胰島素是由胰腺內的胰島β細胞合成并分泌的一種蛋白質激素,其主要生理功能是調節(jié)機體血糖水平。
胰島素的分泌是一個復雜且精密的生理過程,主要受到血糖水平的直接調控。當人體進食后,食物中的碳水化合物經過消化分解為葡萄糖,葡萄糖被吸收入血,導致血糖濃度升高。升高的血糖通過血液循環(huán)到達胰腺,直接作用于胰島β細胞表面或內部的葡萄糖感受器。胰島β細胞感知到血糖升高后,細胞內的葡萄糖代謝活動增強,產生更多的三磷酸腺苷。細胞內三磷酸腺苷水平的升高,會關閉細胞膜上對三磷酸腺苷敏感的鉀離子通道,導致細胞膜去極化。膜電位的改變會激活電壓依賴性的鈣離子通道,促使細胞外的鈣離子內流。細胞內鈣離子濃度的顯著升高,作為關鍵的觸發(fā)信號,促使預先合成并儲存在β細胞分泌顆粒內的胰島素,通過胞吐作用釋放到細胞外,進入血液循環(huán)。這種由血糖升高直接觸發(fā)的胰島素分泌,被稱為葡萄糖刺激的胰島素分泌,是機體維持血糖穩(wěn)態(tài)的核心機制。
除了血糖的直接刺激,胰島素的分泌還受到神經和體液因素的綜合調節(jié)。在進食前,食物的視覺、嗅覺或味道信號,可通過迷走神經興奮,促進胰島素的少量基礎分泌,為即將到來的血糖升高做好準備,這被稱為頭期胰島素分泌。進食后,胃腸道在消化食物時會分泌多種腸促胰素,例如胰高血糖素樣肽-1和葡萄糖依賴性促胰島素多肽。這些激素通過血液循環(huán)作用于胰島β細胞,能夠顯著增強葡萄糖刺激的胰島素分泌,使得餐后胰島素分泌更為高效和充分,這一過程被稱為腸促胰素效應。血液中一些氨基酸、游離脂肪酸以及某些激素如生長激素,也能在一定條件下促進胰島素分泌。相反,當血糖水平下降時,胰島α細胞會分泌胰高血糖素,同時交感神經興奮,腎上腺素等激素釋放增多,這些因素會抑制胰島素的分泌,促進肝糖原分解,以防止血糖過低。這種精密的雙向調節(jié)網絡,確保了胰島素分泌能夠靈敏、準確地響應機體能量代謝的需求變化。
胰島素的分泌模式包括基礎分泌和餐后脈沖式分泌。基礎分泌是指在非進食狀態(tài)下,胰島β細胞持續(xù)、低頻、小量地釋放胰島素,以維持空腹狀態(tài)下基礎血糖的穩(wěn)定。餐后脈沖式分泌則是指在進食后,血糖快速升高,胰島β細胞會迅速、大量地釋放胰島素,形成分泌高峰,以有效促進組織對葡萄糖的攝取和利用,并抑制肝糖原分解,從而將餐后血糖控制在正常范圍。這種脈沖式的分泌模式對于維持血糖穩(wěn)定至關重要。胰島β細胞的功能和數量,以及上述復雜的調節(jié)通路任何一環(huán)出現異常,都可能導致胰島素分泌不足或分泌模式紊亂,進而引發(fā)血糖調節(jié)失衡,這是糖尿病發(fā)生的重要病理生理基礎之一。
維持胰島素正常分泌功能與健康的生活方式密不可分。保持均衡飲食,避免長期攝入高糖、高脂食物,可以減輕胰島β細胞的代謝負擔。規(guī)律進行有氧運動,如快走、慢跑、游泳等,有助于提高機體對胰島素的敏感性,間接優(yōu)化胰島素分泌需求。維持健康體重,避免腹部肥胖,對于預防胰島素抵抗和保護β細胞功能有積極作用。保證充足睡眠,管理好精神壓力,因為長期睡眠不足和慢性應激狀態(tài)可能通過影響神經內分泌系統(tǒng)而干擾胰島素分泌節(jié)律。定期進行健康體檢,關注空腹血糖和餐后血糖水平,有助于及早發(fā)現糖代謝異常的跡象。若已存在血糖問題,應在醫(yī)生指導下進行規(guī)范管理,包括飲食控制、運動治療,必要時使用藥物,以盡可能保護殘存的胰島β細胞功能。