线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
谷氨酰胺能系统与胰腺分泌功能调节
谷氨酰胺能系统与胰腺分泌功能调节陈立强王洋洋梁洁玲杜榴恩梁结玲李海珠肇庆市第一人民医院广东肇庆526040【摘要】谷氨酸是哺乳类动物中枢神经系统的主要神经递质，谷氨酸的转运与储存过程中需要利用电化学离子梯度提供动力和ATP依赖的囊泡膜谷氨酸转运体（vesicular glutamate transporter，VGLUT1-3）参与，3种类型的VGLUT在谷氨酸的转运过程中发挥着重要作用。
研究表明谷氨酸转运体和谷氨酸受体均存在于胰腺组织中，以谷氨酸为主要信号传导分子的胰腺分泌系统称为谷氨酰胺能系统，胰腺组织中谷氨酸信号的传递与胰腺分泌功能密切相关。
对此，现主要对近期谷氨酰胺能系统在胰腺组织分泌功能调节分子机制的研究进展进行综述。
【关键词】谷氨酸；囊泡膜谷氨酸转运体；谷氨酸受体；分泌信号Glutamatergic system and the secretion function of pancreatic tissue CHEN Li-qiang; W ANG Yang-yang; LIANG Jie-ling; Du Liu-en; LIANG Jie-ling; LI Hai-zhuThe First People＇s Hospital of Zhaoqing 526040，Zhaoqing GuangdongGlutamate is the major excitatory neurotransmitter in the mammalian central nervous system, packaging and storage of glutamate into glutamatergic neuronal vesicles require ATP-dependent vesicular glutamate systems, which utilize the electrochemical proton Gradient as adriving force. Three vesicular glutamate transporters(VGLUT1-3) play a key role to transport glutamate. Recently, it has been demonstrated that the glutamate receptors and VGLUTs are also functional in pancreatic tissue, Glutamate signaling in pancreatic tissue has been widely accepted of glutamatergic system. The glutamate signaling in pancreatic tissue may have significant relevance to the secretion function of pancreatic tissue. This review will focus on the most recent update of molecular physiology of glutamatergic system in pancreatic tissue.[key word] glutamate; vesicular glutamate transporter; glutamate receptor; glutamate signaling糖尿病是一种常见的内分泌代谢疾病，以糖尿病为主体的内分泌、营养和代谢类疾病的死亡率在2008年我国大城市居民主要疾病死亡率中排第6位，所以对于糖尿病病因学的研究对提高我国人民的健康水平有非常重要的意义。
【高中生物】“胰岛素”知识梳理
【高中生物】“胰岛素”知识梳理一、知识体系二、知识解析（一）胰岛素的结构：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质，含有2条肽链，氨基酸的连接方式是脱水缩合，这其间要失去49分子的水，形成49个肽键；胰岛素分子中至少含有2个－COOH和2个－NH2；若一个氨基酸的平均分子量是128，那么胰岛素的分子量大约是5646。
（二）胰岛素的合成及分泌：1．胰岛素是分泌蛋白，其合成是在胰岛B细胞中的核糖体上进行的，与其合成及分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（注意掌握各细胞器所起的作用）；其合成及分泌的途径是：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→胞外；该物质出入细胞的方式为外排作用。
2．控制胰岛素合成的基因是真核细胞基因，其结构包括编码区和非编码区，非编码区对编码区的表达起调控作用，编码区包括内含子和外显子。
3．基因控制胰岛素的合成包括转录和翻译过程。
在控制胰岛素合成的基因中，至少含有306个脱氧核苷酸；该过程中约需要51个tRNA，mRNA中大约有153个核糖核苷酸、51个密码子。
4．人体内合成胰岛素所需要的原料－氨基酸的来源途径有：肠道吸收、自身蛋白质的分解、氨基转换作用（其它物质的转变）等。
（三）胰岛素的作用及异常：1．胰岛素的生理作用是：调节糖类代谢，降低血糖含量，促进血糖合成为糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量降低。
在血糖平衡调节中，胰岛素的分泌会抑制胰高血糖素的分泌，这两种激素间的关系表现为拮抗作用；当人饥饿时，胰岛素的分泌量会减少。
2．如果一个人持续性高血糖和糖尿，可能的原因是肾功能发生障碍或患糖尿病。
