胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节及其相互作用

胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节及其相互作用Effect of interaction between insulin and glucagon on blood glucose

祥华（怀宁怀宁县高河中学246121）

王文芳（阳谷阳谷县第三中学252300）

中国图书分类号：Q45 文献标识码：C

摘要：本文从2013年高考题生物卷第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；人教版生物教材的新旧版本，以及浙科版的教材针对“胰岛素和胰高血糖素分泌的相互作用”的论述存在诸多矛盾之处。本文将就相关问题的疑惑做出解答。

关键词：胰岛素胰高血糖素血糖调节相互作用

第一作者：祥华

性别：男

籍贯：怀宁

出生年月：1980年12月

学历：大学本科

职称：中教二级

工作单位：怀宁县高河中学

联系：

邮寄地址：省怀宁县高河中学教务处

邮编：246121

:596552563qq.

第二作者：王文芳

性别：女

籍贯：阳谷

出生年月：1968年8月

学历：大学本科

职称：中教高级

工作单位：阳谷县第三中学

联系：

邮寄地址：省阳谷县第三中学

邮编：252300

:1261634564qq.

胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节及其相互作用Effect of interaction between insulin and glucagon on blood glucose

祥华（怀宁怀宁县高河中学246121）

王文芳（阳谷阳谷县第三中学252300）

中国图书分类号：Q45 文献标识码：C

摘要：本文从2013年高考题生物卷第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，以及血糖调节异常即糖尿病的发病机理；人教版生物教材的新旧版本，以及浙科版的教材针对“胰岛素和胰高血糖素分泌的相互作用”的论述存在诸多矛盾之处。本文就相关问题的疑惑做出解答。

关键词：胰岛素胰高血糖素血糖调节相互作用

旧人教版生物教材选修全一册在讲到血糖平衡的调节时，着重强调了胰岛素和胰高血糖素的相互作用（见教材第9页插图1–6），据图分析可知胰高血糖素促进胰岛素的分泌，而胰岛素会抑制胰高血糖素的分泌；而浙科版生物教材必修3《稳态与环境》第39页中提到：“血糖浓度下降（低于80mg/100ml）和胰岛素分泌增加都可以直接作用于胰岛A细胞引起胰高血糖素的分泌，血糖浓度上升和胰岛素分泌降低则使A细胞的分泌减少。”两者的矛盾之处可见一斑。而新人教版却没有关于胰岛素和胰高血糖素相互作用的容论述。为什么会出现这样的变化呢？这要从血糖平衡的调节机制说起。

1.血糖平衡的调节机制

1.1对血糖升高的调节

B细胞对血糖浓度变化非常敏感，血糖水平低于50 mg/100ml时胰岛素分泌极少或无分泌，血糖水平高于250 mg/100ml时胰岛素分泌达到最大限度。摄食以后，血糖浓度会迅速升高，作为信号直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素；或者引起下丘脑兴奋，通过迷走神经作用于胰岛B细胞，刺激胰岛素的分泌；并且某些氨基酸或激素也能导致胰岛素的分泌增加，如：精氨酸和赖氨酸，以及胃肠道分泌的促胃液素、促胰液素等。在持续高血糖的刺激下，胰岛素的分泌可分为三个阶段：血糖升高5min，胰岛素的分泌可增加约10倍，主要来源于B细胞贮存的激素释放，因此持续时间不长，5～10min后胰岛素的分泌便下降50％；血糖升高15min后，出现胰岛素分泌的第二次增多，在2～3h达高峰，并持续较长的时间，分泌速率也远大于第一相，这主要是激活了B细胞胰岛素合成酶系，促进了合成与释放；倘若高血糖持续一周左右，胰岛素的分泌可进一步增加，这是由于长时间的高血糖刺激B细胞增生而引起的。

