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胰高血糖素

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胰高血糖素（拉丁语：Glucagon）又称升糖素，是一种由胰脏胰岛α-细胞分泌的激素，由29个氨基酸组成直链多肽，分子量为3485道尔顿。它提高血液中葡萄糖和脂肪酸的浓度，被认为是身体的主要分解代谢激素。[1] 它也被用作治疗多种健康状况的药物。 它的作用与降低细胞外葡萄糖水平的胰岛素相反。[2]

胰高血糖素
PDB rendering based on 1GCN.
有效结构
PDB 直系同源检索：PDBe, RCSB
标识
代号 GCG; GLP1; GLP2; GRPP
扩展标识 遗传学：138030 鼠基因：95674 同源基因：1553 GeneCards: GCG Gene
RNA表达模式
更多表达数据
直系同源体
物种 人类 小鼠
Entrez 2641 14526
Ensembl ENSG00000115263 ENSMUSG00000000394
UniProt P01275 P55095
mRNA序列 NM_002054.3 NM_008100.3
蛋白序列 NP_002045.1 NP_032126.1
基因位置 Chr 2:
163 – 163.01 Mb		 Chr 2:
62.31 – 62.32 Mb
PubMed查询 [1] [2]
胰高血糖素
胰高血糖素的球棍模型，其中羧基端在上方、氨基端在下方
识别信息
PubChem CID
ChemSpider
UNII
ChEMBL
ECHA InfoCard100.029.722 编辑维基数据链接
化学信息
  • InChI=1S/C153H225N43O49S/c1-72(2)52-97(133(226)176-96(47-51-246-11)132(225)184-104(60-115(159)209)143(236)196-123(78(10)203)151(244)245)179-137(230)103(58-83-64-167-89-29-19-18-28-87(83)89)183-131(224)95(43-46-114(158)208)177-148(241)120(74(5)6)194-141(234)101(54-79-24-14-12-15-25-79)182-138(231)105(61-117(211)212)185-130(223)94(42-45-113(157)207)171-124(217)75(7)170-127(220)91(31-22-49-165-152(160)161)172-128(221)92(32-23-50-166-153(162)163)174-146(239)110(69-199)191-140(233)107(63-119(215)216)186-134(227)98(53-73(3)4)178-135(228)99(56-81-33-37-85(204)38-34-81)180-129(222)90(30-20-21-48-154)173-145(238)109(68-198)190-136(229)100(57-82-35-39-86(205)40-36-82)181-139(232)106(62-118(213)214)187-147(240)111(70-200)192-150(243)122(77(9)202)195-142(235)102(55-80-26-16-13-17-27-80)188-149(242)121(76(8)201)193-116(210)66-168-126(219)93(41-44-112(156)206)175-144(237)108(67-197)189-125(218)88(155)59-84-65-164-71-169-84/h12-19,24-29,33-40,64-65,71-78,88,90-111,120-123,167,197-205H,20-23,30-32,41-63,66-70,154-155H2,1-11H3,(H2,156,206)(H2,157,207)(H2,158,208)(H2,159,209)(H,164,169)(H,168,219)(H,170,220)(H,171,217)(H,172,221)(H,173,238)(H,174,239)(H,175,237)(H,176,226)(H,177,241)(H,178,228)(H,179,230)(H,180,222)(H,181,232)(H,182,231)(H,183,224)(H,184,225)(H,185,223)(H,186,227)(H,187,240)(H,188,242)(H,189,218)(H,190,229)(H,191,233)(H,192,243)(H,193,210)(H,194,234)(H,195,235)(H,196,236)(H,211,212)(H,213,214)(H,215,216)(H,244,245)(H4,160,161,165)(H4,162,163,166)/t75-,76+,77+,78?,88-,90-,91-,92-,93-,94-,95-,96-,97-,98-,99-,100-,101-,102-,103-,104-,105-,106-,107-,108-,109-,110-,111-,120-,121-,122-,123-/m0/s1 checkY
  • Key:MASNOZXLGMXCHN-GVLKBUBXSA-N checkY

胰高血糖素的一级结构是：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

当血液中的葡萄糖含量过低时，胰腺会释放胰高血糖素。胰高血糖素促使肝脏参与糖原分解：将储存的糖原转化为葡萄糖，然后释放到血液中。[3]另一方面，高血糖水平会刺激胰岛素的释放。 胰岛素允许依赖胰岛素的组织吸收和使用葡萄糖。因此，胰高血糖素和胰岛素是保持血糖水平稳定的反馈系统的一部分。 胰高血糖素会增加能量消耗，并在受压情况下升高。[4]

