胰島素試題及其相關資料

06-04

（11年北京卷）4.胰島素的A，B兩條肽鏈是由一個基因編碼的。下列有關胰島素的敘述，正確的是（）

A.胰島素基因的兩條DNA單鏈分別編碼A,B兩條肽鏈

B.沸水浴加熱之後，構成胰島素的肽鏈充分伸展並斷裂

C.胰島素的功能取決於氨基酸的序列，與空間結構無關。

D.核糖體合成的多肽鏈需經蛋白酶的作用形成胰島素。

6．胰島素是在胰島B細胞中合成的，剛合成的肽稱前胰島素原，在信號肽酶的作用下，前胰島素原的信號肽被切除，而成為胰島素原。最後胰島素原通過蛋白酶的水解作用，生成胰島素和一個C肽（如圖），下列有關敘述中不正確的是［］

A．前胰島素原水解所需的水中的氫用於形成—NH-2和—COOH

B．前胰島素原與雙縮脲試劑可產生紫色反應

C．前胰島素原、胰島素原和胰島素都能降低血糖

D．由前胰島素原最終生成胰島素的過程有內質網和高爾基體參與

一．胰腺胰腺是人體的重要腺體之一，它能產生多種消化酶和激素，在人體的消化、營養、代謝方面發揮著非常重要的作用。胰腺為灰白色、質較軟、呈細分葉狀的長條體。全長12~25cm，寬3~9cm，厚3~9cm，重60~160g。分為頭、頸、體尾四個部分。位於上腹部胃的後下方，十二指腸旁邊，相當於第12胸椎和第1、2腰椎的高度並橫跨脊柱。體表投影：胰腺上緣相當於臍上10cm，下緣相當於臍上5cm。二．胰島在胰腺內散在分布著100萬~200萬個細胞群，叫做「胰島」，其體積占整個胰腺的1%~2%，共1~2g。胰島自胰頭至胰尾分布數量逐漸增多。1．胰島內有4種細胞，各自分泌著各自的激素⑴A細胞（α細胞），占胰島細胞總量的20%~25%，分泌胰高糖素。⑵B細胞（β細胞），占胰島細胞總數的60%~75%，分泌胰島素。⑶D細胞（δ細胞），約佔胰島細胞總數的5%，分泌生長抑素。⑷PP細胞，分泌胰多肽。胰島中的B細胞含量最多，分泌激素的量也最大，所以可以認為，分泌胰島素是胰島的最主要功能。上述各種細胞分泌不同的激素，這些激素互相調節，共同維持血糖的穩定。2．4種激素的相互調節⑴胰高糖素能促進生長抑素及胰島素分泌。⑵生長抑素可抑制胰高糖素及胰島素分泌。⑶胰島素抑制胰高糖素分泌，並能抑制在體內被胰高糖素激活的D細胞分泌。在體外，胰島素對生長抑素分泌的作用不一。⑷胰多肽在生理濃度下，對A、B、D細胞無影響，藥物劑量的胰多肽能誘發A及B細胞的分泌。三．胰島素胰島素是一種蛋白質類激素，由51個氨基酸組成，是人體內最主要的降糖激素。B細胞每天分泌適量的胰島素，首先經門靜脈入肝，其中有40%~50%在肝內分解，其餘進入血液循環。一部分與乙種球蛋白相結合，一部分呈遊離狀態。胰島素的主要生理功能是與其靶細胞上的受體結合，促進細胞外的葡萄糖進入這些細胞，以便產生可利用的熱能和變成糖原儲存起來，同時抑製糖原重新分解成葡萄糖，從而使血糖降低。此外，胰島素能促進脂肪組織攝取葡萄糖合成脂肪，抑制脂肪分解和酮體產生；還能促進肌肉攝取葡萄糖合成肌糖原，作為熱能儲存並促進股蛋白的合成等。胰島素的分泌量主要靠血中葡萄糖濃度來調節。另外，人體內含有多種激素，如胰高糖素、生長激素、皮質激素、生長激素釋放抑制激素、促胃液素（胃泌素）、兒茶酚胺等均能影響胰島素的分泌。胰島素分泌不足，無論是絕對不足還是相對不足，都會造成血糖升高，甚至引起糖尿病。 1．胰島素的分泌胰島素在胰島B細胞中合成，其控制基因在第11對染色體短臂上。基因正常則生成的胰島素結構正常；若基因突變生成的胰島素結構則不正常，為變異胰島素。在B細胞的細胞核中，第11對染色體短臂上胰島素基因區DNA向mRNA轉錄，mRNA從細胞核移向細胞漿的內質網，轉譯成氨基酸相連的長肽——前胰島素原，前胰島素原經過蛋白水解作用除棄前肽，生成胰島素原。