[原创]重新认识胰岛素和胰高血糖素的分泌规律

TaoPanac 发表于 2007-5-16 15:43:00

重新认识胰岛素和胰高血糖素的分泌规律 作者：上帝，朱承太合著我有一个伙伴，自称上帝。这一天，我和他聊起了人体的生理问题。 我说，我看到英国的一个试验报告，称胰岛细胞排出乳酸的速度决定胰岛素的分泌速度，为什么当初上帝先生在设计人体的时候选择用乳酸作为中间信号呢？ 上帝笑了笑，反问我：胰岛素是干什么的？ 这难不住我，我回答：加速葡萄糖在各组织的吸收。于是我们之间的对话就这样开始了。上帝：那么，葡萄糖的生理作用是什么呢？ 朱：这个，当然最重要的作用就是作为燃料。 上帝：没错，是这样。胰岛素最重要的作用，就是调控正常的燃料循环。当初我在设计生命的时候，第一个重要的问题是，如何解决能量循环问题，即通过消化吸收燃料，并储备起来，在需要的时候，把储备的燃料投放出来。 朱：血糖水平过高，就迅速释放大量胰岛素，促使葡萄糖快速储备起来；血糖水平下降，就释放大量胰高血糖素，促使投放到血液里的葡萄糖增加。这可以直接用血糖水平作为影响胰岛素释放的信号啊。为什么一定是乳酸？ 上帝：乍看起来是这样。可是你还要考虑，能量的获得不仅仅受制于燃料，还受到氧气的影响。氧气对能量的放大作用是惊人的，能放大19倍。具体说，一个葡萄糖在没有氧气的情况下，只能贡献2个单位(即ATP)的能量，但是如果有氧气参加，这个数字就能变成38。我在设计燃料释放量的时候，考虑的是身体需要多少能量，而不是简单地考虑身体需要多少葡萄糖。这样必须考虑两方面的问题，即燃料和氧气。再提醒一次，不能只考虑葡萄糖。 朱：没错，生命的本质就是能量的代谢，是应该从根本上考虑能量循环链。身体出现能量的缺口，就应该同时增加燃料和氧气的数量，而且最好以恰当的比例。拿葡萄糖来说，最好氧气和葡萄糖的比例以6：1（一个葡萄糖分子完全氧化需要6个氧气分子）提供。 上帝：哈哈，你还很上路。就是这样。那么什么时候会出现能量短缺呢？ 朱：血糖水平很低的时候，比如2.8mmol/L以下，身体的能量就绝对不足了，因为燃料不足嘛。 上帝：说完了？刚才还说起氧气呢，怎么就不说“氧气不足”的情况呢？瞧你这记性。 朱：哦，是啊。如果血糖水平正常、甚至高于正常值，氧气不足的话，也会出现能量的短缺。而且，氧气因为倍数效应很大，哪怕缺一点点都会造成巨大的能量缺口啊。 上帝：是啊。你可以简单算算，如果氧气少了10%，要获得同样数量的能量，必须投入接近4倍的葡萄糖。 朱：那么具体怎么解决能量短缺的情况呢？ 上帝：这个问题表面上很简单，但是实现起来很复杂。因为所有的燃料和氧气都是通过血液输送到身体所有的角落的，所以必须向血液增加葡萄糖的投放。在这里强调一下，葡萄糖的投入需要增加胰高血糖素的分泌。同时，增加血液的输送速度。血液的输送速度是一把双刃剑，有三个好处，也有一个坏处。好处是：1）增加氧气的输送效率；2）增加葡萄糖的输送效率；3）保持较合理的血糖水平——如果血糖的投放量增加，而血液留得很慢，那么因为氧气的输送效率不会提高，血糖水平的上升会很快。一个坏处是：血压上升。 朱：我也注意到了，到了氧气稀薄的高原，就会出现血压和血糖一起上升的现象，这就是高原反应。显然，这是因为氧气不足导致能量缺口；身体为了解决能量缺口，投入更多的葡萄糖和增加血液流速的结果。 上帝：嗬嗬，孺子可教。 朱：说说用乳酸作为决定胰岛素排放速度的信号怎么合理呢。 上帝：乳酸是葡萄糖无氧酵解的产物，所以乳酸产生的增加，意味着两种可能：1）血液里葡萄糖数量增加，胰岛细胞获得萄糖糖的比例偏高；2）血液输送氧气的效率下降，胰岛细胞获得的氧气不足。顺便强调一下，胰岛细胞出现大量乳酸，就意味着身体其他部位也会出现这种情况。因为身体是由血液连通的。我在设计生命的时候，对某个指标的探测一般都通过某个特殊的器官进行。这个器官探测到的指标数值就代表整个身体的指标，如压力、温度等等，都是这样。血糖的探测当然在胰脏。 先考虑第一个问题：如果乳酸的增加是由于血糖过多造成的，应该怎么办呢？ 朱：当然是加速肝脏和肌肉对血糖的吸收，并储备起来啊。 上帝：怎么实现这个目标？ 朱：增加胰岛素分泌。哦，明白了，血糖过高时，用乳酸来控制胰岛素分泌的信号是合理的。因为血糖上升意味着胰岛细胞获得的葡萄糖增加，进而引起乳酸生产的增加。所以，胰岛素的分泌就会增加。 上帝：再说说氧气不足的情况。氧气不足，就一定说明身体的每个组织都出现能量短缺问题。尤其是大脑，大脑绝不可以缺少能量。组织出现能量亏空（ATP存量不足）的时候，我们前面说过，就必须增加胰高血糖素的分泌，进而促进糖原分解，提高血糖水平；并同时增加血液流速。 朱：对啊。