的肠降血糖素是刺激胰岛素的生理浓度的分泌胃肠激素。该术语目前用于指两种不同的肠激素,它们具有不同的技术名称:GIP或“葡萄糖依赖性促胰岛素多肽”和GLP-1或“胰高血糖素样肽1”。
“肠降血糖素”是一个词和一个概念,由比利时生理学家让·拉·巴雷(Jean La Barre)于1932年提出,他将其引入以定义补充促胰液素对内分泌胰腺分泌的作用的肠道激素因子。
某些肠降血糖素及其抑制剂作用机制的方案(来源:临床案例,Ilmari Karonen通过Wikimedia Commons)
换句话说,La Barre使用肠降血糖素一词来表示在生理条件下能够刺激或促成胰激素分泌的任何肠道激素,例如胰岛素,胰高血糖素,胰多肽(PP)和生长抑素。胰。
但是,目前术语“肠降血糖素”仅用于表示那些能够刺激葡萄糖依赖性胰腺胰岛素合成的激素,特别是两种被称为GIP和GLP-1的肽。然而,新技术的出现和更深入的内分泌学研究可能揭示出许多具有类似活性的其他肽。
肠降血糖素的类型及其结构
传统上,在人类中仅定义了两种肠降血糖素:葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)和胰高血糖素样肽1(GLP-1);胰高血糖素样肽1(GLP-1)和胰高血糖素样肽1(GLP-1)。这两种激素在刺激胰岛素分泌上具有加和作用。
首先要分离的是葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP,葡萄糖依赖性促胰岛素多肽)。它是约42个氨基酸的肽激素,属于胰高血糖素-分泌素肽家族。
肠降血糖素GIP的结构(来源:用户:Ayacop,来自Wikimedia Commons)
发现的第二个肠降血糖素是胰高血糖素样肽1(GLP-1,来自英国胰高血糖素样肽-1),它是编码激素“胰高血糖素”的基因的副产物。更确切地说,是蛋白质C末端的一部分。
特征
最初,肠降血糖素被定义为源自肠道的因子,这些因子具有通过刺激胰腺激素(例如胰岛素和胰高血糖素)的分泌来降低血浆葡萄糖水平的能力。
随着放射免疫测定法的出现,这一概念得以维持,在那里证实了肠与内分泌胰腺之间的永久性联系。
口服葡萄糖与血浆胰岛素水平显着增加有关,特别是与静脉内给予葡萄糖的结果相比。
胰腺激素胰岛素的分泌和作用的刺激物(来源:Daniel Walsh和Alan Sved通过Wikimedia Commons)
口服胰岛素后,肠促胰岛素被认为是近70%血浆胰岛素分泌的原因,因为这些激素是响应营养摄入而分泌的激素,可增强葡萄糖-胰岛素的分泌。依赖。
当前正在对患有诸如2型糖尿病或口服葡萄糖耐量低的疾病的患者口服或静脉内注射降血糖素进行许多努力。这是因为研究已初步显示,这些物质可促进食物摄入后血糖水平的快速下降。
作用机理
GIP:葡萄糖依赖性促胰岛素多肽
该肠降血糖素由小肠的K细胞(特别是在十二指肠和空肠中)的K细胞响应于脂肪或葡萄糖的摄入而产生,并且负责增加由葡萄糖刺激的胰岛素的分泌。
已经在人和啮齿动物的胃和肠中证明了编码该激素因子的基因的表达。用这种激素进行的研究表明,它是由一个153个氨基酸的“ proGIP”前体衍生而成的,该前体在其N和C末端具有两个信号肽,这些信号肽被切割后可产生42个残基的活性肽。
合成和酶促处理后,GIP的半衰期不到7分钟。该肽被特异性受体GIPR识别,GIPR位于胰腺细胞的质膜中,在胃中,在小肠中,在脂肪组织中,在肾上腺皮质中,在垂体中,在心脏,肺和其他重要器官。
当GIP结合其胰岛β细胞上的受体时,它会触发cAMP的产生增加,还抑制ATP依赖性钾通道,增加细胞内钙的含量,最后导致细胞的胞吐作用胰岛素储存颗粒。
另外,该肽可以刺激基因转录和胰岛素生物合成,以及胰β细胞的其他成分以“普查”葡萄糖。尽管GIP主要起肠降血糖素的作用,但它还在其他组织(如中枢神经系统,骨骼等)中发挥其他功能。
GLP-1:胰高血糖素样肽1
该肽由编码“胰高血糖素原”的基因产生,因此它是与胰高血糖素序列具有接近50%同一性的肽,因此被称为“胰高血糖素样”肽。
GLP-1是一种翻译后蛋白水解产物,具有组织特异性,由肠L细胞响应食物摄入而产生。像GIP一样,该肠降血糖素具有增加葡萄糖刺激的胰岛素分泌的能力。
基因表达与加工
该肽在胰高血糖素原基因的外显子之一中编码,其在胰腺的α细胞,肠的L细胞(在回肠末端)以及脑干和下丘脑的神经元中表达。
在胰腺中,禁食和低血糖(血液中葡萄糖浓度低)会刺激该基因的表达,而胰岛素则会抑制该基因的表达。在肠细胞中,胰高血糖素原基因的表达被cAMP水平的增加和食物摄入所激活。
由该基因表达产生的产物在肠内分泌L细胞(在小肠中)进行翻译后加工,不仅导致胰高血糖素样肽1的释放,还导致其他一些未知的因素,例如glicentin,oxyintomodulin ,胰高血糖素样肽2等。
生产与行动
摄入食物,尤其是那些富含脂肪和碳水化合物的食物,会刺激肠道肠内分泌L细胞分泌GLP-1肽(神经刺激或许多其他因素介导的刺激也会发生)。
GLP-1肽除了具有肠降血糖素激素的功能外,还具有某些功能(来源:BQUB13-Cbadia,来自Wikimedia Commons)
在人类和啮齿动物中,该肽以两个阶段释放到血液中:摄入后10-15分钟和此后30-60分钟。这种激素在血液中的活性寿命少于2分钟,因为它被二肽基肽酶4(DPP-4)酶迅速地蛋白水解失活。
GLP-1与体内各种细胞(包括一些胰腺的内分泌细胞)上的特定膜受体(GLP-1R)结合,在那里刺激葡萄糖依赖性胰岛素的分泌。
怎么样?
GLP-1与其在胰腺β细胞上的受体的结合激活了在这些细胞中由腺苷酸环化酶介导的cAMP的产生。直接抑制ATP依赖性钾通道,使细胞膜去极化。
随后,细胞内钙水平升高,这是由于GLP-1依赖性细胞外钙通过电压依赖性钙通道,非选择性阳离子通道的活化和钙储备的动员所致。细胞内。
它还增加了线粒体ATP的合成,这有利于去极化。后来关闭了电压门控的钾离子通道,阻止了β细胞的重新极化,最后,胰岛素储存颗粒发生胞吐作用。
在胃肠道系统中,GLP-1与其受体的结合对胃酸分泌和胃排空有抑制作用,从而减弱了与食物摄入有关的血糖水平的升高。
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