胰島素原在高爾基體中經蛋白酶水解生成胰島素及C肽，分泌到B細胞外，進入血液循環中。未經蛋白酶水解的胰島素原，一小部分隨胰島素進入血液循環，胰島素原的生物活性僅及胰島素的5%。胰島素的分子量大約為6000，由兩條氨基酸肽鏈組成。A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸。A、B鏈之間有兩處二硫鍵相連。胰島B細胞中儲備胰島素約200U，每天分泌約40U。空腹時，血漿胰島素濃度為5~15μU/ml。進餐後血漿胰島素水平可增加5~10倍。胰島素的生物合成速度受血漿葡萄糖濃度的影響，當血糖濃度升高時，B細胞中胰島素原含量增加，胰島素合成加速。胰島素是與C肽以相等分子數分泌進入血液的。臨床上使用胰島素治療的患者，血清中存在胰島素抗體，影響放射免疫方法測定血胰島素水平，在這種情況下可通過測定血漿C肽水平了解內源性胰島素分泌狀態。 2．影響胰島素分泌的因素體內胰島素的分泌主要受以下四個因素影響：⑴血糖濃度是影響胰島素分泌的最重要因素。口服或靜脈注射葡萄糖後，胰島素釋放呈雙相反應。早期快速相，門靜脈血漿中胰島素在2分鐘內即達到最高值，隨即迅速下降；延遲緩慢相，10分鐘後血漿胰島素水平又逐漸上升，一直延續1小時以上。早期快速相顯示葡萄糖促使儲存的胰島素釋放；延遲緩慢相顯示胰島素合成和胰島素原轉變的胰島素。⑵進食含蛋白質較多的食物後，血液中氨基酸濃度升高，胰島素分泌也增加。精氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有較強的刺激胰島素分泌的作用。⑶進餐後胃腸道激素增加，可促進胰島素分泌，如促胃液素（胃泌素）、促胰液素（胰泌素）、胃抑肽、腸血管活性肽都可刺激胰島素分泌。⑷自主神經功能狀態可影響胰島素分泌。迷走神經興奮可促進胰島素分泌；交感神經興奮則抑制胰島素分泌。 3 ．胰島素的作用胰島素主要在肝臟、肌肉及脂肪組織中控制著糖類、蛋白質、脂肪三大營養物質的代謝和儲存。⑴對糖代謝的影響：能加速葡萄糖的利用和抑制葡萄糖的生成，使血糖的去路增加而來源減少，於是血糖降低。①加速葡萄糖的利用：胰島素能提高細胞對葡萄糖的通透性，促進葡萄糖由細胞外轉運到細胞內，為組織利用葡萄糖提供有利條件，又能促進葡萄糖激酶（肝內）和已糖激酶（肝外）的活性，促進葡萄糖轉變為6-磷酸葡萄糖，從而加速葡萄糖的酵解和氧化，並在糖原合成酶作用下促進肝糖原和肌糖原的合成和儲存。②抑制葡萄糖的生成：能抑制肝糖原分解為葡萄糖，以及抑制甘油、乳酸和氨基酸轉變為糖原，減少糖原的異生。⑵對脂肪代謝的影響：促進脂肪的合成和儲存，抑制脂肪的分解。糖尿病患者代謝障礙，脂肪大量動員，產生大量遊離脂肪酸在肝臟氧化為乙醯輔本科A，然後變為酮體，若酮體產生過多，則出現酮血症。胰島素能抑制脂肪分解，並促進糖的利用，從而抑制酮體產生，糾正酮血症。⑶對蛋白質代謝的影響：促進蛋白質的合成，阻止蛋白質的分解。⑷胰島素可促進鉀離子和鎂離子穿過細胞膜進入細胞內，可促進脫氧核糖核酸（DNA）、核糖核酸（RNA）及三磷腺苷（ATP）的合成。另外，葡萄糖在紅細胞及腦細胞的進出、葡萄糖在腎小管的重吸收以及小腸黏膜上皮細胞對葡萄糖的吸收，都不受胰島素的影響。胰島素作用的靶細胞主要有肝細胞、脂肪細胞、肌肉細胞、血細胞、肺臟和腎臟的細胞、睾丸細胞等。 4．體內對抗胰島素的激素以及對糖代謝的影響體內對抗胰島素的激素主要有胰升糖素、腎上腺素及去甲腎上腺素、腎上腺皮質激素、生長激素等。它們都能使血糖升高。 ⑴胰升糖素：胰升糖素由胰島A細胞分泌，在調節血糖濃度中對抗胰島素。