如果是前者，原因是由于肾小管不能有效地将葡萄糖重吸收回血液，他的尿中就会出现葡萄糖，该吸收方式为主动运输；如果是后者，其病因是胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌量过少，从而促进肝糖元的分解，促进非糖物质的转化，使葡萄糖进入组织细胞和在细胞内氧化利用发生障碍，从而导致血糖含量高于160～180mg／dL。
氨基酸代谢和信号传导研究
氨基酸代谢和信号传导研究一、氨基酸代谢概述氨基酸是构成蛋白质的基本单元，同时还是人体内复杂代谢网络中重要的氮源。
氨基酸代谢过程包括氨基酸的合成、降解和转化。
氨基酸的合成主要在细胞质内进行，存在多个代谢通路。
氨基酸降解主要在线粒体中进行，通过多个代谢通路将氨基酸转化为能量或者其他代谢产物。
氨基酸代谢紧密联系着人体内的氮代谢和碳代谢过程。
二、氨基酸代谢通路1.谷氨酸-丙氨酸循环（TCA循环）谷氨酸-丙氨酸循环是氨基酸代谢中最重要的通路之一。
该通路将氨基酸转变为谷氨酸和丙氨酸，并进一步将其转化为脱氢酸或者柠檬酸，最终进入TCA循环。
该循环被认为在肝脏、肾脏和肌肉组织中相对活跃。
2.尿素循环尿素循环是氨基酸代谢的主要通路之一。
该通路将体内的氨基酸转化为尿素，并排出体外。
尿素循环主要发生在肝脏中。
3.甲硫氨酸代谢通路甲硫氨酸代谢通路将氨基酸转化为胱氨酸。
其中，甲硫氨酸参与了多种代谢途径，例如与半胱氨酸结合合成出前体分子半胱氨酸，或者是通过转化为硫胺素从而参与代谢过程。
三、氨基酸代谢和信号传导的联系最近的研究表明，氨基酸代谢和信号传导之间可能存在着密切的联系，因为多种氨基酸被证明可以在细胞内作为信号分子起到调控代谢和生长的作用。
例如：1.谷氨酸和谷氨酸代谢产物-γ-氨基丁酸（GABA）可以参与多种神经元活动的调控，包括抑制神经元的活动。
2.精氨酸是一种重要的信号分子，可以调控胰岛素分泌和细胞凋亡等生理过程。
3.组氨酸是参与多种炎症反应的重要信号分子。
综上所述，氨基酸代谢和信号传导之间存在密切的联系，这其中的机制和细节还需要更深入的研究来揭示。
四、结论综上所述，氨基酸代谢是一个非常复杂的生物过程，涉及多个代谢通路和信号传导途径。
通过对氨基酸代谢和信号传导的研究，我们可以更深入地了解身体内氮代谢和碳代谢的机制，也可以为临床医学和生物医药领域的发展提供新的思路和方法。
大学细胞生物学考试(习题卷53)
大学细胞生物学考试(习题卷53)第1部分：单项选择题，共88题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]细胞变形足(1amellipodia)的运动主要是通过什么所引起( )A)微管的动态变化B)肌动蛋白的装卸C)肌球蛋白丝的滑动D)微绒毛的伸缩答案:B解析:2.[单选题]下列有关线粒体的结构描述，不正确的是（ ）A)线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构B)线粒体内膜上有大量向内腔突起的折叠，形成嵴C)电镜下可观察到线粒体内、外膜上存在相互接触的地方，即转位接触点D)线粒体内膜的外表面附着许多突出的颗粒，即基粒答案:D解析:3.[单选题]关于钙泵的描述不正确的是（ ）A)主要存在于线粒体膜、内质网膜和质膜上B)本质是一种钙ATP酶C)质膜上钙泵的作用是将钙离子泵出细胞D)内质网膜上的钙泵的作用是将钙离子泵入细胞答案:D解析:4.[单选题]只有肌动蛋白（无肌球蛋白）的情况下，可以发生的细胞运动是( )A)骨骼肌收缩B)胞质分裂C)卵细胞受精前的顶体反应D)无（所有涉及肌动蛋白的运动都需要肌球蛋白）答案:C解析:5.[单选题]下列哪个因素可使细胞膜流动性增加：A)降低温度B)增加不饱和脂肪酸的含量C)增加鞘磷脂的含量D)增加脂肪酸链的长度答案:B解析:6.[单选题]细胞凋亡与细胞死亡最主要的区别是（ ）A)细胞核肿胀B)内质网扩张C)细胞变形D)炎症反应答案:D解析:7.[单选题]核质比相对较大的细胞是（ ）A)脂肪细胞B)肌肉细胞C)干细胞D)肥大细胞答案:C解析:8.[单选题]广义的核骨架包括（ ）A)核基质B)核基质、核孔复合物C)核纤层、核基质D)核纤层、核孔复合体和一个不溶的网络状结构（即核基质）答案:D解析:9.[单选题]成纤维细胞所特有的中间纤维蛋白是（ ）。
A)角纤维蛋AB)波形纤维蛋白C)结纤维蛋白D)胶质纤维酸性蛋白答案:B解析:中间纤维具有严格的组织特异性，不同类型细胞含有不同IF。
线粒体功能障碍在胰岛素调控中的重要作用
糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一种由于胰岛素分泌绝对不足或者相对不足而引起的代谢紊乱性常见疾病。
在我国其发病率逐年迅速增高，且年龄趋于年轻化，长此以往将影响到我国公民的健康发展。
因此，探讨糖尿病的发病机制在当今医学和药学领域具有非常重要的意义。
近年来，越来越多的研究表明线粒体功能障碍与糖尿病的发生和发展密切相关[1]。
基于线粒体在细胞供能中的重要作用以及胰岛素在糖尿病中的重要地位，本文就线粒体功能障碍在胰岛素调控中的重要作用进行综述，为阐明糖尿病的发病机制及其临床防治及药物研发提供新的启示。
1线粒体概述线粒体分布于所有真核生物细胞质内，不仅与细胞生存有关，还参与细胞能量产生、氧化还原反应、Ca2+稳态、细胞的某些代谢和生物合成途径的调控以及细胞凋亡等，其数量在不同生物体或者同一生物体的不同组织内具有很大的差异。
一般代谢活动越旺盛的细胞（如肝脏、心脏及骨骼肌等）含有的线粒体数量越多。
它都由内外两层膜环绕而成，外膜平滑，通透性高，小分子可以自由通过；内膜则向内折叠形成许多嵴，通透性小，含有线粒体电子传递链的绝大多数重要酶类。
两层膜之间有腔，称为膜间隙，线粒体中央为基质（matrix）。
线粒体的这些结构决定了线粒体在细胞内具有独特而重要的功能。
2线粒体功能以及引起线粒体功能障碍的因素线粒体的最主要功能是产生ATP，为细胞提供90%以上的能量。
