线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
谷氨酰胺能系统与胰腺分泌功能调节
谷氨酰胺能系统与胰腺分泌功能调节陈立强王洋洋梁洁玲杜榴恩梁结玲李海珠肇庆市第一人民医院广东肇庆526040【摘要】谷氨酸是哺乳类动物中枢神经系统的主要神经递质，谷氨酸的转运与储存过程中需要利用电化学离子梯度提供动力和ATP依赖的囊泡膜谷氨酸转运体（vesicular glutamate transporter，VGLUT1-3）参与，3种类型的VGLUT在谷氨酸的转运过程中发挥着重要作用。
研究表明谷氨酸转运体和谷氨酸受体均存在于胰腺组织中，以谷氨酸为主要信号传导分子的胰腺分泌系统称为谷氨酰胺能系统，胰腺组织中谷氨酸信号的传递与胰腺分泌功能密切相关。
对此，现主要对近期谷氨酰胺能系统在胰腺组织分泌功能调节分子机制的研究进展进行综述。
【关键词】谷氨酸；囊泡膜谷氨酸转运体；谷氨酸受体；分泌信号Glutamatergic system and the secretion function of pancreatic tissue CHEN Li-qiang; W ANG Yang-yang; LIANG Jie-ling; Du Liu-en; LIANG Jie-ling; LI Hai-zhuThe First People＇s Hospital of Zhaoqing 526040，Zhaoqing GuangdongGlutamate is the major excitatory neurotransmitter in the mammalian central nervous system, packaging and storage of glutamate into glutamatergic neuronal vesicles require ATP-dependent vesicular glutamate systems, which utilize the electrochemical proton Gradient as adriving force. Three vesicular glutamate transporters(VGLUT1-3) play a key role to transport glutamate. Recently, it has been demonstrated that the glutamate receptors and VGLUTs are also functional in pancreatic tissue, Glutamate signaling in pancreatic tissue has been widely accepted of glutamatergic system. The glutamate signaling in pancreatic tissue may have significant relevance to the secretion function of pancreatic tissue. This review will focus on the most recent update of molecular physiology of glutamatergic system in pancreatic tissue.[key word] glutamate; vesicular glutamate transporter; glutamate receptor; glutamate signaling糖尿病是一种常见的内分泌代谢疾病，以糖尿病为主体的内分泌、营养和代谢类疾病的死亡率在2008年我国大城市居民主要疾病死亡率中排第6位，所以对于糖尿病病因学的研究对提高我国人民的健康水平有非常重要的意义。
