[科普中國]-胰高血糖素

簡要概述

于1953年，被分離沉淀而取得結晶。它是以N-末端組氨酸為起點，C末端蘇氨酸為終點的29個氨基酸殘基組成的一條單鏈肽（分子量約為3500），分子內不具有S-S鍵，在這一點上，完全不同于胰島素。該化合物的結構已由最近的化學合成所肯定。胰高血糖素的作用初期過程是與存在于靶細胞細胞膜上的受體進行特異性結合，將腺苷酸環(huán)化酶活化，環(huán)式AMP成為第二信使活化磷酸化酶，促進糖原分解。

組織結構人胰高血糖是由29個氨基酸組成的直鏈多肽，分子量為3485，它也是由一個大分子的前體裂解而來。胰高血糖在血清中的濃度為50～100ng/L，在血漿中的半衰期為5～10min，主要在肝滅活，腎也有降解作用。

主要作用與胰島素的作用相反，胰高血糖素是一種促進分解代謝的激素。胰高血糖素具有很強的促進糖原分解和糖異生作用，使血糖明顯升高，1mol/L的激素可使3×106mol/L的葡萄糖迅速從糖原分解出來。胰高血糖素通過cAMP-PK系統(tǒng)，激活肝細胞的磷酸化酶，加速糖原分解。糖異生增強是因為激素加速氨基酸進入肝細胞，并激活糖異生過程有關的酶系。胰高血糖素還可激活脂肪酶，促進脂肪分解，同時又能加強脂肪酸氧化，使酮體生成增多。胰高血糖素產生上述代謝效應的靶器官是肝，切除肝或阻斷肝血流，這些作用便消失。

另外，胰高血糖素可促進胰島素和胰島生長抑素的分泌。藥理劑量的胰高血糖素可使心肌細胞內cAMp含量增加，心肌收縮增強。

分泌調節(jié)影響胰高血糖素分泌的因素很多，血糖濃度是重要的因素。血糖降低時，胰高血糖素胰分泌增加；血糖升高時，則胰高血糖素分泌減少。氨基酸的作用與葡萄糖相反，能促進胰高血糖素的分泌。蛋白質或靜脈注射各種氨基酸均可使胰高血糖素分泌增多。血中氨基酸增多一方面促進胰島素釋放，可使血糖降低，另一方面還能同時刺激胰高血糖素分泌，這對防止低血糖有一定的生理意義。

胰島素可通過降低血糖間接刺激胰高血糖素的分泌，但B細胞分泌的胰島素和D細胞分泌的生長抑素可直接作用于鄰近的A細胞，抑制胰高血糖素的分泌。

胰島素與胰高血糖素是一對作用相反的激素，它們都與血糖水平之間構成負反饋調節(jié)環(huán)路。因此，當機體外于不同的功能狀態(tài)時，血中胰島素與胰高血糖素的摩爾比值（I/G）也是不同的。一般在隔夜空腹條件下，I/G比值為2.3，但當饑餓或長時間運動時，比例可降至0.5以下。比例變小是由于胰島素分泌減少與胰高血糖素分泌增多所致，這有利于糖原分解和糖異生，維持血糖水平，適應心、腦對葡萄糖的需要，并有利于脂肪分解，增強脂肪酸氧化供能。相反，在攝食或糖負荷后，比值可升至10以上，這是由于胰島素分泌增加而胰高血糖素分泌減少所致。在這種情況下，胰島不比的作用占優(yōu)勢。

美國和瑞典科學家聯(lián)合在《細胞—代謝》（CellMetabolism）上發(fā)表封面文章，證實人類胰島α細胞能表達一種對于胰高血糖素的釋放非常關鍵的促離子型谷氨酸受體（ionotropicglutamatereceptoriGluRs）。

血糖穩(wěn)態(tài)（glucosehomeostasis）的一個重要特征是胰島α細胞有效的釋放胰高血糖素（glucagon），胰高血糖素又被稱為抗胰島素或是胰島素B。人類胰高血糖素是以N-末端組氨酸為起點，C-末端蘇氨酸為終點的29個氨基酸組成的一條單鏈肽，分子量為3485。其主要作用是對抗胰島素，起著使血糖增加的作用。然而目前，科學家對于調節(jié)胰高血糖素分泌過程的分子學機制還知之甚少。

實驗中，研究人員分析了谷氨酸鹽（glutamate）作為正向自分泌信號在人類、猴子、小鼠胰島的胰高血糖素釋放過程中的作用。結果發(fā)現(xiàn)，谷氨酸鹽的正反饋極大的促進了胰高血糖素的分泌，而一旦血糖濃度上升，胰高血糖素的分泌就會受到胰島素以及鋅離子或是γ-氨基丁酸（GABA）的限制。