其主要通过以下2条途径产生ATP：（1）三羧酸循环途径，机体内的三大营养物质糖、脂类及蛋白质的代谢产物丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中经三羧酸循环最终彻底氧化分解，产生小部分ATP，为机体提供部分能量。
（2）电子传递链途径，上述三羧酸循环途径同时还会产生大量还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸（NADH）和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（FADH2），它们在线粒体基质内结合电子传递到达线粒体内膜，分别与线粒体内膜上的复合物Ⅰ（NADH-辅酶Q还原酶）和复合物Ⅱ（琥珀酸-辅酶Q还原酶）结合，将电子均传递给复合物Ⅲ（辅酶Q-细胞色素C还原酶），继而到达复合物Ⅳ（细胞色素C氧化酶），在复合物Ⅳ处与分子氧结合生成水，终止电子传递，在此电子传递过程中，线粒体内膜内侧即基质内伴随有质子的产生，这些质子经线粒体内膜上具有质子泵功能的复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度差从基质泵入到线粒体膜间隙，由于线粒体内膜通透性有限，此时则线粒体膜间隙的H+浓度大于线粒体基质内H+浓度，即膜间隙产生大量的正电荷，而线粒体基质产生大量的负电荷，使线粒体内膜两侧形成跨膜电位差m及质子浓度差pH，二者构成跨膜电化学梯度，驱使H+通过线粒体内膜上的复合物Ⅴ（ATP合成酶）返回线粒体基质，此过程释放的自由能驱使腺苷二磷酸（ADP）在复合物Ⅴ的作用下与Pi 耦联生成大量的ATP，继而为机体提供能量。
江苏省常州市联盟学校2024届高三上学期10月学情调研 生物试卷及答案
常州市联盟学校2023-2024学年第一学期学情调研高三年级生物试卷本试卷共23题满分100分考试时间75分钟2023.10一、单项选择题：共14题，每题2分，共计28分。
每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关化合物的组成元素及功能的叙述，正确的是（ ）A. 磷脂、核酸都含C、H、O、N、P，可参与构成核糖体B. 叶绿素含C、H、O、Mg，能吸收、传递、转换光能C. 糖类都含C、H、O、N，既可提供能量也可构成细胞结构D. 胰岛素含有C、H、O、N、S，可促进肝糖原分解为葡萄糖2. 下图是植物根毛细胞从土壤中吸收铁的过程图，相关叙述正确的是（）A. 蛋白质1运输H+消耗的ATP均来自于有氧呼吸第三阶段B. 蛋白质2将柠檬酸转运到细胞外属于主动运输C. 蛋白质3催化Fe3+还原为Fe2+需该细胞光反应提供NADPHD. 根毛细胞吸收铁与膜上的多种蛋白质、土壤的pH有关3. Ⅱ型糖原贮积病是由于溶酶体中α葡萄糖苷酶缺乏，糖原不能代谢而贮积导致的。
阿葡糖苷酶α能用于治疗Ⅱ型糖原贮积病，因为其与细胞表面的6－磷酸甘露醇受体结合，从而被运送到溶酶体中被激活后发挥降解糖原的作用。
相关叙述错误的是（）A. α葡萄糖苷酶的合成与游离核糖体有关B. 酸性条件下α葡萄糖苷酶的活性较高C. 细胞摄取阿葡糖苷酶α依赖膜的流动性D. 口服阿葡糖苷酶α可治疗Ⅱ型糖原贮积病4. 亚洲飞蝗的性别决定方式为XO 型，雄性（XO ，2n ＝23）、雌性（XX ，2n ＝24）的染色体均为端着丝粒染色体。
下图是研究人员以亚洲飞蝗的精巢为实验材料，观察到的细胞分裂中期的图像，相关叙述正确的是（ ）A. 图1是减数分裂Ⅰ中期，细胞中有11个四分体B. 图2是减数分裂Ⅱ中期，细胞中有23个DNAC. 图2继续分裂产生的子细胞中染色体数不相等D. 图1和图2中均可发生互换，导致基因重组5. 下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）①细胞生长时，相对表面积变小，物质运输效率低②植物细胞增殖时，细胞分裂素促进细胞质的分裂③细胞分化时，基因选择性表达是由于DNA 甲基化④细胞凋亡时，细胞膜通透性降低，细胞周期变短⑤细胞癌变时，原癌基因和抑癌基因同时发生突变A. ①③B. ③④C. ①②D. ②⑤6. 下图是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。
谷氨酸受体的功能和结构
谷氨酸受体的功能和结构谷氨酸受体是一种神经元受体，它在神经信号传递中发挥着重要的作用。
在人脑中，谷氨酸受体是最常见的受体之一，也是神经递质谷氨酸的主要递质受体。
谷氨酸受体的结构和功能已经被广泛研究，研究表明它在许多神经系统疾病的治疗上具有非常重要的潜力。
本文将介绍谷氨酸受体的功能和结构。
一、谷氨酸受体的功能谷氨酸是人体中最常见的神经递质之一，它是神经元之间信号传递的关键。
当神经元释放谷氨酸到突触间隙时，相关受体会被激活，此时信号转移到下一神经元，或者发挥其他作用。
谷氨酸受体是与谷氨酸作用的受体之一，它们的共同作用是促进神经信号的传递。
在神经系统中，谷氨酸受体经常被称为离子通道受体，因为它可以形成一个离子通道，领先于钙离子或钠离子等正离子进入胞内，从而产生神经信号传递的结果。
由于谷氨酸受体的这种离子通道特性，它可以调节神经元之间的连接强度，促进或抑制信号传递，从而影响大脑的感觉、运动、认知、情绪等方面的功能。
二、谷氨酸受体的结构谷氨酸受体分为两种类型：离子通道受体和嵌合型受体。
1、离子通道受体离子通道受体是图2所示的一种最简单的谷氨酸受体。
此类受体有一个离子通道，当谷氨酸结合受体时会打开通道，导致离子进入胞内。
离子通道受体通常在短时间内发挥作用，因为它们的响应速度非常快。
2、嵌合型受体与离子通道受体不同的是，嵌合型受体没有离子通道。
当谷氨酸结合嵌合型受体时，它会与受体特定的细胞内信号通路发生作用，从而产生特定的细胞反应。
嵌合型受体响应速度较慢，因此它们的作用会持续一段时间。
三、总结综上所述，谷氨酸受体是最常见的神经元受体之一，在神经信号传递中发挥着重要的作用。
它在神经系统中形成离子通道或与细胞内信号通路发生作用，从而产生不同的细胞响应。
