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促胰液素
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胰泌素(Secretin)是一种由十二指肠的S细胞分泌的荷尔蒙,并对多个器官系统产生影响。它最初于1902年被发现,其主要生理功能是调节胃酸、胰液中的碳酸氢盐以及体内的渗透调节。
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发现
胰泌素由英国生理学家威廉·贝利斯与恩斯特·斯他林于1902年共同发现。[1] 在那个时代,关于胰脏分泌受荷尔蒙调控的观点,与巴夫洛夫学派主张的“胰脏对十二指肠酸化的反应仅涉及神经反射”的理论相冲突。[2] 贝利斯与斯他林的发现至今仍是科学真理,而现今的医疗专业人员对胰泌素及其功能已有了更深入的理解。
胰泌素由十二指肠的S细胞分泌,其受体表现于多种细胞类型的基底外侧膜上。[3] 除了调节胰脏和胆道系统中上皮细胞的生长外,胰泌素还具有营养作用。
细胞层面机制
胰泌素最初以一种称为“胰泌素原”(prosecretin)的胺基酸前驱物形式存在,直到被胃酸活化。胰泌素原包含一个N端肽、间隔区、胰泌素本体及一个C端肽。胰泌素本身是一种由27个胺基酸组成的肽类荷尔蒙,其序列与抑胃肽、血管活性肠肽及升糖素相似。[4]
胰泌素在十二指肠黏膜中产生,作用于胰脏,刺激其释放碳酸氢盐和水分。尽管其在消化生理学中的作用早已为人所知,但近期的研究才阐明了其受体的介导功能。[5] 胰泌素受体与VIP和升糖素的受体同属G蛋白耦合受体超家族。胰脏的腺泡中心细胞(centroacinar cells)的细胞膜上拥有胰泌素受体。一旦与受体结合,胰泌素会刺激腺苷酸环化酶,将ATP转化为cAMP。cAMP作为第二信使,促使胰脏分泌碳酸氢盐。此cAMP系统在调节大型胆管分泌中扮演关键角色,因为它不仅被胰泌素活化[6],还能促进胆管细胞的增生。[7]
胰泌素受体信号的终止机制涉及由G蛋白耦合受体激酶(GPCR kinases)介导的磷酸化过程。[8][9] 这些受体大量存在于胰管和腺泡细胞上,调节胰泌素刺激下的液体与碳酸氢盐分泌。此外,胰泌素受体也存在于脑细胞和迷走神经的神经元中,甚至在某些肠胃道肿瘤上也能发现其踪迹。[10]
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功能
胰泌素主要有三大功能:调节胃酸分泌、调节胰脏碳酸氢盐,以及渗透调节。
胰泌素最主要的生理作用是刺激胰液和碳酸氢盐的分泌。[11] 当胃酸进入十二指肠腔时,会刺激小肠中的S细胞释放胰泌素。胰泌素随后促进胰脏和胆道分泌碳酸氢盐,同时抑制胃部分泌氢离子(H⁺)。胰泌素刺激富含碳酸氢盐的胰液分泌,进入肠道后中和胃酸,从而为脂肪消化创造一个更中性(pH值介于6至8)的环境。[12] 十二指肠中的氢离子和脂肪酸是调节胰泌素释放的主要因素。
透过中和十二指肠的pH值,胰泌素为胰淀粉酶和胰脂肪酶等消化酶提供了最佳的工作环境。此外,胰泌素也能增加十二指肠腺的碳酸氢盐分泌,进一步缓冲来自食糜的酸性,并减少壁细胞的胃酸分泌。
水分恒定对于维持体内水分摄取与排泄的平衡至关重要。胰泌素在脑中的渗透调节功能与血管收缩素II相似。[13] 胰泌素存在于下视丘的室旁核与视上核中的大细胞神经元中。在高渗透压状态下,胰泌素会从脑下垂体后叶释放,进而活化下视丘释放血管加压素。血管加压素作用于肾脏的集尿管,诱导水通道蛋白2嵌入细胞顶膜,促进水分再吸收。[14] 研究也显示,胰泌素能诱导尿量增加。
相关检测
临床上,胰泌素主要用于诊断分泌胃泌素的肿瘤,例如胃泌素过盛症。在正常生理条件下,胰泌素会抑制胃泌素的释放;然而,在胃泌素瘤的病理状态下,注射胰泌素反而会导致胃泌素水平显著升高。这个原理是胰泌素刺激试验(secretin stimulation test)的基础,用于判断是否存在产生胃泌素的肿瘤。[15]
胰泌素在诊断胰脏功能不全方面也扮演著重要角色。注射胰泌素会增加胰液分泌并使胰管扩张。因此,在进行内镜逆行胰胆管造影时,会使用胰泌素以辅助插管。[16] 近期研究表明,胰泌素增强的ERCP在评估胰液分泌和可能的胰管阻塞方面更为有效。[17] 相较于传统的磁振造影或电脑断层扫描,胰泌素增强的ERCP在检测胰脏的发炎性和肿瘤性疾病方面更具优势。
病理生理学
尽管胰泌素的主要作用是促进碳酸氢盐分泌和胰液产生[18],但它也具有肠抑胃素的功能。肠抑胃素是一种由摄入的脂肪触发释放、能抑制胃酸分泌的物质,而胰泌素正是其中之一。[19]
与其他肠道肽类相似,无论是中枢或周边给予胰泌素,都显示出诱导饱足感的特性。[20] 在中枢神经系统中,此作用由黑皮质素系统;在周边,胰泌素则透过迷走神经的感觉纤维传递信号。[21]
胰泌素释放的异常可能与某些潜在病理相关,例如抗利尿分泌异常症。
临床意义
囊肿性纤维化是一种影响多重器官的体染色体隐性遗传疾病,由囊肿性纤维化跨膜传导调节蛋白(CFTR)的基因突变引起。[22] 当CFTR功能不正常时,身体的各种分泌物会变得黏稠。在胰脏,正常情况下,胰泌素会刺激氯离子、碳酸氢盐和水分的分泌;但在CF患者中,这种反应显著减弱,导致分泌物脱水、黏液增厚。胰泌素刺激的超音波和MRI可用于诊断CF患者的胰脏外分泌功能衰竭。[23]
近期有研究假设胰泌素可用于治疗自闭症和广泛性发展障碍。在一项双盲、安慰剂对照的交叉研究中,研究人员给予参与者单次静脉注射猪源胰泌素。结果显示,对于伴有慢性腹泻的自闭症儿童,其语言和行为有所改善。研究指出,接受胰泌素治疗后,患有慢性活动性腹泻的儿童其异常行为有所减少。[24]
参考资料
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