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胰岛素是人体内一种极其重要的蛋白质激素,主要由胰腺中的β细胞分泌产生。它的主要功能是调节血糖水平,维持人体正常的糖代谢。胰岛素分子由两条多肽链组成,A链含有21个氨基酸,B链含有30个氨基酸,两条链通过二硫键相互连接,形成完整的胰岛素分子。
胰岛素的合成是一个复杂的生物化学过程,主要在胰腺的β细胞中进行。首先,在细胞核的指导下,内质网开始合成胰岛素原,这是胰岛素的前体分子。接着,信号肽被切除,胰岛素原进入内质网腔并发生正确的折叠。最后,通过酶的作用,C肽从胰岛素原中分离出来,产生具有生物活性的成熟胰岛素分子。
胰岛素的主要功能是调节血糖水平,维持人体血糖在正常范围内。当我们进餐后,血糖浓度会迅速升高,这会刺激胰腺β细胞分泌更多的胰岛素。胰岛素进入血液循环后,会促进全身细胞对葡萄糖的摄取和利用,同时促进肝脏和肌肉中糖原的合成,将多余的葡萄糖储存起来。通过这些机制,血糖水平逐渐下降并恢复到正常范围。
胰岛素在细胞水平的作用机制非常精细。首先,胰岛素与细胞膜上的胰岛素受体结合,引起受体构象变化。这种变化激活了受体内侧的酪氨酸激酶活性,启动细胞内的信号传导级联反应。信号通过多个蛋白质分子传递,最终激活GLUT4葡萄糖转运蛋白从细胞内的囊泡转位到细胞膜表面,大大增加细胞对葡萄糖的摄取能力。
胰岛素功能异常会导致糖尿病这一严重疾病。1型糖尿病是由于胰腺β细胞被自身免疫系统破坏,导致胰岛素绝对缺乏,患者必须依靠外源胰岛素治疗。2型糖尿病则主要表现为胰岛素抵抗,即细胞对胰岛素的敏感性下降,同时伴有相对的胰岛素分泌不足。无论哪种类型,都会导致血糖水平持续升高,需要通过胰岛素治疗来维持正常的血糖水平。