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升糖素

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胰高血糖素
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升糖素拉丁語Glucagon)又稱胰高血糖素,是一種由胰臟胰島α-細胞分泌的激素,由29個胺基酸組成直鏈多肽,分子式為:C153H225N43O49S。分子量為3485道爾頓。它提高血液中葡萄糖脂肪酸的濃度,被認為是身體的主要分解代謝激素[1]。 它也被用作治療多種健康狀況的藥物。 它的作用與降低細胞外葡萄糖水平的胰島素相反[2]

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升糖素的一級結構是:NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH 化學結構簡式如下:

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升糖素結構式

當血液中的葡萄糖含量過低時,胰腺會釋放升糖素。升糖素促使肝臟參與肝糖分解:將儲存的肝糖轉化為葡萄糖,然後釋放到血液中[3]。另一方面,高血糖水平會刺激胰島素的釋放。 胰島素允許依賴胰島素的組織吸收和使用葡萄糖。因此,升糖素和胰島素是保持血糖水平穩定的反饋系統的一部分。 升糖素會增加能量消耗,並在受壓情況下升高[4]

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代謝

生產

該激素由胰島(位於胰腺內分泌部分)的 α 細胞合成和分泌。在囓齒類動物中,α 細胞位於胰島的外緣。 相比之下,在人類胰島結構中,不同細胞的分離程度要低得多,α 細胞分佈在整個胰島中,靠近 β 細胞。 胃中的α細胞會產生升糖素[5]

最近的研究表明,升糖素也可能在胰腺外產生,腸道是最有可能產生胰外升糖素的部位[6]

調節

胰淀素(amylin)是一種與胰島素從胰腺 β 細胞中共同分泌的肽類激素,它可以抑制/調節升糖素的生產[7]。 隨著血漿葡萄糖水平下降,胰淀素的分泌會減少。這減輕了胰淀素對 α 細胞的抑制,使 α 細胞得以分泌更多升糖素。

以下物質或身體狀況會促進升糖素的分泌:

以下物質或身體狀況會抑制升糖素的分泌:

生理作用

升糖素促進分解代謝,生物作用包括:

  • 促進肝糖分解和糖質新生,使血糖增加
  • 促進脂肪分解、過多胺基酸和加強脂肪酸氧化導致酮體生成增多——稱為糖異生可轉換額外之胺基酸成簡單碳水化合物,並將不同形式的食物轉換成能量運用。

升糖素通常通過促進糖異生和肝糖分解來提高血液中葡萄糖的濃度[12]。 升糖素還會減少脂肪組織和肝臟中的脂肪酸合成,並促進這些組織中的脂解作用,這會導致它們將脂肪酸釋放到循環中,在那裡它們可以在需要時分解代謝以在骨骼肌等組織中產生能量[13]

葡萄糖以多醣肝糖的形式儲存在肝臟中,肝糖是一種葡聚醣(由葡萄糖分子組成的聚合物)。 肝細胞具有升糖素受體。 當升糖素與升糖素受體結合時,肝細胞將肝糖轉化為單個葡萄糖分子並將其釋放到血液中,這一過程稱為肝糖分解。 當肝糖儲備耗盡時,升糖素會促使肝臟和腎臟通過糖異生作用合成額外的葡萄糖。 升糖素關閉肝臟中的糖解,使糖解中間體轉為用於糖異生。

升糖素還通過脂肪分解調節葡萄糖產生的速率。 升糖素在胰島素抑制條件下(如1型糖尿病)誘導人體脂肪分解[14]

升糖素的產生似乎會受中樞神經系統調節,但相關的途徑尚未確定。 有研究指出,在無脊椎動物中,去除眼柄會影響升糖素的產生。 切除淡水龍蝦的眼柄會產生升糖素誘導的高血糖狀況[15]

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歷史

在 1920 年代初期,數個研究指出,將胰腺提取物注射到糖尿病動物體內後,血糖會先短暫升高,隨後才會因胰島素的作用而降低[16]。 1922 年,C. Kimball 和 John R. Murlin 確定了胰腺提取物中導致血糖升高的一種成分,將其命名為「升糖素」(Glucagon),是「葡萄糖激動劑」(Glucose agonist)的合成詞[16][17]。 在 1950 年代,禮來 (Eli Lilly) 的科學家分離出純升糖素,將其結晶,並確定了其胺基酸序列[16][18][19]。 這促使美國醫生 Roger Unger 的小組在 1959 年發展出首個用於檢測升糖素的放射免疫分析法[16]升糖素於 1960 年在美國取得醫療使用許可[20]。名列世界衛生組織基本藥物標準清單[21]

直到 1970 年代,一種特定的放射免疫測定法被開發出來,人們才更全面地了解它在生理學和疾病中的作用[22]

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參見

參考資料

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