糖尿病的前世今生来世：胰岛素是如何工作的？

糖尿病的前世今生来世：胰岛素是如何工作的？减压阀的工作原理——胰岛素是如何工作的？区区一个限压阀，工作起来也没有想象的那么简单。还是拿高压锅的限压阀为例来说明问题吧。我们知道，高压锅限压阀的减压效果本质上是两个功能的结合：首先，阀门要有能力判断锅内气压水平是否已经超过允许值;其次，在气压水平超过允许值之后应该有相应的减压机制。这两个功能实现起来倒是也相当简便：锅内的空气通过一根很细的管子通往锅外，而限压阀压在管子出口处封闭空气的流出。只有当锅内气体压力过大时才会顶起限压阀排出气体。限压阀的重量设定是经过了精密的计算，以保证只有锅内气体的压力超过一个预先设置的允许范围时，才会导致限压阀被顶起。因此，这套简单的机械构造具备了任何自动减压系统都必须具备的两个要素：限压阀的重量起到了实时监测压力的功能;而限压阀被顶起则起到了迅速减小压力的功能。以小见大，我们身体中的胰岛素系统，虽然要比区区一个高压锅复杂和精密许多许多倍，其基本的工作原理还是类似的。首先，我们需要一个血糖实时监测系统，告诉我们的身体血液里的葡萄糖水平究竟怎么样了。然后我们还需要一个快速反应系统，在血糖水平太高的时候，起到迅速降低血糖的作用。先说这个血糖实时监测系统吧。这套系统简单来说，就是靠调节胰岛素的分泌来实现的。当血糖水平太高时，葡萄糖分子能够透过一个名为GLUT2的葡萄糖转运蛋白跨过细胞膜进入贝塔细胞内，并迅速用于产生ATP能量分子，进而引发一系列的化学反应，最终导致胰岛素的大量释放。这套高血糖à胰岛素分泌的系统恰似高压锅压在排气管道上的限压阀铁块，可以非常灵敏的监测到血糖水平的异常升高。之后呢，血糖快速降低的机制随之被启动。血液中的胰岛素分子会随着血液循环扩散到全身各个地方，当它们接近那些负责存储葡萄糖的肌肉和肝脏细胞时，会识别出这些细胞表面的胰岛素受体蛋白，从而激活这些细胞内一系列的化学反应。一个重要的结果就是，这些细胞通过另一个葡萄糖转运蛋白GLUT4为葡萄糖进入大开方便之门，将血液中的大量葡萄糖纳入其中并转换成糖原存储起来，从而很快降低了血液中葡萄糖的水平。读者们可以看到，这套胰岛素分泌à糖原合成的系统正恰似高压锅的排气系统，可以非常高效的降低过高的血糖水平。那么这套看起来如此精密、万无一失的调节系统，又是怎么和糖尿病这种如感冒一样常见的疾病扯上关系的?作者：王立铭浙江大学生命科学研究院教授、研究员原标题：《糖尿病：过去、现在和未来(一)：从血糖和胰岛素说起》责任编辑：糖小护