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糖尿病:饮食、胰岛素和基因表达

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糖尿病:饮食、胰岛素和基因表达

发布日期:2018-12-24 作者: 点击:

胰岛素与糖尿病

一说到胰岛素,相信很多人都会联想到糖尿病。没错,因为胰岛素作为人体唯一降低血糖的蛋白质激素,对于糖尿病的治疗有很大的作用。那么,胰岛素在人体中是如何扮演控制血糖的“管家”呢?


胰岛素是什么?

简而言之,胰岛素是由“胰岛”中的“β细胞”分泌产生的一种蛋白质激素,是人体内唯一能降低血糖的激素,而能升高血糖的激素,在人体内有好几种。在正常情况下,血糖升高时,β细胞的胰岛素分泌增加,血糖下降,而后始终保持在一种相对恒定的水平上。

人体肝、脂肪、肌肉组织的细胞都含有一种特殊的蛋白质,叫“胰岛素受体”。它可以与血流中循环的胰岛素作用,同时将信息传递到细胞内部,影响基因表达调控

胰岛素受体与胰岛素的关系可比喻为锁与钥匙。胰岛素像一把钥匙,只有它才能使血液中的葡萄糖顺利进入各器官组织的细胞中,为人体提供能量。正常时,进餐后人体胰岛分泌胰岛素增多,而在空腹时分泌胰岛素会明显减少。因此正常人血糖浓度虽然随进餐有所波动,但在胰岛素的调节下,这种波动保持在一定的正常范围内,处于均衡状态。


“胰岛素控制不良”的后果?

如果缺少了胰岛素这把钥匙,或者是胰岛素受体这把锁生锈了,胰岛素这把钥匙就打不开胰岛素受体这把锁,或者是打开的锁不够多,就会使血中的葡萄糖无法敲开组织细胞的大门,无法进入细胞提供能量并转化为二氧化碳和水,一部分葡萄糖只好呆在门外,血糖因此会升高,引起糖尿病。

除了控制血糖水平,胰岛素还能与基因交流。胰岛素增加不但可把过多的葡萄糖转化为脂肪,还可抑制胰高血糖素(GLP-1)和生长激素(GH)相关基因的表达。而胰高血糖素是与胰岛素对抗的激素,是由胰腺A细胞分泌的一种激素,它主要是促进糖原的分解,糖异生,防止血糖过低。

高胰岛素的状态欺骗了我们的基因,机体代谢就会从“能量代谢”状态转变为“热量贮藏”状态,即机体把热量贮存为脂肪,而不是作为能量的来源有效地利用它。这种现象被称为”关闭性代谢”。胰岛素控制不良的人,更加喜欢高热量的甜食,他们虽然不停地吃,但机体却不知道如何从食物热量中获取代谢能量,他们会经常感到劳累、疲乏,一幅能量不足的样子。而那些以脂肪形式贮藏起来的能量,却无法使用。这种恶性循环,使得机体脂肪不断增加。于是他们发胖,血压和血脂水平也处于临界状态。

此外还有一个重要因素就是自由基的增多,特别是活性氧族(ROS)对胰岛素功能也有重要的调节作用。ROS本身为胰岛素抵抗的触发点,过量的ROS出现在线粒体内可破坏线粒体,影响能量的合成。身体中的PPARG基因,可以编码一种叫做过氧化物酶增殖体受体的蛋白,其作用就在于减少细胞中的活性氧,提供机体对胰岛素的敏感性,目前常用的格列酮类降糖药物就是针对这个机理所开发的。

基因表达定量

如何控制胰岛素?

有些人认为,所有与糖尿病有关的问题都可以通过规律地给糖尿病患者注射胰岛素来得到缓解。如果糖尿病是由于KCNQ1、SLC30A8这些基因突变所导致的胰岛素分泌减少或者活性降低所引起,那么这种说法是正确的。

但实际上,很多成年型糖尿病患者并不是因为胰岛素太少,而是他们机体对自己产生的胰岛素不敏感。这种现象称为胰岛素抵抗。给这些患者注射胰岛素不仅不能解决问题,实际上可能使情况更糟。这是因为,胰岛素抵抗是因为细胞对胰岛素信息不敏感,不能产生有效的应答,而不受控制的血糖,却在刺激着胰腺分泌越来越多的胰岛素。当血液中的胰岛素水平很高时,反而会影响基因的表达,改变细胞效应,产生我们前面提到的“关闭性代谢”现象。

由于胰岛素抵抗,细胞无法正确使用血糖,一方面是血液中糖分与胰岛素的大量累积,一方面是机体由于饥饿而不停地摄取热量,然后转化为脂肪贮存起来,而随着机体脂肪的增加,胰岛素抵抗也愈发严重。

想要恢复细胞对胰岛素的敏感性和基因的正常功能。调节饮食和锻炼是重要、可行的途径。但是由于每个人的遗传特异性的存在,饮食和运动的调节也要因人而异。对于有碳水化合物敏感和胰岛素耐受的人来说,关注膳食中的碳水化合物的种类和数量尤为重要。我们不仅要考虑食物的构成,还要考虑它们是如何与我们的基因交谈,如何改变基因表达定量的。

由于糖尿病是由多种基因决定的一种复杂疾病,要从遗传和环境两面进行科学分析和评估,才能更精准地预防和控制。


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关键词:基因表达定量,基因表达,基因表达调控

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