靶標解讀|胰島素Insulin

是一種由胰腺β細胞分泌的多肽類激素，作用于肝臟、肌肉和脂肪組織，在人體的糖代謝、脂肪代謝和蛋白質代謝過程中發揮著重要作用^[1]。

詳情介紹

結構

胰島素是一種由51個氨基酸組成的多肽激素，分為A鏈和B鏈，A鏈有21個氨基酸，B鏈有30個氨基酸，兩條鏈通過兩個二硫鍵連接在一起。這種結構使得胰島素具有特定的空間構象，從而能夠與細胞表面的受體特異性結合，發揮其生理作用^[2-4]。

來源

胰島是胰腺內的一些細胞團，其中β細胞占胰島細胞的大部分。當血糖升高時，β細胞被刺激，合成并釋放胰島素到血液中，以調節血糖水平^[1]。胰島素是最重要的合成代謝激素，它的合成和作用在其身體不同器官中受到巧妙的調節。從胰腺β細胞的產生開始，到肝細胞部分清除，然后在血管內皮的傳遞及其在大腦、肌肉纖維和脂肪細胞（主要作用部位）的作用，最后在腎臟中被降解，如下圖所示^[1-2]。

合成與分泌

胰島素的成熟途徑

在胰島β細胞的細胞核中胰島素基因的DNA序列被轉錄成mRNA；轉移到細胞質中的核糖體上，翻譯成前胰島素原（Preproinsulin）；當它通過內質網和高爾基體傳遞時，被進一步加工修飾，最終以六聚體胰島素/Zn²⁺晶體的形式儲存在成熟的分泌顆粒中^[5-6]。

葡萄糖和代謝信號刺激胰島素分泌

胰島素的釋放是由許多受體、通道、細胞內Ca²⁺儲存、代謝信號和細胞骨架元件等調節的。例如，血糖升高后葡萄糖通過葡萄糖轉運蛋白2（GLUT2）進入胰島β細胞，在胞內代謝產生的ATP會關閉膜上的ATP依賴性K⁺通道(KATP)，最終導致Ca²⁺通過依賴性Ca²⁺通道（VDCCs）進入，從而觸發由SNARE蛋白復合體介導的胞外分泌^[7-9]。

生理功能^[10-13]

調節糖代謝

胰島素能夠作用于細胞表面的葡萄糖轉運蛋白4（GLUT4），促進細胞攝取葡萄糖為細胞提供能量來源；在肝臟和肌肉細胞中，胰島素促進糖原的合成，將多余的葡萄糖以糖原的形式儲存起來，避免血糖過高；胰島素可以抑制肝臟中的糖異生過程，減少葡萄糖的生成，從而降低血糖。

調節脂肪代謝

胰島素能夠促進脂肪細胞將葡萄糖轉化為脂肪酸，并與甘油三酯結合形成脂肪儲存起來。同時，它還能抑制脂肪分解，減少脂肪酸的釋放到血液中，從而維持脂肪的儲存狀態。

調節蛋白質代謝

胰島素可以促進氨基酸進入細胞，并且激活細胞內蛋白質合成的相關酶系，從而促進蛋白質的合成，這對于維持人體正常的生長發育和組織修復非常重要；它也可以抑制細胞內蛋白質的分解，減少氨基酸的釋放，從而維持體內蛋白質的穩定。

臨床應用^[10-13]

治療糖尿病

1型糖尿病：1型糖尿病患者由于自身免疫等因素導致胰島β細胞破壞，胰島素分泌不足。因此，患者需要終身注射外源性胰島素來補充體內缺乏的胰島素，以控制血糖水平，防止酮癥酸中毒等急性并發癥的發生。

2型糖尿病：2型糖尿病患者在疾病早期主要是由于胰島素抵抗和胰島素分泌相對不足。隨著病情進展，胰島β細胞功能逐漸衰退，胰島素分泌不足。在這種情況下，也需要使用胰島素治療。

其他用途

還可用于糾正細胞內的鉀缺失。因為胰島素可以促進鉀離子進入細胞內，當患者出現高鉀血癥等情況時，可以結合胰島素和葡萄糖靜脈注射來降低血鉀水平。