代謝組學/激素/胰高血糖素
返回上一章： 代謝物
下一章： 分析方法
轉到： 生長抑素
返回： 胰島素
胰高血糖素是一種肽類激素，與胰島素協同作用以維持穩定的血糖水平。在血糖高或高血糖的情況下，胰島素髮揮作用，刺激多餘血糖以糖原的形式儲存起來以備後用。但是，當血糖水平下降時，胰高血糖素的職責就是刺激糖異生和糖原分解，從而補充血液中的葡萄糖水平，並抑制糖酵解。透過這樣做，胰高血糖素在調節血糖水平方面發揮著關鍵作用，即使在我們的身體經歷低血糖或飢餓狀態時，也為細胞提供必要的燃料。
紐約羅切斯特大學的生理學家 C.P. Kimball 和 John Murlin 在 1923 年發表了一篇論文，討論了他們試圖找到一種廉價的濃縮胰島素用於醫藥的方法，以及開始試驗分離純物質的方法。這篇論文解釋了他們努力在兔子身上測試各種無機和有機材料，並透過測量血糖來測試胰腺合成。首次觀察到是在 1922 年 12 月，新增丙酮會沉澱出一種具有明顯升高血糖作用的未知物質。純化這種物質並將其注射到去胰腺狗體內，提高了其血糖，二人將這種物質命名為胰高血糖素（Kimball，1923）[1]。
胰高血糖素的目的是增加血液中的葡萄糖含量，供身體細胞使用。當血液中缺乏葡萄糖時，胰腺上的胰島會被刺激產生並釋放胰高血糖素進入血液。一旦胰高血糖素釋放，它就會透過血液迴圈到達肝臟，在那裡與特定的胰高血糖素結合位點結合。雖然肝臟是胰高血糖素的主要靶器官，但這種激素的受體也存在於腎臟、腸道平滑肌、大腦和脂肪組織以及產生胰島素的β細胞上，在那裡它作為反饋機制刺激胰島素的產生。然而，由於其對肝臟的影響極其重要且已被充分理解，因此這將是我們關注的重點。一旦結合，胰高血糖素就會啟用腺苷酸環化酶，這是級聯反應的第一步，最終降低果糖 2,6-二磷酸的水平。果糖 2,6-二磷酸是糖酵解/糖異生中的一個重要調節分子。在高水平時，該分子透過別構結合磷酸果糖激酶-1 刺激糖酵解，從而增強其功能並刺激糖酵解。在這種情況下，透過降低果糖 2,6-二磷酸的濃度，會發生相反的情況。糖酵解被解除，糖異生被刺激以幫助恢復體內葡萄糖水平。
胰高血糖素的另一個非常重要的功能是刺激糖原分解。糖原分解的啟用依賴於上一段中描述的相同級聯反應。當胰高血糖素與肝臟中的受體結合時，它會啟用腺苷酸環化酶，從而增加環狀 AMP。最終結果是啟用糖原磷酸化酶，該酶開始糖原分解過程，導致血糖水平升高。
胰高血糖素是一種重要的調節激素，對於我們正確調節體內葡萄糖含量至關重要。它由 29 個氨基酸組成，胰腺上的胰島被稱為內分泌細胞，負責合成和分泌這種激素。產生這種分子的特化細胞被稱為α細胞，但這裡也存在其他幾種細胞，包括產生胰高血糖素姊妹激素胰島素的β細胞。
雖然我們知道除了葡萄糖之外還有幾種分子對胰高血糖素的調節很重要，但其中許多確切的機制仍未完全清楚。例如，胰島素的存在會下調α細胞胰高血糖素的產生，但研究人員仍在研究這一過程的細節。其他已知調節胰高血糖素的分子包括生長抑素和 GLP-1。由於瞭解這些過程有可能進一步增強我們治療糖尿病等代謝疾病的能力，因此目前許多研究都集中在瞭解這些機制上。
已知有兩種情況會觸發胰高血糖素的分泌。第一種是氨基酸的血濃度升高。蛋白質豐富的膳食後持續存在，胰高血糖素被用來透過糖異生將多餘的氨基酸轉化為葡萄糖。值得注意的是，這是少數胰島素和胰高血糖素都活躍的情況之一，因為血液中高水平的氨基酸也會觸發其釋放。第二種胰高血糖素顯著增加的情況是在運動期間，儘管在最新的更新（2002 年）時，尚不清楚運動是刺激因素還是由於誘導的葡萄糖耗竭導致合成增加。
