02節元素與胰島分泌
人類的胰臟是小葉狀的缐體，胰島細胞按其染色和形態學特點，主要分為α細胞、β細胞、D細胞及PP細胞。α細胞約占胰島細胞的20%，分泌胰高血糖素；β細胞占胰島細胞的60%-70%，分泌胰島素；D細胞占胰島細胞的10%，分泌“生長抑素”；PP細胞數量很少，分泌胰多肽。
（1）β細胞和胰島素
β細胞分泌胰島素，能夠降低血糖，它一方面能促進血糖進入肝臟、肌肉、脂肪等組織細胞，并在這些細胞中合成分糖元，氧化分解或轉變成脂肪；另一方面又能夠抑制肝糖元的分解和非糖物質轉化新為葡萄糖。
胰島素是由胰臟內的胰島β細胞受內源性物質，葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質激素。胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成。
A、 胰島素是何物？
胰島素由A、B兩個肽鏈組成。人胰島素A鏈有11種21個氨基酸，B鏈有15種30個氨基酸，共16種51個氨基酸組成。其中A7-B7、A20-B19四個半胱氨酸中的巰基形成兩個二硫鍵，使A、B兩鏈連接起來。此外A鏈中A6與A11之間也存在一個二硫鍵。
胰島素的生物合成速度受血漿葡萄糖濃度的影響，當血糖濃度升高時，β細胞中胰島素原含量增加，胰島素合成加速。胰島素的分子式：C25O777H383N65S6，分子量5700，碳占比例：2.1%。碳占比例如此之少，說明14C原子比例大，此有機物放射性很強。
B、 胰島素的調節作用
胰島素是與C肽以相等分子分泌進入血液的。臨床上使用胰島素治療的病人，血清中存在胰島素抗體，影響放射免疫方法測定血胰島素水平，在這種情況下可通過測定血漿C肽水平，來了解內源性胰島素分泌狀態。
體內胰島素的分泌主要受以下因素影響：血漿葡萄糖濃度血漿葡萄糖濃度是影響胰島素分泌的最重要因素。口服或靜脈注射葡萄糖后，胰島素釋放呈兩相反應。早期快速相，門靜脈血漿中胰島素在2分鐘內即達到最高值，隨即迅速下降；延遲緩慢相，10分鐘后血漿胰島素水平又逐漸上升，一直延續1小時以上。早期快速相顯示葡萄糖促使儲存的胰島素釋放，延遲緩慢相顯示胰島素的合成和胰島素原轉變的胰島素。
進食含蛋白質較多的食物后，血液中氨基酸濃度升高，胰島素分泌也增加。精氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有較強的刺激胰島素分泌的作用。
進餐后胃腸道激素增加進餐后胃腸道激素增加可促進胰島素分泌。如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、腸血管活性肽都刺激胰島素分泌。B自主神經功能狀態迷走神經興奮時促進胰島素分泌；交感神經興奮時則抑制胰島素分泌。
胰島素在細胞水平的生物作用是通過與靶細胞膜上的特異受體結合而啟動的。胰島素受體為胰島素起作用的靶細胞膜上特定部位，僅可與胰島素或含有胰島素分子的胰島素原結合，具有高度的特異性，且分布非常廣泛。受體是一種糖蛋白，每個受體由α、β各兩個亞單位組成,并由各兩條亞基組成四聚體型受體。α亞單位穿過細胞膜，一端暴露在細胞膜表面，具有胰島素結合位點。β亞單位由細胞膜向胞漿延伸，是胰島素引發細胞膜與細胞內效應的功能單位。胰島素與亞單位結合后，β 亞單位中酪氨酸激酶被激活，使受體磷酸化，產生介體，調節細胞內酶系統活性，控制物質代謝。并由各兩條亞基組成四聚體型受體。每種細胞與胰島素結合的程度取決于受體數目與親和力，此二者又受血漿胰島素濃度調節。當胰島素濃度增高時往往胰島素受體數下降，稱下降調節。如肥胖的非胰島素依賴型糖尿病人由于脂肪細胞膜上受體數下降，臨床上呈胰島素不敏感性，稱抵抗性。當肥胖的非胰島素依賴型糖尿病患者經飲食控制、體育鍛煉后體重減輕時，脂肪細胞膜上胰島素受體數增多，與胰島素結合力加強而使血糖利用改善。此不僅是肥胖的非胰島素依賴型糖尿病的重要發病機制，也是治療中必須減肥的理論依據。
