖素水平過高,攝入葡萄糖15分鐘呈現(xiàn)血漿中胰高血糖素水平也升高現(xiàn)象,與2型糖尿病相似。
很多2型糖尿病患者必須采取胰島素治療β細(xì)胞功能嚴(yán)重下降。一個(gè)有趣的研究,采用葡萄糖非耐量的小鼠模型,長期輸注穩(wěn)定劑量的胰高血糖素類似物,進(jìn)行口服或靜脈注射葡萄糖處理,結(jié)果胰島素分泌減少。研究者推測:2型糖尿病患者長期的高水平的胰高血糖素可能直接加速β細(xì)胞功能紊亂。
胰島素與胰高血糖素的比率是動態(tài)的這一觀念已在領(lǐng)域內(nèi)達(dá)成共識,不僅在研究糖尿病具有重大作用,而且對營養(yǎng)的貯存和利用提供一個(gè)很重要的視角,同時(shí)也應(yīng)用于其他代謝異常的生理關(guān)態(tài),如感染、創(chuàng)傷、腫瘤等。此外,目前許多藥物的臨床前和臨床研發(fā)過程中,對胰島素/胰高血糖素軸進(jìn)行了更細(xì)致的研究,其將揭開人類生物化學(xué)與生理學(xué)更新的一面。
以β細(xì)胞為焦點(diǎn)控制血糖,糖尿病變得過份簡單。對于非糖尿病患者末期腎病患者、非酒精脂肪肝患者、非酒精脂肪肝炎也出現(xiàn)糖代謝失調(diào)現(xiàn)象。深入了解各種狀態(tài)下胰高血糖素改變的病理生理學(xué),對控制血糖提供一個(gè)新視角,也將使更多患者獲益。
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