長(zhǎng)期肥胖易誘發(fā)胰島素抵抗(即靶細(xì)胞對(duì)胰島素不敏感,而無(wú)法有效降血糖),進(jìn)而增加2型糖尿病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。胰島素抵抗產(chǎn)生的分子機(jī)制已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
(1)人體內(nèi)有多種激素參與血糖調(diào)節(jié)。胰島素是唯一能夠降低血糖濃度的激素,而能夠提高血糖濃度的相關(guān)激素有
胰高血糖素、腎上腺素、甲狀腺激素和糖皮質(zhì)激素
胰高血糖素、腎上腺素、甲狀腺激素和糖皮質(zhì)激素
等。
(2)圖1顯示,當(dāng)胰島素與靶細(xì)胞膜上的受體特異性結(jié)合后,受體胞內(nèi)部分的相關(guān)位點(diǎn)發(fā)生磷酸化水平的改變,進(jìn)而激活胞內(nèi)信號(hào)通路,實(shí)現(xiàn)降血糖效應(yīng)。據(jù)圖1分析,下列哪些情況可能會(huì)引起胰島素抵抗 BCD
BCD
(填選項(xiàng))。
A.胰島素分泌不足
B.胰島素受體異常
C.GLUT4合成受阻
D.含GLUT4的囊泡與膜融合受阻
(3)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的酶D催化甘油二酯合成甘油三酯(脂肪)。研究表明其與肥胖產(chǎn)生的胰島素抵抗有關(guān)。研究者利用酶D含量降低50%的突變小鼠A并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)一,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 正常飲食條件下,兩組小鼠的相關(guān)指標(biāo)
實(shí)驗(yàn)一 |
實(shí)驗(yàn)小鼠 |
Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平 |
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平 |
高胰島素環(huán)境干細(xì)胞吸糖率 |
對(duì)照組 |
正常小鼠 |
a |
b |
78% |
實(shí)驗(yàn)組 |
突變小鼠A |
0.4a |
1.7b |
30% |
結(jié)果表明,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的甘油二酯積累可導(dǎo)致
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高
,進(jìn)而使胰島素受體活性降低,誘發(fā)胰島素抵抗。
(4)資料顯示,細(xì)胞膜上的酶P可改變胰島素受體胞內(nèi)部分的磷酸化水平,而改變其活性。研究者利用酶P含量降低70%的突變小鼠B進(jìn)行實(shí)驗(yàn)二,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 高脂飲食條件下,檢測(cè)兩組小鼠的相關(guān)指標(biāo)
實(shí)驗(yàn)二 |
實(shí)驗(yàn)小鼠 |
Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平 |
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平 |
高胰島素環(huán)境干細(xì)胞吸糖率 |
對(duì)照組 |
正常小鼠 |
a1 |
b1 |
18% |
實(shí)驗(yàn)組 |
突變小鼠B |
3.2a1 |
0.1b1 |
60% |
①與對(duì)照組相比,突變鼠B胰島素抵抗癥狀不明顯的原因可能是
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平下降,胰島素受體活性變化不大,且Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高明顯,細(xì)胞膜上的GLUT4數(shù)量有所增加,因而表現(xiàn)胰島素抵抗不明顯
T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平下降,胰島素受體活性變化不大,且Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高明顯,細(xì)胞膜上的GLUT4數(shù)量有所增加,因而表現(xiàn)胰島素抵抗不明顯
。
②結(jié)合(3)推測(cè),a與a
1,b與b
1的大小關(guān)系為
a>a1 b<b1
a>a1 b<b1
。
(5)研究者進(jìn)一步探究了甘油二酯與酶P誘發(fā)胰島素抵抗的關(guān)系。
①利用酶D和酶P含量都降低的雙突變鼠C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。正常飲食條件下,檢測(cè)其高胰島素環(huán)境肝細(xì)胞吸糖率與實(shí)驗(yàn)二中
對(duì)照
對(duì)照
組接近,說(shuō)明甘油二酯通過(guò)酶P誘發(fā)胰島素抵抗。
②分別提取實(shí)驗(yàn)一兩組小鼠肝細(xì)胞,通過(guò)蛋白質(zhì)電泳檢測(cè)細(xì)胞不同部位酶P的含量(電泳條帶顏色越深,蛋白質(zhì)含量越高),結(jié)果如圖2。根據(jù)電泳結(jié)果推測(cè),甘油二酯可以
通過(guò)增加細(xì)胞膜上酶P的含量來(lái)誘發(fā)胰島素抵抗
通過(guò)增加細(xì)胞膜上酶P的含量來(lái)誘發(fā)胰島素抵抗
。
(6)綜合以上研究得出,長(zhǎng)期肥胖會(huì)使甘油二酯積累,
通過(guò)增加細(xì)胞膜上酶P的含量,同時(shí)使細(xì)胞中Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平下降、T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高,最終誘發(fā)胰島素抵抗
通過(guò)增加細(xì)胞膜上酶P的含量,同時(shí)使細(xì)胞中Y位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平下降、T位點(diǎn)磷酸化相對(duì)水平升高,最終誘發(fā)胰島素抵抗
最終誘發(fā)胰島素抵抗。