【高中生物】“胰岛素”知识梳理
【高中生物】“胰岛素”知识梳理一、知识体系二、知识解析（一）胰岛素的结构：胰岛素是由51个氨基酸组成的蛋白质，含有2条肽链，氨基酸的连接方式是脱水缩合，这其间要失去49分子的水，形成49个肽键；胰岛素分子中至少含有2个－COOH和2个－NH2；若一个氨基酸的平均分子量是128，那么胰岛素的分子量大约是5646。
（二）胰岛素的合成及分泌：1．胰岛素是分泌蛋白，其合成是在胰岛B细胞中的核糖体上进行的，与其合成及分泌相关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体（注意掌握各细胞器所起的作用）；其合成及分泌的途径是：核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜→胞外；该物质出入细胞的方式为外排作用。
2．控制胰岛素合成的基因是真核细胞基因，其结构包括编码区和非编码区，非编码区对编码区的表达起调控作用，编码区包括内含子和外显子。
3．基因控制胰岛素的合成包括转录和翻译过程。
在控制胰岛素合成的基因中，至少含有306个脱氧核苷酸；该过程中约需要51个tRNA，mRNA中大约有153个核糖核苷酸、51个密码子。
4．人体内合成胰岛素所需要的原料－氨基酸的来源途径有：肠道吸收、自身蛋白质的分解、氨基转换作用（其它物质的转变）等。
（三）胰岛素的作用及异常：1．胰岛素的生理作用是：调节糖类代谢，降低血糖含量，促进血糖合成为糖元，抑制非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量降低。
在血糖平衡调节中，胰岛素的分泌会抑制胰高血糖素的分泌，这两种激素间的关系表现为拮抗作用；当人饥饿时，胰岛素的分泌量会减少。
2．如果一个人持续性高血糖和糖尿，可能的原因是肾功能发生障碍或患糖尿病。
如果是前者，原因是由于肾小管不能有效地将葡萄糖重吸收回血液，他的尿中就会出现葡萄糖，该吸收方式为主动运输；如果是后者，其病因是胰岛B细胞受损，导致胰岛素分泌量过少，从而促进肝糖元的分解，促进非糖物质的转化，使葡萄糖进入组织细胞和在细胞内氧化利用发生障碍，从而导致血糖含量高于160～180mg／dL。
氨基酸代谢和信号传导研究
氨基酸代谢和信号传导研究一、氨基酸代谢概述氨基酸是构成蛋白质的基本单元，同时还是人体内复杂代谢网络中重要的氮源。
氨基酸代谢过程包括氨基酸的合成、降解和转化。
氨基酸的合成主要在细胞质内进行，存在多个代谢通路。
氨基酸降解主要在线粒体中进行，通过多个代谢通路将氨基酸转化为能量或者其他代谢产物。
氨基酸代谢紧密联系着人体内的氮代谢和碳代谢过程。
二、氨基酸代谢通路1.谷氨酸-丙氨酸循环（TCA循环）谷氨酸-丙氨酸循环是氨基酸代谢中最重要的通路之一。
该通路将氨基酸转变为谷氨酸和丙氨酸，并进一步将其转化为脱氢酸或者柠檬酸，最终进入TCA循环。
该循环被认为在肝脏、肾脏和肌肉组织中相对活跃。
2.尿素循环尿素循环是氨基酸代谢的主要通路之一。
该通路将体内的氨基酸转化为尿素，并排出体外。
尿素循环主要发生在肝脏中。
3.甲硫氨酸代谢通路甲硫氨酸代谢通路将氨基酸转化为胱氨酸。
其中，甲硫氨酸参与了多种代谢途径，例如与半胱氨酸结合合成出前体分子半胱氨酸，或者是通过转化为硫胺素从而参与代谢过程。
三、氨基酸代谢和信号传导的联系最近的研究表明，氨基酸代谢和信号传导之间可能存在着密切的联系，因为多种氨基酸被证明可以在细胞内作为信号分子起到调控代谢和生长的作用。
例如：1.谷氨酸和谷氨酸代谢产物-γ-氨基丁酸（GABA）可以参与多种神经元活动的调控，包括抑制神经元的活动。