谷氨酸受体的结构和功能已被广泛研究，研究表明它可以在许多神经系统疾病的治疗上发挥着非常重要的潜力。
在未来，人们希望能够深入了解谷氨酸受体的分子机制，以更好地理解它在神经元中的作用，从而设计更有效的治疗方法。
胰岛素相关信号组成
胰岛素相关信号组成
胰岛素是一种由胰岛素细胞分泌的激素，它在调节血糖、脂肪和蛋白质代谢方面起着重要作用。
胰岛素作用时，它通过与细胞膜表面的胰岛素受体结合，发出一系列信号，来调节各种代谢途径。
这一系列信号被称为胰岛素相关信号组成。
胰岛素相关信号组成包括以下几个方面：
1. 胰岛素受体自身激酶活性：胰岛素受体在结合胰岛素后，激
活了其自身的激酶活性，从而使信号传递向细胞内部。
2. 下游信号分子激活：胰岛素受体激活后，会激活下游信号分子，包括IRS-1、PI3K、Akt等，从而在细胞内部启动一系列反应。
3. 葡萄糖转运与利用：胰岛素相关信号组成还包括葡萄糖转运
与利用途径。
胰岛素能够促进葡萄糖转运进入肌肉细胞和脂肪细胞内，并促进葡萄糖在细胞内的利用。
4. 脂质代谢：在胰岛素的调节下，脂肪细胞能够把葡萄糖转化
为脂肪酸，促进脂肪的合成和储存。
综上所述，胰岛素相关信号组成包括胰岛素受体自身激酶活性、下游信号分子激活、葡萄糖转运与利用、以及脂质代谢等方面，这些信号组成是胰岛素调节代谢的重要途径。
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生物化学及分子生物学(人卫第九版)-05-05节糖代谢
熟悉 糖原合成与分解关键酶的调节；糖异生与糖酵解的底物循环 调节；乳酸循环的概念和生理意义；血糖调节激素及其作用 机制
了解
糖原累积症的发病机制；糖醛酸途径、多元醇途径的概念和 生理意义；血糖的来源和去路；糖代谢异常所致疾病
第五节
糖原的合成与分解
Glycogenesis and Glycogenolysis
激素调节的整合作用
糖、脂肪、氨基酸代谢相协调 肝、肌、脂肪组织等各组织代谢相协调
（一）胰岛素是降低血糖的主要激素
特点： 血糖升高时分泌增多 机制： 促进糖原、脂肪、蛋白质合成
促进肌、脂肪组织等通过GLUT4摄取葡萄糖
激活磷酸二酯酶而降低cAMP水平，使糖原合酶活化、磷酸化酶抑制 激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶，使丙酮酸脱氢酶活化
一、血糖水平保持恒定
是血糖来源和去路相对平衡的结果
食物糖
糖原合成
CO2 + H2O 肝（肌）糖原 其他糖
肝糖原
分解
血糖
磷酸戊糖途径等
非糖物质
脂肪、氨基酸
二、血糖稳态主要受激素调节
调节血糖的主要激素
降低血糖：胰岛素 （insulin）等
升高血糖：胰高血糖素 （glucagon）、糖皮质激素、肾上腺素等
葡糖-1-磷酸
UDPG
ATP
UTP
CH 2 OH
H
HO
H OH H
O H
H O P
+
P
P
P
尿苷
葡糖-1- 磷酸 UDPG焦磷酸化酶 PPi
H
HO
OH
UTP
CH 2 OH H OH H O H H O P P
尿苷
2Pi+能量
谷氨酸制剂在糖尿病治疗中的作用及机制研究
谷氨酸制剂在糖尿病治疗中的作用及机制研究糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其特征性病理生理变化为胰岛素分泌不足或细胞对胰岛素的抵抗，导致血糖水平升高。
糖尿病的治疗主要包括胰岛素替代疗法和口服药物，以及改变饮食和生活方式。
然而，这些治疗方法并不能完全满足所有患者的需求，因此，寻找新的治疗方法和药物成为了当今糖尿病研究领域的热点。
近年来，关于谷氨酸制剂在糖尿病治疗中的作用及机制的研究逐渐引起人们的关注。
谷氨酸是一种重要的氨基酸，在人体内起着多种生理功能。
研究表明，谷氨酸制剂可以通过多种途径干预糖尿病的发生和发展，具有治疗糖尿病的潜力。
首先，谷氨酸制剂可以调节胰岛素的分泌。
胰岛素的分泌受到多种因素的调控，谷氨酸作为胰岛素分泌的关键信号分子之一，在这一过程中发挥着重要作用。
研究发现，谷氨酸可以直接刺激胰岛β细胞，促进胰岛素的合成和分泌。
此外，谷氨酸还通过激活糖皮质激素受体，间接调节胰岛素的分泌。
因此，谷氨酸制剂可以增加胰岛素的分泌，改善糖尿病患者的胰岛素抵抗情况。
其次，谷氨酸制剂对糖代谢具有调节作用。
研究发现，谷氨酸可以抑制肝糖产生，减少血糖水平的升高。
肝脏是糖代谢的重要器官之一，过量的肝糖产生是导致糖尿病的重要原因之一。
通过抑制糖异生途径中关键酶的活性，谷氨酸制剂可以降低肝脏对葡萄糖的合成，减少血糖的生成。
此外，谷氨酸制剂还可以通过改善胰岛素信号转导通路来治疗糖尿病。
胰岛素信号转导通路是胰岛素生物学效应的重要途径，它通过胰岛素受体和相关蛋白激酶的活化，传递胰岛素的信号，影响细胞的糖代谢和能量平衡。
研究发现，谷氨酸可以通过增强胰岛素信号转导通路的活性，提高胰岛素对细胞的作用效果，增加糖尿病患者对胰岛素的敏感性。
最后，谷氨酸制剂还具有抗氧化和抗炎作用。
研究表明，糖尿病患者往往伴有氧化应激和炎症反应的增加。
氧化应激是细胞损伤和炎症反应的重要机制，而谷氨酸作为一种抗氧化剂可以中和自由基，减少氧化应激的损伤。
此外，研究还发现，谷氨酸可以抑制炎症因子的产生，减轻组织炎症反应，从而改善糖尿病的病理状况。
胰岛素的氨基酸种类
胰岛素的氨基酸种类胰岛素是一种由多种氨基酸组成的蛋白质激素，它在调节血糖水平和能量代谢中起着重要的作用。
胰岛素的氨基酸种类主要包括丝氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬酰胺酸、组氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸、甘氨酸、亮氨酸、赖氨酸和酪氨酸等。
1. 丝氨酸（Serine）是一种重要的氨基酸，它在胰岛素分子中起到稳定和结构支持的作用。
丝氨酸的侧链含有羟基，使得胰岛素能够与其他分子进行水解反应，从而调节胰岛素的活性。
2. 谷氨酸（Glutamic acid）是一种参与蛋白质合成和代谢的氨基酸。