代谢

生产

该激素由胰岛（位于胰腺内分泌部分）的 α 细胞合成和分泌。在啮齿类动物中，α 细胞位于胰岛的外缘。 相比之下，在人类胰岛结构中，不同细胞的分离程度要低得多，α 细胞分布在整个胰岛中，靠近 β 细胞。 胃中的α细胞会产生胰高血糖素。[5]

最近的研究表明，胰高血糖素也可能在胰腺外产生，肠道是最有可能产生胰外胰高血糖素的部位。[6]

调节

胰淀素（amylin）是一种与胰岛素从胰腺 β 细胞中共同分泌的肽类激素，它可以抑制/调节胰高血糖素的生产。[7] 随着血浆葡萄糖水平下降，胰淀素的分泌会减少。这减轻了胰淀素对 α 细胞的抑制，使 α 细胞得以分泌更多胰高血糖素。

以下物质或身体状况会促进胰高血糖素的分泌：

以下物质或身体状况会抑制胰高血糖素的分泌：

生理作用

胰高血糖素促进分解代谢，生物作用包括：

  • 促进肝的糖原分解和糖异生，使血糖增加
  • 促进脂肪分解、过多氨基酸和加强脂肪酸氧化导致酮体生成增多——称为糖发育不良可转换额外之氨基酸成简单碳水化合物，并将不同形式的食物转换成能量运用。

胰高血糖素通常通过促进糖发育不良和糖原分解来提高血液中葡萄糖的浓度。[12] 胰高血糖素还会减少脂肪组织和肝脏中的脂肪酸合成，并促进这些组织中的脂解作用，这会导致它们将脂肪酸释放到循环中，在那里它们可以在需要时分解代谢以在骨骼肌等组织中产生能量。[13]

葡萄糖以多糖糖原的形式储存在肝脏中，糖原是一种葡聚糖（由葡萄糖分子组成的聚合物）。 肝细胞具有胰高血糖素受体。 当胰高血糖素与胰高血糖素受体结合时，肝细胞将糖原转化为单个葡萄糖分子并将其释放到血液中，这一过程称为糖原分解。 当糖原储备耗尽时，胰高血糖素会促使肝脏和肾脏通过糖发育不良作用合成额外的葡萄糖。 胰高血糖素关闭肝脏中的糖酵解，使糖酵解中间体转为用于糖发育不良。

胰高血糖素还通过脂肪分解调节葡萄糖产生的速率。 胰高血糖素在胰岛素抑制条件下（如1型糖尿病）诱导人体脂肪分解。[14]

胰高血糖素的产生似乎会受中枢神经系统调节，但相关的途径尚未确定。 有研究指出，在无脊椎动物中，去除眼柄会影响胰高血糖素的产生。 切除淡水龙虾的眼柄会产生胰高血糖素诱导的高血糖状况。[15]

历史

在 1920 年代初期，数个研究指出，将胰腺提取物注射到糖尿病动物体内后，血糖会先短暂升高，随后才会因胰岛素的作用而降低。[16] 1922 年，C. Kimball 和 John R. Murlin 确定了胰腺提取物中导致血糖升高的一种成分，将其命名为“胰高血糖素”（Glucagon），是“葡萄糖激动剂”（Glucose agonist）的合成词。[16][17] 在 1950 年代，礼来 (Eli Lilly) 的科学家分离出纯胰高血糖素，将其结晶，并确定了其氨基酸序列。[16][18][19] 这促使美国医生 Roger Unger 的小组在 1959 年发展出首个用于检测胰高血糖素的放射免疫分析法。[16]

直到 1970 年代，一种特定的放射免疫测定法被开发出来，人们才更全面地了解它在生理学和疾病中的作用。[20]

参见

参考资料

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  2. ^ Reece J, Campbell N. Biology . San Francisco: Benjamin Cummings. 2002. ISBN 978-0-8053-6624-2. 
  3. ^ Orsay J. Biology 1: Molecules. Examkrackers Inc. 2014: 77. ISBN 978-1-893858-70-1. 
  4. ^ Jones BJ, Tan T, Bloom SR. Minireview: Glucagon in stress and energy homeostasis. Endocrinology. March 2012, 153 (3): 1049–54. PMC 3281544  . PMID 22294753. doi:10.1210/en.2011-1979. 
  5. ^ Unger RH, Cherrington AD. Glucagonocentric restructuring of diabetes: a pathophysiologic and therapeutic makeover. The Journal of Clinical Investigation. January 2012, 122 (1): 4–12. PMC 3248306  . PMID 22214853. doi:10.1172/JCI60016. 
  6. ^ Holst JJ, Holland W, Gromada J, Lee Y, Unger RH, Yan H, Sloop KW, Kieffer TJ, Damond N, Herrera PL. Insulin and Glucagon: Partners for Life. Endocrinology. April 2017, 158 (4): 696–701. PMC 6061217  . PMID 28323959. doi:10.1210/en.2016-1748. 
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