先分泌的是由84個氨基酸組成的長鏈多肽—胰島素原，經專一性蛋白酶——胰島素原轉化酶（PC1和PC2）和羧肽脢E的作用，將胰島素原中間部分（C鏈）切下，而胰島素原的羧基端部分（A鏈）和氨基端部分（B鏈）通過二硫鍵結合在一起形成胰島素。
成熟的胰島素儲存在胰島β細胞內的分泌囊泡中，以與鋅離子配位的六聚體方式存在。
在外界刺激下胰島素隨分泌囊泡釋放至血液中，并發揮其生理作用。
胰島素的分泌分成兩部分，一部分幫助維持空腹血糖正常而分泌的胰島素，稱為基礎胰島素，另一部分則是為了降低餐后血糖升高、維持餐后血糖正常而分泌的胰島素，稱為餐時胰島素。餐時胰島素的早時相分泌控制了餐后血糖升高的幅度和持續時間，其主要的作用是抑制肝臟內源性葡萄糖的生成。通過該作用機制，血糖在任何時間均被控制在接近空腹狀態的水平;餐后血糖的峰值在7.0 mmol/L以下，并且血糖水平高于5.5 mmol/L的時間不超過30分鐘。1型糖尿病患者在確診糖尿病之前，大部分患者胰島β細胞發生自身免疫性破壞，導致餐時和基礎胰島素分泌均減少。2型糖尿病患者胰島β細胞功能異常進展緩慢，常常表現為外周胰島素抵抗，但是也同時存在胰島素一相分泌減少，因而可以出現空腹血糖正常而餐后血糖升高的情況。最終，餐后血糖水平可達到非糖尿病的生理狀態時的4倍，并且在進餐后血糖升高持續數小時，以至于在下一餐前仍然顯著升高。彌補餐時胰島素分泌不足的胰島素制劑有諾和靈N，胰島素類似物制劑有諾和銳等。基礎胰島素是胰島細胞24小時持續脈沖式分泌的胰島素，主要用于維持空腹血糖水平的正常。
治療糖尿病、消耗性疾病。促進血循環中葡萄糖進入肝細胞、肌細胞、脂肪細胞及其他組織細胞合成糖原使血糖降低，促進脂肪及蛋白質的合成。
胰島素的主要生理作用是調節代謝過程。對糖代謝：促進組織細胞對葡萄糖的攝取和利用，促進糖原合成，抑制糖異生，使血糖降低；對脂肪代謝；促進脂肪酸合成和脂肪貯存，減少脂肪分解；對蛋白質；促進氨基酸進入細胞，促進蛋白質合成的各個環節以增加蛋白質合成。總的作用是促進合成代謝。胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。作用機理屬于受體酪氨酸激酶機制。
胰島素能促進全身組織細胞對葡萄糖的攝取和利用，并抑制糖原的分解和糖原異生，因此，胰島素有降低血糖的作用。胰島素分泌過多時，血糖下降迅速，腦組織受影響最大，可出現驚厥、昏迷，甚至引起胰島素休克。相反，胰島素分泌不足或胰島素受體缺乏常導致血糖升高；若超過腎糖閾，則糖從尿中排出，引起糖尿；同時由于血液成份中改變(含有過量的葡萄糖), 亦導致高血壓、冠心病和視網膜血管病等病變。胰島素降血糖是多方面作用的結果：
促進肌肉、脂肪組織等處的靶細胞、細胞膜載體將血液中的葡萄糖轉運入細胞。
通過共價修飾增強磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP濃度，從而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。