已發現人體餐後血漿葡萄糖濃度在生理上維持在 70 mg/dl [3.9 mmol/l] 至 110 mg/dl [6.1 mmol/l] 的範圍內。這是透過胰高血糖素升高葡萄糖水平和胰島素降低葡萄糖水平來實現的。然而，目前還沒有任何令人信服的證據表明胰高血糖素參與了餐後血漿葡萄糖濃度的維持。
胰島素和胰高血糖素聯合缺乏會導致血漿葡萄糖水平最初下降，但隨後會升高。這表明當胰高血糖素與胰島素協同作用時，胰高血糖素支援餐後血漿葡萄糖濃度。血漿葡萄糖濃度的變化也源於葡萄糖產生的變化，而不是葡萄糖利用的變化。此外，在胰島素和部分胰高血糖素缺乏以及僅部分缺乏胰高血糖素的情況下，葡萄糖出現率提高到高於葡萄糖消失率的程度。這種速率增加似乎甚至大於胰島素和胰高血糖素缺乏期間以及僅胰高血糖素缺乏時。這兩種情況都會導致更高的血漿葡萄糖濃度。
血漿葡萄糖水平的升高最終會隨著平臺而變化。這些平臺發生在餐後生理範圍內，以及在奧曲肽誘導的胰島素和胰高血糖素分泌抑制之後。已經確定，在短時間內，激素和其他因素參與了餐後葡萄糖水平的維持。然而，慢性胰島素和胰高血糖素缺乏症仍然是糖尿病的受害者。因此，胰島素已被證明有助於維持餐後血漿葡萄糖濃度，而高水平的胰高血糖素不需要導致糖尿病。
這些發現並沒有區分胰島素和胰高血糖素的個體作用。然而，慢性胰島素和胰高血糖素缺乏已被證明會導致高血糖，因此強烈表明胰島素是餐後葡萄糖水平的主要因素。
文章連結
http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/content/full/56/10/2442#SEC3
雖然許多美國人受到胰島素失衡（I 型和 II 型糖尿病[2]）的影響，但只有非常具體且非常罕見的情況表明胰高血糖素會導致人類疾病。
與胰高血糖素分泌過高或過低相關的疾病是不好的。α細胞癌（胰高血糖素瘤）是一種已知會導致胰高血糖素分泌過多的情況。這些腫瘤通常會導致消瘦綜合徵，有趣的是，還會導致皮疹和其他皮膚病變。[3]
高血糖發生在血糖水平過高時，通常超過11 mmol/L，並且最常發生在大量進餐後的一小時左右，尤其是在大量食用糖分後。高血糖症發生在血液中胰島素過少或很少情況下胰高血糖素過多時。由於胰高血糖素的調節相當可靠，因此當我們的身體感覺到血糖水平過高時，通常會阻止胰高血糖素過量。
1. glucagon.com
該網站位於：http://www.glucagon.com/index.html
此網頁不僅對胰高血糖素激素，而且對所有相關分子、通路、調節劑和與該分子相關的疾病進行了非常有用和翔實的描述。它包含了迄今為止已知關於胰高血糖素和相關分子的所有資訊的有效描述。由於該主題有大量的研究致力於它，該網站還提供了對主要文章的有用連結，其中大部分展示了與胰高血糖素和相關通路相關的最新發現。
胰高血糖素原 - 胰高血糖素的前體，也由胰島朗格漢斯小島的α細胞分泌。
前激素 - 作為實際激素前體產生的分子。
增生 - 器官或組織內細胞的過度增殖。
胞吐 - 細胞分泌含有所需分子或蛋白質的囊泡的過程。
多型性 - 種群中基因的多個等位基因。
本網站上的資訊與課堂上學習的主題極其相關。它充分解釋了參與調節血糖水平的因素，我們在本季度第 15 章中對此進行了詳細研究。然而，它不僅僅涉及胰島素和胰高血糖素的功能，還描述了其他參與或被認為參與這一重要代謝過程的機制和分子。