在胰岛素分子中，谷氨酸通过其羧基与其他氨基酸形成肽键，构建胰岛素的多肽链。
3. 赖氨酸（Lysine）是一种必需氨基酸，对于人体生长和发育至关重要。
胰岛素中的赖氨酸能够与其他氨基酸形成离子键，增强胰岛素分子的稳定性和空间结构。
4. 天冬酰胺酸（Asparagine）是一种非必需氨基酸，它在胰岛素中主要起到保持胰岛素分子的稳定性和结构完整性的作用。
5. 组氨酸（Histidine）是一种重要的氨基酸，它在胰岛素分子中起到调节胰岛素活性和稳定性的作用。
组氨酸的侧链含有咪唑环，使得胰岛素能够与其他分子发生氢键作用。
6. 缬氨酸（Valine）是一种必需氨基酸，它在胰岛素中起到增强胰岛素稳定性和活性的作用。
缬氨酸的侧链含有碳氢链，使得胰岛素分子能够与其他分子发生疏水作用。
7. 异亮氨酸（Isoleucine）是一种必需氨基酸，它在胰岛素中起到调节胰岛素生物活性和稳定性的作用。
异亮氨酸的侧链含有碳氢链和甲基，使得胰岛素分子能够与其他分子发生疏水作用和氢键作用。
8. 苏氨酸（Threonine）是一种必需氨基酸，它在胰岛素中主要起到维持胰岛素稳定性和活性的作用。
苏氨酸的侧链含有羟基，使得胰岛素分子能够与其他分子发生水解反应。
9. 丙氨酸（Alanine）是一种非必需氨基酸，它在胰岛素中主要起到增强胰岛素分子的稳定性和空间结构的作用。
胰岛素的合成分泌和作用机制
胰岛素的合成分泌和作用机制胰岛素是由胰岛素细胞合成和分泌的一种激素，它在体内调节血糖水平的作用非常重要。
下面将详细介绍胰岛素的合成、分泌和作用机制。
胰岛素的合成主要发生在胰腺的胰岛素细胞内。
胰岛素由前体分子“前胰岛素”先后切割产生，前胰岛素包含有两个多肽链，即A链和B链。
切割合成过程由胰岛素钩端蛋白酶（PC SK）和异戊型胰岛素（C-Peptide）介导，最终形成活性胰岛素。
分泌机制胰岛素的分泌是由胰岛素细胞内的胰岛素颗粒调节的，分泌机制主要涉及到胰岛素合成后的储存、胰岛素颗粒的释放和调控三个过程。
1.储存：胰岛素合成后会被包裹在内质网上的囊泡内形成胰岛素颗粒，这些胰岛素颗粒会保持在胰岛素细胞内。
2.释放：胰岛素的释放是由一系列信号传导机制调控的。
当血液中的葡萄糖浓度升高时，葡萄糖进入胰岛素细胞，并被代谢为葡萄糖-6-磷酸。
这会导致细胞内ATP/ADP比值增加，细胞膜的K+通道被关闭，引起细胞内K+浓度增加，膜电位增加。
这导致细胞膜上钙离子通道开放，细胞内Ca2+浓度升高。
胰岛素颗粒内的胰岛素与Ca2+结合，胰岛素颗粒与细胞膜发生融合，胰岛素从胰岛素细胞内释放到外界。
3.调控：胰岛素的分泌受到多种调节因素的控制。
葡萄糖是最重要的调节因子之一，当血糖升高时，刺激胰岛素的合成和分泌；胰高糖素、肾上腺素和胰岛素样生长因子也会促进胰岛素的分泌。
另外，胰岛素的分泌也受到神经调节的影响，交感神经活动会抑制胰岛素的分泌，副交感神经活动则促进胰岛素的分泌。
作用机制胰岛素的主要作用是降低血糖浓度，它具有多种机制来实现这一作用。
1.促进葡萄糖的摄取：胰岛素会促进肌肉和脂肪细胞中的葡萄糖摄取。
胰岛素通过GLUT4蛋白的转位作用，将GLUT4蛋白从胞浆膜转位到细胞膜上，使细胞膜上的GLUT4蛋白数量增加，从而增加葡萄糖的摄取。
2.促进肝糖的合成和储存：胰岛素通过抑制肝葡萄糖酶的活性，降低肝糖的分解，从而促进肝糖的合成和储存，增加肝糖原的含量。
谷氨酸代谢 生理意义
谷氨酸代谢生理意义谷氨酸代谢是人体中一种重要的生化过程，对于维持机体正常功能发挥着关键作用。
在这篇文章中，我将全面评估谷氨酸代谢的深度和广度，并探讨其生理意义。
通过从简到繁的方式，希望能够让你更深入地理解这一主题。
我们来了解谷氨酸代谢的基本概念。
谷氨酸是一种氨基酸，它在人体内可以通过多种途径进行代谢。
在蛋白质的代谢过程中，谷氨酸可以被氨基转移酶转化为丙氨酸，进一步参与能量代谢。
谷氨酸还可以通过谷氨酰胺酶的作用转化为谷氨酰胺，而谷氨酰胺则是一种重要的中间产物，参与多种代谢途径，如尿素循环、谷氨酰胺循环等。
可以说，谷氨酸代谢是人体内一条复杂的代谢通路，承担着多种生理功能。
接下来，让我们深入探讨谷氨酸代谢的生理意义。
谷氨酸的代谢与蛋白质的合成和分解密切相关。
蛋白质是构成人体细胞及组织的基本单位，不仅参与细胞结构的建立，还具有调节、催化等多种功能。
谷氨酸作为蛋白质代谢的重要中间产物，参与氨基酸的转运和氨基酸代谢的调节，对于维持机体蛋白质平衡至关重要。
谷氨酸代谢在能量代谢中也发挥着重要作用。
通过转化为丙氨酸参与丙氨酸循环，谷氨酸可以进入线粒体，进而与乳酸酐化、氧化磷酸化等能量代谢途径相互作用。
谷氨酸还可以通过转化为谷氨酰胺参与尿素循环，在尿素循环中产生尿素，将过量的氨基酸代谢产物转化为无害的尿素排泄出体外。
这一过程对于机体氮平衡的维持和解毒功能的实现至关重要。
谷氨酸代谢还与神经递质的合成和调节有关。
谷氨酸可以通过转化为谷氨酰胺进入神经元，并参与谷氨酰胺酸能受体的激活，从而调节神经信号传导。
谷氨酸还可以被氨基转移酶转化为谷氨酸盐酸盐，这是一种重要的神经递质，与神经元兴奋性的调节密切相关。
总结回顾一下，谷氨酸代谢是人体中一条复杂的代谢通路，对于维持机体正常功能发挥着关键作用。
它参与蛋白质代谢、能量代谢、氮平衡和神经递质合成等多个生理过程。
通过谷氨酸代谢，机体能够合理利用蛋白质、调节能量代谢、维持氮平衡和调节神经信号传导，实现身体各项功能的正常运行。
胰岛素分泌的神经调制路径
胰岛素分泌的神经调制路径胰岛素分泌的神经调节路径胰岛素是由胰腺分泌的一种重要激素，它在调控血糖水平中起着至关重要的作用。
而胰岛素的分泌受到神经系统的精密调节。
本文将探讨胰岛素分泌的神经调制路径，包括胰岛素的合成、释放以及调节。
一、胰岛素的合成胰岛素的合成主要发生在胰岛内的胰岛素细胞中，这些细胞被称为β细胞。
胰岛素的合成是一个复杂的过程，其中包括胰岛素原的合成和后期的剪切、成熟过程。
胰岛素原是由胰腺细胞中的特殊基因转录合成的。