2.精氨酸是一种重要的信号分子，可以调控胰岛素分泌和细胞凋亡等生理过程。
3.组氨酸是参与多种炎症反应的重要信号分子。
综上所述，氨基酸代谢和信号传导之间存在密切的联系，这其中的机制和细节还需要更深入的研究来揭示。
四、结论综上所述，氨基酸代谢是一个非常复杂的生物过程，涉及多个代谢通路和信号传导途径。
通过对氨基酸代谢和信号传导的研究，我们可以更深入地了解身体内氮代谢和碳代谢的机制，也可以为临床医学和生物医药领域的发展提供新的思路和方法。
大学细胞生物学考试(习题卷53)
大学细胞生物学考试(习题卷53)第1部分：单项选择题，共88题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。
1.[单选题]细胞变形足(1amellipodia)的运动主要是通过什么所引起( )A)微管的动态变化B)肌动蛋白的装卸C)肌球蛋白丝的滑动D)微绒毛的伸缩答案:B解析:2.[单选题]下列有关线粒体的结构描述，不正确的是（ ）A)线粒体是由双层单位膜套叠而成的封闭性膜囊结构B)线粒体内膜上有大量向内腔突起的折叠，形成嵴C)电镜下可观察到线粒体内、外膜上存在相互接触的地方，即转位接触点D)线粒体内膜的外表面附着许多突出的颗粒，即基粒答案:D解析:3.[单选题]关于钙泵的描述不正确的是（ ）A)主要存在于线粒体膜、内质网膜和质膜上B)本质是一种钙ATP酶C)质膜上钙泵的作用是将钙离子泵出细胞D)内质网膜上的钙泵的作用是将钙离子泵入细胞答案:D解析:4.[单选题]只有肌动蛋白（无肌球蛋白）的情况下，可以发生的细胞运动是( )A)骨骼肌收缩B)胞质分裂C)卵细胞受精前的顶体反应D)无（所有涉及肌动蛋白的运动都需要肌球蛋白）答案:C解析:5.[单选题]下列哪个因素可使细胞膜流动性增加：A)降低温度B)增加不饱和脂肪酸的含量C)增加鞘磷脂的含量D)增加脂肪酸链的长度答案:B解析:6.[单选题]细胞凋亡与细胞死亡最主要的区别是（ ）A)细胞核肿胀B)内质网扩张C)细胞变形D)炎症反应答案:D解析:7.[单选题]核质比相对较大的细胞是（ ）A)脂肪细胞B)肌肉细胞C)干细胞D)肥大细胞答案:C解析:8.[单选题]广义的核骨架包括（ ）A)核基质B)核基质、核孔复合物C)核纤层、核基质D)核纤层、核孔复合体和一个不溶的网络状结构（即核基质）答案:D解析:9.[单选题]成纤维细胞所特有的中间纤维蛋白是（ ）。
A)角纤维蛋AB)波形纤维蛋白C)结纤维蛋白D)胶质纤维酸性蛋白答案:B解析:中间纤维具有严格的组织特异性，不同类型细胞含有不同IF。
线粒体功能障碍在胰岛素调控中的重要作用
糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一种由于胰岛素分泌绝对不足或者相对不足而引起的代谢紊乱性常见疾病。
在我国其发病率逐年迅速增高，且年龄趋于年轻化，长此以往将影响到我国公民的健康发展。
因此，探讨糖尿病的发病机制在当今医学和药学领域具有非常重要的意义。
近年来，越来越多的研究表明线粒体功能障碍与糖尿病的发生和发展密切相关[1]。
基于线粒体在细胞供能中的重要作用以及胰岛素在糖尿病中的重要地位，本文就线粒体功能障碍在胰岛素调控中的重要作用进行综述，为阐明糖尿病的发病机制及其临床防治及药物研发提供新的启示。
1线粒体概述线粒体分布于所有真核生物细胞质内，不仅与细胞生存有关，还参与细胞能量产生、氧化还原反应、Ca2+稳态、细胞的某些代谢和生物合成途径的调控以及细胞凋亡等，其数量在不同生物体或者同一生物体的不同组织内具有很大的差异。
一般代谢活动越旺盛的细胞（如肝脏、心脏及骨骼肌等）含有的线粒体数量越多。
它都由内外两层膜环绕而成，外膜平滑，通透性高，小分子可以自由通过；内膜则向内折叠形成许多嵴，通透性小，含有线粒体电子传递链的绝大多数重要酶类。
