三、血糖的激素调节

机体的各种代谢和各组织器官间的协调,主要靠激素调节。调节葡萄糖激素中最重要的是胰岛素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素、生长激素等均可影响血糖水平。

(一)胰岛素

胰岛素(insulin)是体内唯一的降低血糖的激素,也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。胰岛素的分泌受血糖控制,血糖升高立即引起胰岛素分泌,血糖降低胰岛素分泌也减少。胰岛素降血糖是多方面的作用:

1.转运葡萄糖进入细胞内

促进肌肉、脂肪组织细胞膜的载体转运葡萄糖进入细胞内,与肝、肌肉等细胞膜的胰岛素受体结合后,从细胞膜释出一分子量1000~1500的多肽作为第二信使,抑制cAMP的蛋白激酶,激活使糖原合成酶去磷酸的蛋白磷酸酶,使糖原合成酶活性增加而磷酸化酶活性降低,加速葡萄糖在肝、肌肉合成糖原,减少糖原分解。

2.加速糖的有氧氧化

通过第二信使激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活加速丙酮酸氧化为乙酰CoA,从而加速糖的有氧氧化。

3.抑制肝糖异生

可抑制肝内糖原异生,抑制脂肪组织内对激素敏感的脂肪酶,抑制葡萄糖氧化,减少肝糖异生的原料,且促进利用葡萄糖,从而使血糖降低。

4.生理状态下胰岛素分泌与血糖的关系

基础状态下血糖的水平主要取决于肝糖输出率,肝糖输出增加,则空腹血糖升高,两者之间呈正相关。空腹状态下的胰岛素与升血糖的拮抗激素相互作用,是保证肝糖稳定输出,使基础状态下的血糖维持在正常水平的主要调节因素。“小量”与“持续稳定”是基础胰岛素分泌的两大特点。

(二)胰高血糖素

胰高血糖素(glucagon)的合成和分泌过程与胰岛素相似。调节血糖浓度与胰岛素相拮抗。降低血糖或血内氨基酸升高均可刺激胰高血糖素分泌。胰高血糖素调节和分泌的相关因素如下。

1.促肝糖原分解

糖在正常生理条件下,血糖降低时,胰高血糖素可通过肝脏细胞膜受体,激活依赖cAMP的蛋白激酶,从而抑制糖原合成酶,使肝糖原迅速分解,血糖升高。

2.加速糖异生,抑制糖分解

胰高血糖素可抑制6-磷酸果糖-2-激酶,而激活果糖二磷酸酶,减少2,6-二磷酸果糖的生成,从而加速糖异生,抑制糖的分解,引起血糖升高。

3.抑制组织对葡萄糖摄取

胰高血糖素可激活磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶,抑制肝丙酮酸激酶,加速肝摄取血中的氨基酸,使糖异生加强。胰高血糖素激活脂肪组织内激素敏感脂肪酶,加速脂肪酸动员时,脂肪酸可抑制周围组织摄取葡萄糖,从而间接地升高血糖。

(三)糖皮质激素

肾上腺皮质分泌的皮质醇等对糖、氨基酸、脂类代谢的作用较强,对水和无机盐代谢的影响很小,故称为糖皮质激素或糖皮质类固醇。糖皮质激素可促进肌肉蛋白分解,分解的氨基酸转移到肝脏进行糖异生,使血糖水平升高。糖皮质激素存在时,其他促进脂肪酸动员的激素才能发挥最大效应,糖皮质激素的这种促进脂肪酸动员作用,使血中游离脂肪酸升高,抑制周围组织摄取葡萄糖。

(四)肾上腺素

肾上腺素是强有力的升高血糖激素。其作用机制是通过肝和肌肉的细胞膜受体的联接,激活磷酸化酶,加速糖原分解。在肝糖原分解为葡萄糖,在肌肉则生成乳酸,通过乳酸循环间接升高血糖水平。肾上腺素调节血糖的水平主要在应急状况下发挥作用,对经常性,尤其是进食情况引起的高血糖波动没有生理意义。