当血糖水平升高时，体内内源性刺激物质会促使β细胞中胰岛素基因的转录，从而合成胰岛素原。
胰岛素原进一步经过蛋白质剪切酶的作用，将胰岛素原分割成α链和β链两个部分，形成最终的胰岛素分子。
二、胰岛素的释放胰岛素的释放是指胰岛素从β细胞中释放到血液中的过程。
该过程需受到多种信号的调控，其中神经信号在其中发挥着重要作用。
1. 迷走神经系统的调控迷走神经系统是自主神经中的重要成分，它可以通过刺激β细胞表面的乙酰胆碱受体，引起β细胞膜内离子的改变，进而促使胰岛素的释放。
该过程通常出现在饭后，以维持血糖水平的稳定。
2. 交感神经系统的调节交感神经系统可以通过肾上腺素的分泌来抵消迷走神经系统的作用，从而减少胰岛素的释放。
当身体处于应激状态或进行高强度运动时，交感神经系统活跃，胰岛素的释放相应减少，以维持血糖水平的平衡。
三、胰岛素的调节除了神经系统的调节外，还有一些其他因素可以影响胰岛素的分泌。
1. 血糖水平的调节血糖水平是胰岛素分泌的最主要调节因素。
当血糖水平升高时，胰岛细胞受到刺激，导致胰岛素的释放增加；相反，当血糖水平下降时，胰岛素分泌减少以避免低血糖的发生。
2. 胰高血糖素的调节胰高血糖素是一种由胃肠道分泌的激素，它可以抑制胰岛素的分泌。
当胃肠道中的食物通过消化吸收后，胰高血糖素的分泌增加，进而抑制胰岛素的释放，以促使血糖水平的升高。
3. 其他调节因素除了上述因素外，还有一些其他调节因素可以影响胰岛素的分泌，如胰岛素样生长因子、胰岛素抗体等。
考前热点主题融会贯通训练(7) 稳态的基石——信息传递和反馈调节(解析版)
考前热点主题融会贯通训练(七)稳态的基石——信息传递和反馈调节考什么——关联知识·一网尽览怎么考——考点考法·权威预测一、单项选择题1．在多细胞生物体内，细胞通过细胞膜上的受体接受各种“信息”，以完成各项生命活动。
下列不能体现细胞膜“信息交流”功能的是()A．抗利尿激素促进肾小管重吸收水分B．神经递质促进肌肉细胞收缩C．高浓度蔗糖溶液使洋葱细胞质壁分离D．B细胞识别抗原解析：选C洋葱表皮细胞置于高浓度蔗糖溶液中，细胞会发生质壁分离，体现了细胞膜具有控制物质进出细胞的功能，C符合题意。
2．蛋白质分选是蛋白质依靠自身信号序列，从起始合成部位定向转运到功能发挥部位的过程。
下图示为人体某种线粒体蛋白的分选途径，下列说法错误的是()A ．结构A 是蛋白质通道，结构B 是受体B ．信号序列发挥定向功能与翻译过程几乎是同时进行的C ．参与③过程的酶是肽酶D ．信号序列和受体是蛋白质分选的物质基础解析：选B 分析题图可知，结构A 表示蛋白质通道，结构B 表示受体，A 正确；由图中信息可知，翻译过程结束后得到线粒体蛋白前体，而信号序列是线粒体蛋白前体上的一段肽链，因此信号序列发挥定向功能发生在翻译之后，B 错误；③是线粒体蛋白前体在线粒体内释放出信号序列成为成熟线粒体蛋白的过程，参与的酶是肽酶，C 正确；由图可知，蛋白质分选的物质基础包括信号序列和受体，D 正确。
3．在家兔动脉血压正常波动过程中，当血压升高时，其血管壁上的压力感受器感受到刺激可以反射性地引起心跳减慢和小血管舒张，从而使血压降低，仅由此调节过程判断，这一调节属于( )A ．神经调节，负反馈调节B ．神经调节，正反馈调节C ．体液调节，负反馈调节D ．体液调节，正反馈调节解析：选A 根据题干信息可知，血压升高――→刺激压力感受器→反射性地引起心跳减慢和小血管舒张(效应器)，表明该调节过程属于神经调节；该调节过程会使血压降低，属于负反馈调节。
胰岛素高考知识点
胰岛素高考知识点胰岛素是我们生命中不可或缺的重要物质之一，它在维持血糖平衡和调节代谢过程中起着关键作用。
在高考中，胰岛素也是一个重要的考点。
本文将就胰岛素的相关知识点进行深入探讨，帮助考生更好地理解和掌握这一知识点。
一、胰岛素的基本功能胰岛素是一种由胰岛β细胞分泌的激素，它的主要功能是调节血糖水平，确保体内细胞可以正常利用葡萄糖作为能量来源。
当血糖浓度升高时，胰岛β细胞就会分泌胰岛素，促进肝脏和肌肉细胞摄取和储存葡萄糖，同时促进脂肪细胞合成脂肪，以降低血糖浓度。
二、胰岛素的分泌调节胰岛素的分泌受到多种因素的调节，其中最重要的因素是血糖水平。
当血糖浓度升高时，胰岛β细胞受到刺激，分泌胰岛素来降低血糖。
此外，胰岛素的分泌还受到神经系统和其他激素的调节，如交感神经和胃肠激素等。
这些因素共同作用，维持血糖水平的稳定。
三、胰岛素的作用机制胰岛素通过与细胞膜上的胰岛素受体结合，触发一系列细胞内信号传导途径，从而发挥其作用。
胰岛素促进葡萄糖进入细胞内，并在细胞内促进葡萄糖的代谢。
此外，胰岛素还能促进氨基酸的摄取和蛋白质的合成，抑制脂肪酸的分解和脂肪的合成，调节体内的能量平衡。
四、胰岛素分泌失调的相关疾病胰岛素分泌失调会导致多种疾病的发生，其中最常见的是糖尿病。
糖尿病是一种由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗引起的慢性代谢性疾病。
糖尿病患者血糖浓度持续升高，会给身体带来严重的损害，如心脑血管疾病、肾功能损害等。
了解胰岛素的分泌调节和作用机制，对于预防和治疗糖尿病具有重要意义。
五、胰岛素的药物应用胰岛素是治疗糖尿病最重要的药物之一。
不同类型的糖尿病需要使用不同类型的胰岛素。
短效胰岛素主要用于餐前注射，帮助降低餐后血糖峰值；长效胰岛素则用于控制空腹和夜间血糖。
此外，近年来，胰岛素类似物的研发也取得了重要突破，比如胰岛素注射剂和胰岛素泵等，使糖尿病患者的治疗更加便捷和舒适。
六、胰岛素的发展和展望随着科技的进步和研究的深入，胰岛素的研究也日益发展。
(医学课件)胰岛素信号通路
2023-10-28contents •胰岛素信号通路概述•胰岛素信号通路的受体及配体•胰岛素信号通路的信号转导途径•胰岛素信号通路与疾病的关系•研究胰岛素信号通路的常用方法•展望未来研究方向目录01胰岛素信号通路概述定义与作用定义胰岛素信号通路是指胰岛素与细胞受体结合后，传递信号至细胞内，引发一系列生物学效应的过程。
