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【摘 要】糖尿病是一种发病机制复杂的多因素疾病,与多种危险因子包括肥胖、高血压、血脂紊乱和动脉粥样硬化有关,其中胰岛素抵抗是其病理发生的重要原因.葡萄糖转运蛋白4(GLUT-4)、甘丙肽(GAL)是与胰岛素抵抗有着密切关系的两个因子.通过比较GLUT-4与GAL各种条件下的变化,为糖尿病新药的研发提供参考.

【关 键 词】葡萄糖转运蛋白4、甘丙肽、糖尿病、胰岛素抵抗

【中国分类号】R587【文献标识码】A【文章编号】1044-5511(2012)02-0437-01

1.甘丙肽

甘丙肽是1983年发现的由29个氨基酸残基组成的多肽,其N和C端分别为甘氨酸和丙氨酸残基,它广泛分布于中枢和外周神经系统内.此外,GAL具有多种生物学活性如促进摄食、抑制和影响胃肠蠕动,抑制葡萄糖介导的胰岛素释放,还可提高垂体生长激素、催乳素、促黄体生成激素释放等生理功能.目前已经克隆了3种甘丙肽受体,分别是GalR1、GalR2和GalR3,这3种甘丙肽受体都具有7个跨膜片段,其糖基化的N端位于膜外,C端位于膜内.另外,胞外区和中保守的半胱氨酸可能形成双硫键,胞内环和C端还有保守的磷酸化位点.由于GalR1受体的弱激动剂M40可以抑制由葡萄糖诱导的胰岛素释放,推测甘丙肽对胰岛素释放和糖平衡的调节是通过GalR1受体介导的.药理学的研究结果表明,GalR3受体的功能偶联与GalR1受体类似,因此,GalR3受体还可能参与对胰岛素释放和糖平衡的调节.

2.葡萄糖转运蛋白4

GLUT-4是一种糖蛋白,由509个氨基酸组成,分子量约48000,在静息状态下,绝大部分GLUT-4位于细胞内的各种细胞器,包括微粒体、高尔基体和肌丝网的膜上,甚至认为细胞内存在对胰岛素敏感的富含GLUT-4的特异性囊泡样膜结构,小部分的GLUT-4位于细胞膜上,在葡萄糖转运蛋白基因家族中,GLUT-4蛋白由于主要分布在肌肉和脂肪组织中,且受胰岛素作用的调节,因此被称为胰岛素调节的葡萄糖转运蛋白.GLUT-4介导骨骼肌、心脏、白色脂肪细胞和棕色脂肪细胞中由胰岛素刺激引起的葡萄糖转运.GLUT-4间或地出现于细胞膜表面和细胞内的储存性小室.胰岛素通过减少摄入细胞内的GLUT-4的量,增加细胞膜表面的GLUT-4的分泌达到提高细胞膜上GLUT-4水平的目的.由此可见在血液中胰岛素含量增高时细胞膜上GLUTs的含量增多使得葡萄糖的转运加强,从而降低血糖浓度.


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3.甘丙肽与胰岛素抵抗

Ahen[1]最近发现,在GAL基因敲除的小鼠,胰岛素降低血糖的作用显著下降"这说明,GAL一方面抑制胰岛素分泌而升高血糖,另一方面在一定条件下可增加骨骼肌对葡萄糖的转运而降低血糖"我们觉得这个可以说明,在Legakis研究的2型糖尿病患者中,他们的血浆中的GAL浓度有明显的升高可以把这看作是自身的一种自我调节.

既然运动可以使血浆GAL浓度明显升高,而缺少GAL时胰岛素降低血糖的作用明显下降.但Milotm[2]等人发现,游泳后大鼠血浆GAL浓度的提高只在注射了葡萄糖大鼠中有所体现,他把大鼠分为4组,安静组分别注射D-葡萄糖和生理盐水,运动组分别注射D-葡萄糖和生理盐水,对运动组进行30min的游泳,结果发现注射了葡萄糖大鼠血浆GAL浓度升高,但਷

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9;血浆胰岛素在游泳后下降“这与我们所提到的GAL抑制胰岛素分泌相吻合”这个结论也说明,在运动中,葡萄糖是诱导GAL释放所必须的"那么通过运动增加血浆GAL浓度对糖尿病患者还是有一定的好处的.

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4.甘丙肽与糖尿病

糖尿病有2种:1型糖尿病和2型糖尿病.目前,人类中的大多数糖尿病都是2型糖尿病,2型糖尿病的发生,在国外占整个糖尿病患者的85%~95%,而国内可能在98%以上.

Legakis研究表明[3],GAL的代谢紊乱可能容易导致2型糖尿病,具体机制还不清楚.胰岛素抵抗是产生2型糖尿病的主要原因,主要是脂肪细胞和骨骼肌细胞内胰岛素信号通路障碍致葡萄糖转运蛋白GLUT-4转位障碍.GLUT-4在不运动和无胰岛素时存在于细胞内囊泡中,运动和加胰岛素后GLUT-4转到细胞膜表面,如果这一转运过程不足或GLUT-4基因变异则引起胰岛素抵抗,导致高血糖症和肥胖.对大多数哺乳类动物,GAL抑制胰岛素分泌,降低胰腺对葡萄糖的反应,以及抑制葡萄糖、胰高血糖素等引起的胰岛素分泌,导致高血糖.但是,GAL抑制胰岛素分泌而升高血糖的这种作用在人类未得到体现[4].Legakis把2型糖尿病患者的胰岛素与健康组的做了比较,发现2型糖尿病患者的胰岛素浓度升高.

5.小结

从以上分析可以看出,甘丙肽、GLUT-4与运动、胰岛素抵抗、糖尿病之间存在成的关系.GAL可以提高骨骼肌细胞对胰岛素的敏感性,缺少GAL时胰岛素降低血糖的作用明显下降,而糖尿病大鼠胰岛中GAL免疫反应细胞数量显著减少,可导致骨骼肌胞膜上GLUT-4的数量下降,葡萄糖跨膜转运减少,这是胰岛素产生抵抗的原因之一.而胰岛素抵抗是二型糖尿病产生的主要原因.可以推测甘丙肽对GLUT-4有某种调控作用,以上都需要通过试验进行验证.可以通过试剂盒对其进行定量分析,通过荧光标记、电子显微镜进行立体分析,这将是糖尿病研究的一个突破.

参考文献

[1]AhrenB,PaciniG,WynickP,etal.Loss-of-functionmutationofthegalaningeneisassociatedwithperturbedisletfunctioninmice[J].Endocrinology,2004,145(7):3190-3196.

[2]MilotM,TrudeauF.PlasmagalaninimmunoreactivityintheratAfterswimming[J].PhysiolBehav,1997,62(4):697-700.

[3]LegakisIN.Theroleofgalanininmetabolicdisordersleadingtotype2diabetesmellitus[J].DrugNewsPerspect,2005,18(3):173-177.

[4]IoannisLegakis.Timosmantzouridistheodorosmountokalakispositivecorrelationofgalaninwithglucoseintypediabetes[J].DiabetesCare,2005,28:759-760.

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