胰岛素如何向细胞发出信号,让细胞从血液中摄取葡萄糖?
生物信号
就像我们从环境中接收信号并采取行动一样,我们的细胞也从它们的环境——我们的身体——接收信号并采取行动。这是一种必要的生物现象,使细胞保持活力和功能。胰岛素是一种由胰腺释放的激素,它以特定的方式向细胞发出信号,以刺激它们吸收、使用和储存葡萄糖。
胰岛素的功能
ATP和蛋白质
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摄入食物后,你的食物被分解和消化。结果,葡萄糖被释放到你的血液中。血液中高浓度的葡萄糖是胰腺β细胞释放胰岛素的信号。这种激素的作用就像一把钥匙,可以打开保护细胞膜,并允许葡萄糖进入细胞作为能量。
- 摄入食物后,你的食物被分解和消化。
- 血液中高浓度的葡萄糖是胰腺β细胞释放胰岛素的信号。
胰岛素的作用机制
胰岛素的作用是降低血液中葡萄糖的浓度,并通过与嵌入细胞膜的特殊受体结合来促进进入细胞。虽然有些组织如大脑和肝脏不需要胰岛素来摄取葡萄糖,但如果没有胰岛素,我们的大多数细胞将无法获取血糖。葡萄糖是所有细胞的能量来源,是细胞乃至人类生存所必需的。
胰岛素信号通路包括一个胰岛素受体,它由位于细胞膜外的两个受体亚基和两个穿透细胞膜的亚基组成。这些亚基以化学方式结合在一起。细胞外(细胞外)亚基含有胰岛素的结合位点。当胰岛素与细胞外亚基结合时,它会激活一种化学反应,通过连接的亚基进入细胞。这种机制向细胞内的蛋白质发送化学信号,并使它们改变其活性,从而启动葡萄糖转运蛋白到细胞膜的运动。
葡萄糖转运体是细胞将葡萄糖从血液通过细胞膜转移到细胞的方法。葡萄糖转运体一直存在于细胞质内称为囊泡的细胞器中。然而,如果没有胰岛素的激活,它们对运输葡萄糖是无用的。胰岛素与细胞的结合导致囊泡快速移动到细胞膜,在那里它们与胰岛素融合并插入葡萄糖转运蛋白。这使细胞有能力打开自己,从血液中转移葡萄糖。当血糖水平下降时,胰岛素停止与细胞受体结合,葡萄糖转运体被移回细胞的细胞质。
- 胰岛素的作用是降低血液中葡萄糖的浓度,并通过与嵌入细胞膜的特殊受体结合来促进进入细胞。
- 胰岛素与细胞的结合导致囊泡快速移动到细胞膜,在那里它们与胰岛素融合并插入葡萄糖转运蛋白。
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参考文献
- 科罗拉多大学
- 国家糖尿病信息交流中心
- 美国家庭医生
- 美国疾病控制和预防中心。胰岛素抵抗和糖尿病。最后审查,2019年8月12日。
- 胰岛素和胰岛素抵抗。临床生化杂志2005;26(2):19-39。
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- 沃尔皮,E.和迪金森,J.M.(2015)。蛋白质代谢与健康及糖尿病在国际糖尿病教科书(编R.A. DeFronzo, E. Ferrannini, P. Zimmet和K.G.M.M. Alberti)。ch16 doi: 10.1002/9781118387658.
- 科罗拉多州立大学。内分泌系统病理生理学。胰岛素的生理作用。
- 加州伯克利大学。内分泌胰腺。
资源
作家生物
Robin Jagoda拥有超过10年的健身/健康专业人士和作家经验。她被美国运动医学学院认证为临床运动专家,并拥有运动生理学学士学位。Jagoda也是国家呼吸保健委员会的注册呼吸治疗师。