胰升糖素的主要作用是迅速使肝臟中的糖原分解，促進肝臟葡萄糖的產生並進入血液循環，以提高血糖水平。胰升糖素還能加強肝細胞攝入氨基酸。胰升糖素因能促進肝外組織的脂解作用，增加甘油輸入肝臟，提供大量的糖異生原料而加強糖異生作用。胰升糖素與胰島素共同協調血糖水平的動態平衡。進食糖類（碳水化合物）時，產生大量葡萄糖，從而刺激胰島素的分泌，同時胰升糖素的分泌受到抑制，胰島素與胰升糖素比值明顯上升，此時肝臟從生成葡萄糖為主的組織轉變為將葡萄糖轉化為糖原和儲存糖原的器官。飢餓時，血液中胰升糖素水平顯著上升，而胰島素水平下降。糖異生及糖原分解加快，肝臟不斷地將葡萄糖送到血液中。同時由於胰島素水平降低，肌肉和脂肪組織利用葡萄糖的能力降低，主要是利用脂肪酸，從而節省葡萄糖，以保證大腦等組織有足夠的葡萄糖供應。 ⑵腎上腺素及去甲腎上腺素：腎上腺素是腎上腺髓質分泌的，去甲腎上腺素是交感神經末稍分泌的。當精神緊張或寒冷刺激時，交感神經處在興奮狀態，腎上腺素和去甲腎上腺素分泌增多，使肝糖原分解輸出增多，阻礙葡萄糖進入肌肉及脂肪組織細胞，使血糖升高。 ⑶生長激素及生長激素抑制素 ①生長激素：由腺垂體（垂體前葉）分泌，它能促進人的生長，且能調節體內的物質代謝。生長激素主要通過抑制肌肉及脂肪組織利用葡萄糖，同時促進肝臟中的糖異生作用及糖原分解，從而使血糖升高。生長激素可促進脂肪分解，使血漿中遊離脂肪酸增多。飢餓時胰島素分泌減少，生長激素分泌增多，於是血中葡萄糖利用減少及脂肪利用增多，此時血漿中葡萄糖及遊離脂肪酸含量上升。 ②生長激素抑制素：由胰島D細胞分泌。生長激素釋放抑制素不僅抑制垂體生長激素的分泌，而且在生理情況下有抑制胰島素及胰升糖素分泌的作用。但生長激素釋放抑制素本身對肝葡萄糖的產生或循環中葡萄糖的利用均無直接作用。 ⑷腎上腺糖皮質激素：腎上腺糖皮質激素是由腎上腺皮質分泌的（主要為皮質醇，即氫化可的松），能促進肝外組織中的蛋白質分解，合氨基酸進入肝臟增多，又能誘導糖異生有關的各種關鍵酶的合成，因此，促進糖異生，使血糖升高。四．胰島素原胰島素原是一種單鏈多肽，它是胰島素的前體物質。在胰島素合成過程中，人體最早合成的是由109個氨基酸組成的前胰島素原，它很快脫去一個由23個氨基酸組成的前肽，生成由86個氨基酸組成的胰島素原，胰島素原經胰蛋白酶和羧肽酶的作用，脫去中間的C肽，剩下由兩頭的A鏈和B鏈組成的胰島素，即1分子的胰島素分解成1分子的胰島素和1分子的C肽，同時脫去4個鹼性氨基酸。胰島素原的分子和胰島素顯著不同，降糖活性也比胰島素差，但有時在測定過程中難以與胰島素區分開。有人認為，2型糖尿病患者體內胰島素原水平過高，真正的胰島素不多，所以，雖然測定時顯得胰島素較高，實際有降糖作用的胰島素並不很多。五．胰島素受體人體內有很多激素，每種激素都有自己的特殊結構。在人體的細胞膜上，也有相應的特殊結構，兩者結合後就啟動了細胞內部一定的生理效應。我們把細胞膜上的這種特殊結構叫做「受體」。一種受體只能與其相應的一種激素結合，這一特性就叫做受體的「特異性」。各種激素都是通過與它們的受體相結合而發揮作用的，各種激素的受體都有高度的親和力和特異性。胰島素受體是由糖和蛋白質結合而成的，位於胰島素靶細胞的胞膜上，如脂肪細胞、肝細胞和肌肉細胞的膜上。胰島素能與胰島素受體結合，使這些細胞發生結構和功能上的改變，使細胞外的葡萄糖、氨基酸等營養物質容易進入細胞，並使細胞內的酶等活性物質也被激活，從而調節糖、脂肪、蛋白質、核糖核酸等重要物質的合成與代謝。胰島素受體的數量和親和力的正常是保證胰島素髮揮降糖作用的先決條件，如果胰島素受體數目減少，或其親和力下降，都會引起血糖升高。