作用胰岛素信号通路在调节糖、脂肪和蛋白质代谢中发挥关键作用，对于维持机体血糖稳定及营养物质代谢平衡至关重要。
胰岛素信号通路的组成胰岛素与受体结合胰岛素首先与细胞表面的胰岛素受体结合，启动信号转导。
胰岛素受体复合物活化结合胰岛素后，受体复合物激活，引发一系列磷酸化反应，生成第二信使分子。
第二信使分子传递信号第二信使分子将胰岛素的信号传递至细胞内，触发一系列生物学效应。
生物学效应通过调控基因表达、酶活性及离子通道等，实现对糖、脂肪和蛋白质代谢的调节。
免疫调节胰岛素对免疫系统具有广泛影响，可调节免疫细胞的分化和功能，参与炎症反应及免疫应答。
胰岛素信号通路的生理意义维持血糖稳定胰岛素通过增加糖摄取、抑制糖原分解及糖异生等途径，降低血糖；同时促进脂肪和蛋白质合成，维持机体营养物质代谢平衡。
生长发育调控胰岛素不仅参与胎儿和婴儿的生长发育，还对成人组织的生长和修复发挥重要作用。
调节能量代谢胰岛素可促进葡萄糖的氧化分解，抑制脂肪动员，调节机体能量代谢。
02胰岛素信号通路的受体及配体胰岛素受体是一种跨膜蛋白，由两个α亚单位和两个β亚单位组成，α亚单位负责结合胰岛素，β亚单位负责传递信号。
结构胰岛素受体在细胞膜上接受胰岛素的信号，进而激活一系列的信号转导通路，最终实现对糖、脂肪和蛋白质代谢的调节。
功能胰岛素受体的结构与功能胰岛素配体的种类与特点种类胰岛素配体主要有胰岛素、胰岛素样生长因子-1和胰岛素样生长因子-2。
特点胰岛素是人体内主要的配体，具有促进糖原合成、抑制糖原分解、提高细胞膜对葡萄糖的通透性等作用；胰岛素样生长因子-1与胰岛素有相似的结构和作用，但其作用机制不完全相同；胰岛素样生长因子-2的作用机制尚不明确。
高三生物复习之胰岛素复习（包括30题实验题答案及解析）
) 题实验题答案及解析30包括(高三生物复习之胰岛素复习与胰岛素相关的知识既是高中生物学习中的重点，也是各类考试中的热点。
通过以胰岛素为背景材料可以考查学生提取有效信息的能力，可以考查高中生物中的实验能力，还可以考查蛋白质、激素、信息传递等知识。
因此有关胰岛素的考查在高考中屡考不鲜。
故本文对此进行例析。
胰岛素的化学本质1 胰岛素基因表达成氨基酸相连的长肽——前胰岛细胞中，B胰岛素的化学本质是蛋白质。
在胰岛素原，前胰岛素原经过蛋白水解作用除其前肽，生成胰岛素原。
胰岛素原进入高尔基体后，胰岛素原肽。
经胞吐作用进入血液循环。
C在高尔基体中经蛋白酶水解生成胰岛素及两个肽B、A不同种动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。
胰岛素由个氨基酸组成。
51种16个氨基酸，共30种15链有B个氨基酸，21种11链有A链组成。
人胰岛素2 胰岛素、胰高血糖素与血糖调节它能促进血糖进入组织细胞和在细胞内的氧化利用。
胰岛素是人体内唯一的能降血糖的激素。
）1（促进血糖合成糖元。
抑制非糖物质转化为葡萄糖。
）胰岛素与胰高血糖素之间的关系：2（二者之间的拮抗作用并不是指“胰岛素会抑制胰高血糖素的分泌，胰高血糖素会促进胰岛素①的分泌”。
而是两者在调节血糖浓度上的作用表现。
胰岛素的分泌量增加会抑制胰高血糖素的分泌”，这是在血糖浓度本身就高的情况下发生的，②此时胰高血糖素的分泌受到抑制。
胰高血糖素的分泌会促进胰岛素的分泌这句话的理解是：在血糖很低时，胰高血糖素的分泌增多从而引起血糖升高，但在血糖未到一定值时还不致以引起胰岛素的分泌，此时胰岛素处于较低水平。
而当血糖升高到一定值时，由于胰岛素是唯一的能降血糖的激素，因此胰岛素会增加。
胰岛素与细胞间的信息传递3 胰岛素的靶细胞可能是肝细胞、肌细胞、各种组织细胞等。
作用的受体在细胞膜表面。
胰岛素受体的数量和亲和力的正常是保证胰岛素发挥降糖作用的先决条件，如果胰岛素受体数目减少，或其亲和力下降，都会引起血糖升高。
巨噬细胞谷氨酸代谢
巨噬细胞谷氨酸代谢
巨噬细胞在体内广泛存在并具有重要的免疫调节作用，其中谷氨
酸代谢是其重要的代谢过程之一。
谷氨酸是一种重要的氨基酸，在细
胞内参与多种代谢过程，包括蛋白质合成、酶的活性、能量代谢等。
在免疫系统中，谷氨酸还可以发挥重要的免疫调节作用。
下面介绍一
下巨噬细胞谷氨酸代谢的过程。
一、谷氨酸转化为α-酮戊二酸
巨噬细胞中的谷氨酸大部分是通过谷氨酸转氨酶催化转化为α-
酮戊二酸。
该过程可以在线粒体中和细胞质中发生，其中线粒体的反
应比较快。
α-酮戊二酸是TCA循环（三羧酸循环）的中间产物，可以
进一步代谢为ATP。
二、α-酮戊二酸发生异构反应
在巨噬细胞中，α-酮戊二酸还可以发生异构反应，产生丙酮酸
和乳酸。
丙酮酸可以进一步代谢为ATP，而乳酸则可以通过肝脏转化为葡萄糖，供给全身的能量需要。
三、谷氨酸-苏氨酸循环
巨噬细胞通过谷氨酸-苏氨酸循环（GAAC）将谷氨酸代谢产生的
氨基和α-酮戊二酸产生的碳骨架合成赖氨酸、精氨酸等氨基酸，从而维持巨噬细胞内所需的氨基酸数量。
这个过程需要多个酶的协同作用，其中最重要的是谷氨酸-苏氨酸转移酶。
四、谷氨酰胺释放
巨噬细胞中，谷氨酸还可以与谷胱甘肽（GSH）结合，形成谷氨
酰胺。
谷氨酰胺可以通过转移酶释放谷氨酰胺的氨基，与L-半胱氨酸
结合形成GSH。
GSH是一种重要的抗氧化剂，可以减少巨噬细胞和其他
细胞受到氧化应激的损害。
总之，巨噬细胞谷氨酸代谢是一条非常复杂的代谢途径，其中涉
及多种酶的协同作用，对巨噬细胞生长和免疫调节具有重要的作用。
胰岛素分泌的调节及其机制
胰岛素分泌的调节及其机制
陈星星
【期刊名称】《中西医结合研究》
【年(卷),期】2009(001)005
【摘要】@@ 胰岛素是体内的重要激素,它调节血糖浓度、促进合成代谢、调节细胞分裂分化和生长发育.很多研究表明,葡萄糖刺激胰岛素的双相分泌至少包括两个信号通路,分别是KATP通道依赖和非KATP通道依赖两条通路.前者,增加的葡萄糖代谢使细胞内三磷酸腺苷和二磷酸腺苷比率(ATP/ADP)升高,关闭KATP通道,使细胞去极化,接着活化电压依赖型钙通道,增加钙内流和细胞内钙浓度([Ca2+]i),从而刺激胰岛素分泌.