2. 胰島素和生長抑素抑制胰高血糖素與環境葡萄糖濃度的關係
該期刊全文可在以下網址免費獲取：http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=423975&blobtype=pdf
本文的主要目的是確定胰島素和生長抑素分子對胰高血糖素抑制的程度。儘管兩者都已知可以調節這種激素，但它們對胰高血糖素調節的確切影響尚未得到證實。
高胰高血糖素血癥 - 血液中胰高血糖素水平異常升高。
苯丙氨酸 - 存在於蘋果樹許多部位的二氫查耳酮，在實驗中用於在動物體內產生糖尿。
糖尿 - 由於腎臟排洩葡萄糖導致的滲透性利尿的異常情況。
利尿 - 腎臟尿液產生增加。
血糖正常 - 血液中葡萄糖濃度正常。
這是一篇重要且相關的文章，因為它深入探討了人體用來保持胰高血糖素水平調節的機制。這項研究對於進一步瞭解如何控制糖尿病和其他代謝途徑異常也至關重要。
3. 胰腺水提取物
該期刊全文可在以下網址免費獲取：http://www.jbc.org/cgi/reprint/58/1/337
如上所述的“發現”部分，這篇論文首次識別並命名了胰高血糖素化合物，使其與本文以及我們的課本都非常相關。在 1923 年發表時，研究人員試圖透過向胰腺中新增各種化合物來合成胰島素用於醫療目的。參與者包括兔子和狗，論文暗示了那個時代科學出版的困難。由於這篇論文使用了近一個世紀前的術語，並且論文的主要重點是胰島素而不是胰高血糖素，因此只包含與這篇華夏公益教科書條目相關的術語似乎是合理的。
胰高血糖素 - 一種表現出高度高血糖作用的物質。據報道，皮下注射給去胰腺犬後，血糖在 3 小時內顯著升高。
4. 科羅拉多州立大學生物醫學科學超文字
該網站位於：http://www.vivo.colostate.edu/hbooks/pathphys/endocrine/pancreas/glucagon.html
科羅拉多州立大學在 2000 年建立了一本關於內分泌胰腺的線上教科書，其努力與這篇華夏公益教科書類似。專注於處理胰高血糖素的頁面，本文列出了許多與生物化學相關的新的定義，並增強了閱讀體驗。如果影像可用，該來源提供了幾個簡單但有效的影像和圖表，這些影像和圖表不僅顯示了胰高血糖素的通路和功能，還顯示了胰島素的通路和功能。本文的“生理學”部分的多個位置都使用了此來源的資訊。
促胰液素 - 一種在結構上與胰高血糖素相似的激素，促胰液素在小腸中對酸的反應中釋放，並刺激胰腺和膽管釋放大量碳酸氫鹽鹼，從而中和酸。
腸高血糖素 - 胰高血糖素的前體，胰高血糖素原基因也可以在末端小腸和大腸中表達，在那裡它被切割成許多除胰高血糖素以外的多肽。也稱為腸高血糖素或胰高血糖素樣肽，這種加工胰高血糖素原的替代途徑發生在稱為 L 細胞的腸內分泌細胞中。
低血糖 - 在希臘語中，這個詞的字面意思是“血糖不足”，低血糖是血糖水平低於正常水平的術語。治療通常是口服或注射葡萄糖。
高血糖 - “血糖過高”，是低血糖的極性對立面，這是血糖水平高於正常水平的術語，通常用額外的胰島素治療。如華夏公益教科書條目中所述，這更有可能是由胰高血糖素水平異常引起的，即血液中胰高血糖素過多。
生長抑素 - Metabolomics/Hormones/Somatostatin 是本華夏公益教科書中討論的另一種激素，但確實在胰高血糖素中發揮作用，其中生長抑素已知在阻止所有胰腺激素分佈以調節內分泌系統時抑制胰高血糖素，
胰高血糖素瘤 - 胰腺α細胞癌，已知會導致胰高血糖素分泌過多。