那么这个时候，胰岛素的分泌就应该减少，否则反而会抑制肝糖原的分解，也就不利于葡萄糖的投放啊。 上帝：那是因为你只知其一不知其二。第一，胰岛素的确会促进刚刚分解的葡萄糖再次还原为糖原（这叫拮抗），但这个作用主要在肝脏有效。第二，我们说过，胰岛素加速各组织吸收葡萄糖的速度。所以增加胰岛素分泌有利于迅速解决各组织的能量短缺问题。也就是说，因为缺氧引起组织能量短缺的时候，也应该增加胰岛素的分泌，只不过它的影响要小于胰高血糖素的作用，这样血糖水平就会上升。 朱：所以，身体缺氧的情况下，胰岛素的分泌速度也应该增加。所以，用乳酸的排放速度决定胰岛素的分泌速度，简直太绝妙了。（餐后胰岛素的急剧增加，必须考虑红细胞糖基化数量增加因素，具体情况，我会在后面续上） 上帝：但这里还有一个问题。缺氧时，机体一定会出现能量不足，不管血糖水平高还是低。血糖水平低的时候，自然要增加血糖的投放和血液流速。但是血糖水平高的时候，还要提高血糖水平么？ 朱：这个么，还真是问题。您教教我该怎么办。 上帝：缺氧的时候，就没有什么好办法。缺氧的根源在血粘稠，即红细胞品质。我们身体的部、一个细胞（除了眼角膜）都与一个毛细血管相临。毛细血管很细，直径不足4微米，所以肉眼是看不见的。红细胞的直径大约6~8微米，所以红细胞只有变形才可以通过毛细血管，而且只能一个一个排队通过。通过毛细血管的时候，根据组织液的酸碱性（所以吃醋有利于血糖的生理代谢），红细胞把氧气释放出来。因为氧气分子很小，所以简单地依靠扩散作用，就可以被细胞吸收。所以，保持良好的血粘稠度是最重要的。  所以，平时应该保持适当的身体锻炼，避免过高、过久的工作压力，还要保持良好的生活习惯，保持好心情。 朱：我对胰岛素和胰高血糖素的分泌规律作个总结，你看我说得对不？ 上帝：好。 朱：胰岛素的分泌规律是，胰岛细胞（B细胞）排放乳酸的数量与胰岛素分泌成正比。 上帝：没错。什么情况下乳酸的数量增加？ 朱：葡萄糖过多，或缺氧的时候。啊，我明白了，只要氧气的供应水平大致不变，血糖水平升高，乳酸的产生也会增加，所以胰岛素的分泌也会增加。这就是目前医学界对胰岛素分泌的认识。但是医学界没有认识到缺氧同样会增加胰岛素分泌。 上帝：再说说胰高血糖素的分泌规律。 朱：胰岛细胞（A细胞）的能量存量降低的时候，就是ATP存量下降的时候，胰高血糖素的分泌增加。（缺氧时，大脑还会通过交感神经兴奋直接和间接地增加胰高血糖素的分泌） 上帝：什么情况下，能量的存量下降？ 朱：当血糖水平过低或缺氧的时候，能量的存量下降。就是，目前医学界只认识到血糖下降会促进胰高血糖素的分泌，却没有认识到缺氧同样会增加胰高血糖素的分泌。 上帝：是啊，目前人类的医学对胰岛素的分泌和胰高血糖素分泌的认识都是片面的，所以至少不能够正确解释糖尿病的病因。所以也不能解释为什么糖耐受不良的人，胰岛素水平和胰高血糖素水平都很高的事实。 朱：看来，氧气是关键，问题在血粘稠上。那么，血粘稠好转的话，是不是糖尿病就可以治愈呢？ 上帝：这倒不一定。可以这么说，只要体内经常保持正常水平以上的胰岛素和胰高血糖素的糖尿病人，而且他们肾脏、下丘脑、垂体的内分泌功能是正常；那么这些人的血粘稠度一旦好转，糖尿病自然就会治愈。因为，升高血糖的激素除了胰高血糖素，还有肾脏分泌的肾上腺素、糖皮质激素，所以糖尿病的分类还要进一步分类。比如有些糖尿病人，他们在发病前，经历过一次或若干次情绪上的剧烈波动，这些人的病因是下丘脑、垂体、肾上腺之中的一个或多个受到破坏。所以，单纯用一型和二型来界定糖尿病是远远不够的。好了，今天就聊到这里。 （还有一种糖尿病人，他们精力比较充沛、血压正常，这些人的病因就不是血粘稠的问题） 朱：谢谢您今天的教诲，以后还要多给我开开窍。作者联系方法：<a href="mailto:mr_joo@taopanacea.com">mr_joo@taopanacea.com</a> QQ: 258856263 （以下是与本篇相关的文献集： 曼彻斯特大学医学部的《乳酸对胰岛素分泌的影响》试验报告原文： <a href="http://www.TaoPanacea.com/Archives/InsulinSecretion.pdf">http://www.TaoPanacea.com/Archives/InsulinSecretion.pdf</a> 译文（由朱承太编译）： <a href="http://www.taopanacea.com/shownews.asp?id=48">http://www.taopanacea.com/shownews.asp?id=48</a>
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