胰岛素(insulin) 是由胰臟所分泌,为人体的主要贺尔蒙之一,它的主要作用在于调节燃料的新陈代谢(fuel metabolism) 。一般而言,胰岛素的分泌显示出能量供应充足与葡萄糖大量存在。
胰岛素的作用是藉由血液的传送,将胰岛素送到目标细胞塬生质膜,使胰岛素与塬生质膜上的接受子键结,然后促成一连串的代谢作用。由于胰岛素在血液中的浓度极低(小于0.1nM) ,而且,接受子的密度也是相当的低 (大约一百万个磷酸脂质才有一个接受子) ,因此促成胰岛素与接受子之间的键结具有高度的亲和力,同时相当紧密的键结。
胰岛素的缺乏,对能量代谢的调节是很严重的现象。严重缺乏胰岛素更会引起糖尿病(insulin-dependent diabets or type I diabetes)。一般来说,在胰岛素缺乏的情况下,会造成葡萄糖代谢的不正常现象,也就是会有过少的葡萄糖进入细胞中,使得血中葡萄糖持续在极高的水準,当血中葡萄糖超过肾塬小管再吸回能力时,葡萄糖便会出现在尿液之中。同时,昇糖激素(glucagon)相对于胰岛素的浓度水準提高,而降低肝臟中果糖- 2,6-二磷酸(F-2,6-BP)的数量,造成糖解作用受到抑制,同时葡萄糖新生作用(gluconeo-genesis)受到促进。
由于,糖解作用被抑制,使得能量的来源转而以脂肪与蛋白质为主。这种结果,亦造成malonyl CoA 数量的下降,促成carnitine acyltransferase I的活化,因此,fatty acyl CoA 分子有效的进入粒线体内,然后被氧化为acetoacetate。也就是说,胰岛素的缺乏,会造成燃料的使用由葡萄糖转为使用脂肪,因此会产生大量的acetyl CoA,但是因糖解作用受到抑制,造成oxaloacetate不足,因此acetyl CoA无法进入柠檬酸替代而形成酮体。由于酮体的数量过多时,会影响人体的酸硷平衡,并且进一步造成身体的脱水现象,因此胰岛素缺乏时的症状为饥饿与口渴。
此外,有一种糖尿病患者的血中胰岛素并没有缺乏,但是胰岛素接受子有数目不足或接受子与胰岛素无法正常键结的现象,这种胰岛素接受子作用的不正常疾病,称为非胰岛素依赖型糖尿病(non-insulin-dependent diabets or type II diabets) 。 此类型糖尿病患大约佔所有糖尿病患的90%。
评估胰岛素作用的方法
1.血浆中胰岛素浓度(plasma concentrations of insulin)。
2.胰岛素的敏感度(insulin sensitivity)。一般进行胰岛素敏感度分析的研究,皆採用胰岛素耐度测试(glucose tolerance test),高血糖注入技术(hyperglycemic clamp)血糖正常的胰岛素注入技术(euglycemic insulin clamp)来进行最简单的方法则是利用血浆中胰岛素与葡萄糖比值指数(insulin-glucose index),来探讨胰岛素的敏感度。
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