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血糖稳态 编辑
中文名:血糖稳态
外文名:GlucoseHomeostasis
别名:葡萄糖稳态、葡糖稳态
定义:正常生理状态时,人体血糖水平稳定在3.9~5.6mmol/L(稳态平衡),以确保大脑、红细胞等依赖葡萄糖供能的细胞的正常生理功能
正常生理状态时,人体血糖水平稳定在3.9~5.6 mmol/L(稳态平衡),以确保大脑、红细胞等依赖葡萄糖供能的细胞的正常生理功能,这种状态称之为血糖稳态(Glucose Homeostasis)。
“稳态(Homeostasis)”这一生理学重要概念,最早于1926年被美国生理学家坎农(Walter B. CanNOn)提出,揭示了生命活动的正常进行有赖于内环境相对稳定的内在规律。稳态是一个动态的自我调节系统,涉及到各个系统、器官的协调工作,能够在面对不断变化的环境需求时保持生存能力。
血糖稳态调控系统
血糖稳态调控系统如同精密的温度调控系统,需要核心调糖靶器官(胰岛、肝脏、肠道等)精密协作、共同发挥作用,而核心靶器官的调节作用共同依赖于在葡萄糖激酶(GK)。血糖水平发生变化时,葡萄糖激酶GK感知葡萄糖水平变化并转换为各靶器官的调糖响应,从而维持血糖稳态。
人体血糖稳态平衡调控的感应和执行系统
机体摄取葡萄糖之后,胰岛β细胞感应到血糖浓度高于5 mmol·L-1阈值时,葡萄糖激酶(GK)被激活,启动胰岛素分泌,同时肠道L细胞分泌餐后肠促胰素(GLP-1),GLP-1促进胰岛β细胞分泌胰岛素,并抑制胰岛α细胞分泌胰高血糖素;肝脏葡萄糖激酶(GK)在血糖浓度升至10 mmol·L-1后也开始工作,启动肝糖原合成,把多余的葡萄糖储存起来。当血糖浓度低于4 mmol·L-1阈值时,GK活性迅速下降,启动胰高血糖素释放机制,促进肝糖原分解和葡萄糖输出,维持血糖平衡。
从机体稳态系统的视角看待糖尿病
稳态系统自主调节失常导致血糖失稳态是T2DM发病的基础。葡萄糖激酶GK的正常功能是稳态系统自主调节的关键,GK功能受损会导致核心调糖靶器官部分能力的缺失,甚至对血糖变化“视而不见”,机体会丧失控糖能力,从而产生胰岛素和胰高糖素分泌失常、葡萄糖利用能力降低、肝糖原合成受阻等糖代谢紊乱,表现为血糖稳态的严重失衡,包括HbA1c不达标、餐后血糖不达标、血糖波动大、低血糖频发等。
由于2型糖尿病患者的GK表达下降、活性降低造成了核心调糖靶器官的调控能力缺失,进一步导致稳态系统失常,血糖失稳态。针对GK活性进行调节,提高和改善其功能以重塑血糖稳态,已成为2型糖尿病新药研发的方向之一。
维持血糖稳态的生理意义
葡萄糖是人体细胞赖以生存的主要能量来源,经胃肠道摄取的葡萄糖由3类主要组织进行使用和储备,其中将近三分之一的葡萄糖被大脑和血红细胞等器官组织无条件使用,用以维护人体的核心生理功能,其余三分之二的葡萄糖的使用受胰岛素的调控,在肝脏、肌肉和脂肪系统中进行储备和使用,其中肝脏摄取了一半的葡萄糖。
葡萄糖是维持血糖稳态的生理基础,意义在于保证机体各重要脏器正常运转的基础:大脑依赖葡萄糖作为能量来源,葡萄糖不足或低血糖会导致大脑功能障碍、意识丧失,严重者甚至死亡。相反,持续的高血糖或糖尿病,会引起广泛的代谢紊乱,损害全身重要组织器官。如果不加以控制,就会出现心血管疾病、失明和肾功能衰竭等并发症。