糖尿病是临床以高血糖为主要特征的慢性病。虽然各种教科书上都在说,人类对于糖尿病的病因和发病机制尚未明了,但是并不妨碍科学家们在降糖事业上孜孜不倦地上下求索。
市面上也出现了形形色色的降糖药。除去因为厂家不同、商品名称不同外,这些降糖药的剂型也可以分为好多种,如胰岛素注射剂、二甲双胍片、格列本脲等等。他们就像军队的士兵一样,一旦人体的血糖水平出现异常波动,它们就奔赴一线,履行稳定血糖水平的使命,保护人体健康。那么,降糖的机制是怎么一回事呢?
1.体内血糖转化的过程
在人体将淀粉或者蔗糖分解为葡萄糖后进入血液中,血液中游离的葡萄糖就成为血糖。一方面肌肉、脂肪组织内的细胞会摄入游离的葡萄糖转化为能量,另一方面葡萄糖在肝脏内先是被各种酶催化发生酵解和氧化,然后被肝脏内的葡萄糖激酶转化为6-磷酸葡萄糖也逐渐被消耗掉。与此同时,一部分富余的葡萄糖转化为糖原暂时储存在肌肉、肝脏和其他组织内,就像粮仓贮存剩余的粮食一样。
正常情况下,当人体内血糖较低时,主要通过胰腺α细胞分泌胰高血糖素将储存的糖原分解(或称糖异生)成游离的葡萄糖,血糖升高,血液将葡萄糖输送到需要的地方去;当人体血糖较高时,胰腺β细胞分泌胰岛素促进游离态葡萄糖进入细胞内转化为糖原储存,从而降低血糖。它们是两个动态且方向相反的过程。
2.降血糖的过程
那么胰岛素告知细胞要吸收葡萄糖的呢?胰岛素作为一种激素,在调节血糖过程至少有3个过程,它们分别是:激素与受体的相互识别与结合;激素受体复合物的信号转导;转导信号进一步引起的生物效应。打一个比方,在某个朝代,短时间内,当无家可归的流民漫天遍野出现(血糖升高)时,胰岛素就像一个个信使(第一信使),被王庭(胰腺)派遣,携带着接收流民(降糖)的指令马不停蹄奔赴每一座细胞“城池”,每个“城池”内有且只有一个接头驿站(特异性受体)。在驿站中,有好多接头人(第二信使),迅速将信使的指令传达到“城池”的各个城门,然后城门开门放入流民。最终流落在城外的流民少了,血糖也就降下来了。
上面的比方是基于“第二信使学说”展开来的。学说认为,一些激素分子体积大,所以不能进入细胞内,只能在细胞表面与特异性受体结合,通过G蛋白将信号转导给腺苷酸环化酶,后者将不稳定的高能化合物ATP转变为cAMP,使其具备第二信使功能,继而激活了细胞内的蛋白激酶系统,最后蛋白质磷酸化,从而引起细胞特有的生理反应。
模拟葡萄糖进入细胞示意图 图片来自网络
在体内血糖转化和血糖降低过程中的每个环节如果出现问题,都可能会造成血糖紊乱,导致糖尿病。各种各样的降糖药就是通过作用各个环节,最终起到维稳作用。
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