血糖濃度的下降能促使胰島α細胞釋放谷氨酸鹽。谷氨酸鹽接著作用于AMPA和kainate型的促離子型谷氨酸受體，并使得細胞膜去極化，鈣離子通道被打開，最終使得細胞質中的自由鈣離子濃度增加，從而促進胰高血糖素的釋放。在小鼠的活體實驗中，阻礙促離子型谷氨酸受體將會降低胰高血糖素的釋放，并加劇胰島素導致的血糖過低癥狀。因此，谷氨酸鹽的自分泌反饋環(huán)路使得胰島α細胞具有了有效加強自身分泌活性的能力，這是在任何生理條件下保證充足的胰高血糖素釋放不可或缺的先決條件1。

主要用途胰高血糖素是促進分解代謝的激素。它促進肝糖原分解和糖異生的作用很強，使血糖明顯升高；促進脂肪分解和脂肪酸氧化；加速氨基酸進入肝細胞，為糖異生提供原料。血糖濃度亦是調節(jié)胰高血糖素分泌的主要因素。血糖降低，胰高血糖素分泌增多，反之則減少；胰島素可通過降低血糖而間接促進胰高血糖素分泌，也可通過旁分泌方式，直接作用于鄰近A細胞，抑制其分泌；交感神經(jīng)促進胰高血糖素分泌，迷走神經(jīng)則抑制其分泌。

藥品說明藥品名稱：升血糖素、胰高血糖素、高血糖素

英文名稱：Glucagon

適 應 癥：該品現(xiàn)主要用于低血糖癥，在一時不能口服或靜注葡萄糖時非常有用。不過，通常低血糖時仍應首選葡萄糖。近來亦用于心源性休克。

用量用法：肌注、皮下注射或靜注，用于低血糖癥，每次0.5mg～1.0mg，5分鐘左右即可見效。如20分鐘仍不見效，則應盡快應用葡萄糖。用于心源性休克，連續(xù)靜脈輸注，每小時1～12mg。

注重事項：1、如對危急病例僅懷疑低血糖而尚未肯定時，不可代替葡萄糖靜注。2、使用該品后，一旦低血糖昏迷病人恢復知覺，即應給予葡萄糖（如可能，最好口服），以防再次陷入昏迷。3、用該品時，需警惕血糖過高，有時可見低血鉀。

藥品規(guī)格：針劑高血糖素：每支1mg、10mg。

胰高血糖素的合成及分泌機制胰高血糖素是29個氨基酸組成的直鏈多肽，由胰島α細胞分泌，具有促進糖原分解和糖異生作用，其與胰島素同是決定血糖濃度的重要因素，血糖受二者共同調節(jié)，使體內血糖維持在平穩(wěn)狀態(tài)。胰高血糖素通過與靶細胞膜上的特異性受體結合，由Gs蛋白激活腺昔酸環(huán)化酶，催化三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)轉化為環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate，cAMP)，從而使細胞內cAMP水平升高。cAMP是胰高血糖素升糖作用的主要第二信使，通過兩種途徑對胰腺α細胞分泌胰高血糖素發(fā)揮興奮性作用(cAMP依賴性蛋白激酶A途徑和非cAMP依賴的蛋白激酶途徑)。α細胞通過不同的離子通道分泌胰高血糖素，其中ATP敏感性K通道被認為是主要的通道，主要調節(jié)胰高血糖素分泌。最近，Quoix等用黃色熒光蛋白表達分類法對提純的α細胞進行研究，發(fā)現(xiàn)鉀離子通道ATP在低血糖時關閉。然而血糖濃度對鈣的內流調節(jié)機制獨立于鉀離子ATP通道對鈣內流的調節(jié)，高血糖通過抑制鈣離子通道而抑制α細胞分泌。胰島素和胰高血糖素的分泌需要鈣通道蛋白，突觸結合蛋白-7是細胞分泌的主要鈣離子感受器，通過改善細胞內鈣離子水平促進和調整胰島素和胰高血糖素的分泌，增加鈣離子水平，改變細胞膜的變化，使ATP生成增加，從而促進胰高糖素分泌。有研究發(fā)現(xiàn)，鋅離子參與胰高血糖素的分泌，減少鋅離子引起胰高血糖素分泌量增加，另有學者發(fā)現(xiàn)，鋅離子對于人和小鼠胰腺α細胞分泌胰高血糖素無影響，目前，鋅離子對于胰高血糖素分泌的抑制作用仍然存在爭議2。