通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶激活，加速丙酮酸氧化為乙酰輔酶A，加快糖的有氧氧化。
胰島素能促進脂肪的合成與貯存，使血中游離脂肪酸減少，同時抑制脂肪的分解氧化。胰島素缺乏可造成脂肪代謝紊亂，脂肪貯存減少，分解加強，血脂升高，久之可引起動脈硬化，進而導致心腦血管的嚴重疾患；與此同時，胰島素缺乏會導致機體脂肪分解加強，生成大量酮體，出現酮癥酸中毒。
胰島素一方面促進細胞對氨基酸的攝取和蛋白質的合成，一方面抑制蛋白質的分解，因而有利于生長。腺垂體生長激素的促蛋白質合成作用，必須有胰島素的存在才能表現出來。
（2）α細胞分泌胰高血糖素，當血糖含量降低時，就使胰島α細胞的活動增強，并分泌胰高血糖素。胰高血糖素的分子式：胰高血糖素（升糖素）是一種由胰臟胰島α-細胞分泌的激素，29個氨基酸組成直鏈多肽，分子量為3485道爾頓。胰高血糖素的第一級結構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。那么大分子量只看到一個碳原子，如此之威力，一定是14C。主要作用于肝臟，它能夠強烈地促進肝糖元的分解，促進非糖物質轉化為葡萄糖，從而使血糖含量升高。
神經系統的調節作用：交感神經系統分泌的腎上腺素與胰高血糖素有相似的作用。由胰島α細胞分泌，在調節血糖濃度中對抗胰島素。胰升糖素的主要作用是迅速使肝臟中的糖元分解，促進肝臟葡萄糖的產生與輸出，
進入血液循環，以提高血糖水平。胰升糖素還能加強肝細胞攝入氨基酸，及因能促進肝外組織中的脂解作用，增加甘油輸入肝臟，提供了大量的糖異生原料而加強糖異生作用。胰升糖素與胰島素共同協調血糖水平的動態平衡。
進食碳水化合物時，產生大量葡萄糖，從而刺激胰島素的分泌，同時胰升糖素的分泌受到抑制，胰島素/胰升糖素比值明顯上升，此時肝臟從生成葡萄糖為主的組織轉變為將葡萄糖轉化為糖元而貯存糖元的器官。
饑餓時，血液中胰升糖素水平顯著上升而胰島素水平下降。糖異生及糖元分解加快，肝臟不斷地將葡萄糖輸送到血液中。同時由于胰島素水平降低，肌肉和脂肪組織利用葡萄糖的能力降低，主要是利用脂肪酸，從而節省了葡萄糖以保證大腦等組織有足夠的葡萄糖供應。
（3）腎上腺素及去甲腎上腺素。腎上腺素分子式C9H13O3N，碳占比例59.01%，說明無放射性14C。為白色或黃白色結晶性粉末;無臭,味苦;遇空氣或日光接觸即緩緩氧化，變為淡粉紅色,最后成棕色。是腎上腺髓質分泌的，去甲腎上腺素是交感神經末梢的分泌物。當精神緊張或寒冷刺激使交感神經處在興奮狀態，腎上腺素及去甲腎上腺素分泌增多，使肝糖元分解輸出增多，阻礙葡萄糖進入肌肉及脂肪組織細胞，使血糖升高。
（4）生長激素及生長激素抑制激素。
A、生長激素。分子式：C990H1528N262O300S7，分子量：22126。碳占比例：48.81%。說明都不是14C。由腦垂體前葉分泌，它能促進人的生長，且能調節體內的物質代謝。生長激素主要通過抑制肌肉及脂肪組織利用葡萄糖，同時促進肝臟中的糖異生作用及糖元分解，從而使血糖升高。生長激素可促進脂肪分解，使血漿游離脂肪酸升高。饑餓時胰島素分泌減少，生長激素分泌增高，于是血中葡萄糖利用減少及脂肪利用增高，此時血漿中葡萄糖及游離脂肪酸含量上升。
B、生長激素抑制激素。由胰島D細胞分泌。生長激素釋放抑制激素不僅抑制垂體生長激素的分泌，而且在生理情況下有抑制胰島素及胰升糖素分泌作用。但生長激素釋放抑制激素本身對肝葡萄糖的產生或循環中葡萄糖的利用均無直接作用。