近年的研究表明，几乎体所有细胞的膜上都有胰岛素受体[4]。葡萄糖的跨膜运输包括两种方式：其一，依赖于钠钾泵所建立的离子势能所进行的继发性主动转运，如小肠绒毛上皮细胞和肾小管上皮细胞。其二，通过葡萄糖转运体（GLUT）的协助扩散。葡萄糖转运体包含多种类型GLUT1-GLUT7等，而胰岛素主要作用于GLUT4,并且不是通过诱导GLUT数量的增加，而是诱导6-磷酸激酶使磷酸化葡萄糖增加，促使细胞葡萄糖浓度下降，葡萄糖易通过协助扩散进入细胞。

当胰岛素与其受体结合以后，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，贮存于肝脏和肌肉中，并抑制糖异生；促进葡萄糖转变为脂肪酸，贮存于脂肪组织，抑制脂肪的分解；促进氨基酸主动转运进入细胞，直接作

用于核糖体加速蛋白质的合成，并抑制蛋白质的分解，从而导致血糖水平下降。

1.2对血糖降低的调节

当血糖水平降低时，胰高血糖素分泌增加；血液中氨基酸增多，也能促进胰高血糖素的分泌。蛋白餐后，血液中吸收大量氨基酸，既促进胰岛素的释放，又刺激了胰高血糖素的分泌。胰高血糖素抵消了胰岛素的作用，又促进了葡萄糖的异生，使血糖水平升高，这对于防止低血糖具有重要的生理意义。胰高血糖素的靶细胞主要是肝细胞。胰高血糖素能强烈地促进糖原分解和葡萄糖异生，使血糖明显升高；并且促进脂肪分解，加速氨基酸进入肝细胞，脱氨基转化成糖。

1.3血糖调节异常：糖尿病的发病机理

关于糖尿病的发病机理仍然存在很多未知领域，基于人们现阶段对糖尿病的认识将糖尿病划分为两种类型（Ⅰ型和Ⅱ型）。Ⅰ型糖尿病主要与自身免疫有关，在自身免疫系统的攻击下大量的胰岛B细胞被破坏，大大降低了胰岛合成和分泌胰岛素的能力，胰岛素分泌不足，故又被称为胰岛素依赖性糖尿病；Ⅱ型糖尿病的发病机理：多年研究表明，胰岛素抵抗和B细胞功能障碍是Ⅱ型糖尿病发病的两大机制[5]。所谓胰岛素抵抗是指组织细胞对胰岛素的敏感性下降，这种异常以胰岛素受体后信号传导障碍为主。尽管胰岛素抵抗存在于Ⅱ型糖尿病人群中，但同时也以同样程度存在于许多并无糖尿病的人群中，该人群可有或无代综合征，因而单独胰岛素抵抗不可能是Ⅱ型糖尿病的决定性致病因素，日益增多的事实表明，胰岛特别是胰岛B细胞的异常可能是Ⅱ型糖尿病发病的中心环节。换句话说，胰岛素抵抗是Ⅱ型糖尿病发生的始动因素，而胰岛B细胞功能正常与否则是Ⅱ型糖尿病是否发生的决定因素;胰岛素抵抗的发生启动了Ⅱ型糖尿病的发病历程，但如果胰岛B细胞能保持其代偿能力Ⅱ型糖尿病并不会发生，然而胰岛细胞因长期过度代偿而衰竭，其代偿能力逐渐下降，糖代进一步恶化，血糖升高达到糖尿病水平，则Ⅱ型糖尿病逐渐发生。

2．胰岛素和胰高血糖素的相互作用

胰岛素和胰高血糖素是两种具有拮抗作用的激素。王玢和左明雪在《人体及动物生理学》中认为“胰岛素抑制胰高血糖素的分泌，胰高血糖素却可促进胰岛素的分泌”。例如：血糖升高促进胰岛素释放，同时抑制胰高血糖素分泌，而胰岛素又可以直接抑制胰高血糖素的分泌，二者相互增强，使胰高血糖素分泌显著受到抑制，这样胰岛素得以更有效的发挥作用[3]。旧人教版教材关于胰岛素和胰高血糖素相互作用的论述显然与上述容相吻合。但是浙科版教材和2013年高考