【总页数】4页(P267-270)
【作者】陈星星
【作者单位】武汉科技大学医学院病理生理学教研室,武汉,430065
【正文语种】中文
【相关文献】
1.谷氨酸信号转导与胰岛素慢分泌调节机制研究进展 [J], 陈立强
2.胰高血糖素通过环磷酸腺苷信号通路调节胰岛素分泌机制的研究 [J], 李江妹;李思源;李军;张震;曹国磊
3.胰岛β细胞胰岛素分泌的调节及其机制 [J], 杨希;李卫华;黄峥嵘
4.蛋白激酶5过度激活诱发β细胞凋亡和调节胰岛素分泌的机制研究 [J], 郑亚莉;
陆晓华;曹丽;王慧;李博;鄂静;保莉;罗红艳;兰晓梅
5.植物活性成分调节胰岛素分泌机制研究进展 [J], 张晓云;张薛勤;梅晓宏
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是必需的 。葡萄糖刺激引起两相分泌反应，包括最初的过 渡阶段和维持的第二阶段。胰岛素分泌的第一阶段可看作是 颗粒的快速释放；第二阶段较慢，反映了颗粒从保存池向释 放池填装，以补充释放池。谷氨酸的主要作用是加强维持第 二阶段葡萄糖刺激的胰岛素的分泌，即在线粒体中通过谷氨 酸脱氢酶对三羧酸循环的中间产物α-酮戊二酸进行作用而形
传导在胰岛素的分泌中有重要的作用，一旦线粒体功能出现异常将对谷氨酸信号的传导造成影响进而导致胰岛素分泌
机制异常，这与糖尿病的发生密切相关。因此，研究线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌调节中的作用有利于更进
一步了解糖尿病的发病机制，从而为治疗糖尿病提供有利的线索。该文主要对线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌
方面的研究进行了综述。
关键词：线体；谷氨酸；胰岛素分泌；综述文献
中图分类号：R 34
文献标识码：A
文章编号：1005-4057(2012)02-0200-02
DOI: 10.3969/j.issn.1005-4057.2012.02.034
胰腺β细胞分泌胰岛素是高等哺乳动物维持体内血糖平 衡的重要因素，主要有2个机制，分别为由ATP依赖性钾通道
[10]
系统的研究有利于了解谷氨酸的信号转导过程 。谷氨酸在 β细胞线粒体中有两方面的作用，低糖时，GDH(谷氨酸脱 氢酶)有利于谷氨酸变成α-酮戊二酸，促进氧化脱氢作用， 谷氨酸作为燃料在细胞中被优先使用取决于其在氨基酸分解 代谢通路中的位置，这就确保了对三羧酸循环和ATP产生的 最低要求；糖浓度升高时，GDH的转氨基反应将有利于谷氨 酸的产生，进而在胰岛素分泌的放大通路中扮演信使的角
收稿日期：2012-01-17；修订日期：2012-03-26 作者简介：林荣文(1982－)，男，在读硕士研究生。
生。线粒体产生ATP在胰岛素分泌中是主要的结合因素，对 细胞液中的钙离子信号也是必要的，但对于胰岛素的维持是 完全不够的，由此推断线粒体产生ATP应和其他因素结合， 充当能量传感器，从而控制胰岛素的胞吐过程。
1 线粒体功能在胰岛素分泌中的作用
胰岛素从胰腺β细胞中释放受控于线粒体的代谢作用，
[2-3]
此过程主要通过传导血糖波动和代谢偶联信号产生 。线粒 体代谢在胰腺β细胞对胰岛素抵抗的适应中起关键作用，它 除了产生触发胰岛素分泌的联结信号ATP外，还可以产生额
[4-5]
外的联结信号以维持胰岛素分泌 。β细胞线粒体在葡萄糖 刺激的胰岛素分泌中产生代谢偶联因子、信使、膜电位去极 化和提升胞内钙离子等触发因素[6]，它产生的ATP在胰岛素 分泌中是主要的偶联剂，胰岛素分泌跟线粒体的代谢紧密联
[1]
(KATP)激发的快分泌机制和由谷氨酸介导的慢分泌机制 。 谷氨酸信号激发慢分泌作用较KATP晚5~10 min，可持续激发 胰岛素释放，慢分泌对维持体内血糖的稳定发挥着重要的作 用。而谷氨酸的生成主要依靠胰腺β细胞中线粒体的功能来 完成，线粒体功能出现异常将对谷氨酸信号的传导造成影响 进而导致胰岛素分泌机制异常。因此，研究线粒体功能与谷 氨酸信号在胰岛素分泌中的作用，对于进一步阐明糖尿病的 发病机制意义重大，同时也为糖尿病的诊断和治疗提供新的 思路和方法。
2 线粒体在谷氨酸信号传导中的作用
葡萄糖进入胰腺β细胞后经过线粒体三羧酸循环生成谷 氨酸，谷氨酸激发了胰岛素的慢分泌。然而，谷氨酸要产生 激发信号就必须完成细胞内信号转导或与谷氨酸受体结合。 在β细胞内，谷氨酸的转运主要由2种转运系统完成，分别 是天冬氨酸-谷氨酸交换系统和谷氨酸转运系统。这两种转运 系统属于线粒体溶质转运蛋白家族(SLC25)，主要负责线粒 体溶质分子的跨膜转运。胰腺β细胞线粒体谷氨酸转运系统 是谷氨酸信号体系的一个很重要的组成部分，谷氨酸通过转 运到胞质，从而激发胰岛素的慢分泌作用，故对谷氨酸转运
[11]
色 。谷氨酸是一种微弱的可代谢的线粒体燃料，它在胰腺 β细胞中不是KATP独立通道葡萄糖功能的直接转换器，这
[12]
个发现与谷氨酸充当线粒体燃料的观点是一致的 。最近研 究发现，葡萄糖促胰岛素分泌与线粒体谷氨酸转运体1 (glutamate carrier 1，GC1)有很大的关系，在β细胞线粒体中 存在两种谷氨酸转运体(GC1和GC2)，这些线粒体谷氨酸转
第 30 卷第 2 期
广东医学院学报
Vol. 30 No. 2
200
2012 年 4 月
JOURNAL OF GUANGDONG MEDICAL COLLEGE
Apr. 2012
线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
林荣文（综述），周克元（审校） （广东医学院，广东湛江 524023）
提 要：葡萄糖诱导胰岛素分泌是由线粒体产生的信号来决定的。机体内胰腺β细胞线粒体的功能及谷氨酸信号的
[13]
运体具有特定的生理功能 。
3 谷氨酸在胰岛素分泌中的作用
谷氨酸在胰岛素分泌的生理调节中有着重要的作用。细
第2期
林荣文，等. 线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
201
胞内产生的谷氨酸作为外加因素在放大葡萄糖刺激胰岛素分 泌通路中参加营养素诱导的刺激分泌联结。谷氨酸的代谢能 提高ATP/ADP的比例，将ATP依赖的钾离子通道和胞浆膜电 位去极化，造成细胞内的钙离子提高和胰岛素分泌。谷氨酸 在刺激胰岛素分泌中通过代谢增强苹果酸/天冬氨酸穿梭的活 性直接发挥作用。氨基酸代谢在发挥正常胰腺β细胞功能中
[3]
成 。跨膜的谷氨酸类似物使葡萄糖激活的分泌反应更加敏 感，作用于线粒体的下游代谢。在可渗透化处理的细胞中， 钙离子存在的情况下加入谷氨酸能直接刺激胰岛素的胞吐， 这与线粒体的功能无关。谷氨酸作为胞内信使在葡萄糖引起 胰岛素分泌的正常调节中发挥作用，这表明谷氨酸分泌的上 调与细胞质中ATP的升高有关。由于单独的钙离子信号是不 足以维持胰岛素分泌的，但是葡萄糖引起的分泌反应是在钙 离子升高的情况下实现的，因此线粒体的信使必须存在但不 同于ATP。研究已证实这个放大通路的信使就是谷氨酸，由
[7]
系 。线粒体是活性氧类(ROS)的主要来源，是细胞内产生
[8]
大量ATP和代谢枢纽的重要细胞器 ，充当着能量传感器的 作用，能产生多种因子偶联营养物质代谢，促进胰岛素容量 囊泡的胞吐。而胞吐过程需要升高胞质内的钙离子浓度，此
[9]
过程取决于线粒体ATP的合成 。胰腺β细胞通过检测葡萄 糖和其他营养物质的促分泌作用而调节胰岛素的胞外分泌， 从而维持血糖的平衡。这个过程要求通过胞吐机制把代谢底 物转化成可以被识别的胞外信使，主要由线粒体整合和产