两层膜之间有腔，称为膜间隙，线粒体中央为基质（matrix）。
线粒体的这些结构决定了线粒体在细胞内具有独特而重要的功能。
2线粒体功能以及引起线粒体功能障碍的因素线粒体的最主要功能是产生ATP，为细胞提供90%以上的能量。
其主要通过以下2条途径产生ATP：（1）三羧酸循环途径，机体内的三大营养物质糖、脂类及蛋白质的代谢产物丙酮酸进入线粒体，在线粒体基质中经三羧酸循环最终彻底氧化分解，产生小部分ATP，为机体提供部分能量。
（2）电子传递链途径，上述三羧酸循环途径同时还会产生大量还原型烟酰胺嘌呤二核苷酸（NADH）和还原型黄素腺嘌呤二核苷酸（FADH2），它们在线粒体基质内结合电子传递到达线粒体内膜，分别与线粒体内膜上的复合物Ⅰ（NADH-辅酶Q还原酶）和复合物Ⅱ（琥珀酸-辅酶Q还原酶）结合，将电子均传递给复合物Ⅲ（辅酶Q-细胞色素C还原酶），继而到达复合物Ⅳ（细胞色素C氧化酶），在复合物Ⅳ处与分子氧结合生成水，终止电子传递，在此电子传递过程中，线粒体内膜内侧即基质内伴随有质子的产生，这些质子经线粒体内膜上具有质子泵功能的复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ逆浓度差从基质泵入到线粒体膜间隙，由于线粒体内膜通透性有限，此时则线粒体膜间隙的H+浓度大于线粒体基质内H+浓度，即膜间隙产生大量的正电荷，而线粒体基质产生大量的负电荷，使线粒体内膜两侧形成跨膜电位差m及质子浓度差pH，二者构成跨膜电化学梯度，驱使H+通过线粒体内膜上的复合物Ⅴ（ATP合成酶）返回线粒体基质，此过程释放的自由能驱使腺苷二磷酸（ADP）在复合物Ⅴ的作用下与Pi 耦联生成大量的ATP，继而为机体提供能量。
江苏省常州市联盟学校2024届高三上学期10月学情调研 生物试卷及答案
常州市联盟学校2023-2024学年第一学期学情调研高三年级生物试卷本试卷共23题满分100分考试时间75分钟2023.10一、单项选择题：共14题，每题2分，共计28分。
每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列有关化合物的组成元素及功能的叙述，正确的是（ ）A. 磷脂、核酸都含C、H、O、N、P，可参与构成核糖体B. 叶绿素含C、H、O、Mg，能吸收、传递、转换光能C. 糖类都含C、H、O、N，既可提供能量也可构成细胞结构D. 胰岛素含有C、H、O、N、S，可促进肝糖原分解为葡萄糖2. 下图是植物根毛细胞从土壤中吸收铁的过程图，相关叙述正确的是（）A. 蛋白质1运输H+消耗的ATP均来自于有氧呼吸第三阶段B. 蛋白质2将柠檬酸转运到细胞外属于主动运输C. 蛋白质3催化Fe3+还原为Fe2+需该细胞光反应提供NADPHD. 根毛细胞吸收铁与膜上的多种蛋白质、土壤的pH有关3. Ⅱ型糖原贮积病是由于溶酶体中α葡萄糖苷酶缺乏，糖原不能代谢而贮积导致的。
阿葡糖苷酶α能用于治疗Ⅱ型糖原贮积病，因为其与细胞表面的6－磷酸甘露醇受体结合，从而被运送到溶酶体中被激活后发挥降解糖原的作用。
相关叙述错误的是（）A. α葡萄糖苷酶的合成与游离核糖体有关B. 酸性条件下α葡萄糖苷酶的活性较高C. 细胞摄取阿葡糖苷酶α依赖膜的流动性D. 口服阿葡糖苷酶α可治疗Ⅱ型糖原贮积病4. 亚洲飞蝗的性别决定方式为XO 型，雄性（XO ，2n ＝23）、雌性（XX ，2n ＝24）的染色体均为端着丝粒染色体。
下图是研究人员以亚洲飞蝗的精巢为实验材料，观察到的细胞分裂中期的图像，相关叙述正确的是（ ）A. 图1是减数分裂Ⅰ中期，细胞中有11个四分体B. 图2是减数分裂Ⅱ中期，细胞中有23个DNAC. 图2继续分裂产生的子细胞中染色体数不相等D. 图1和图2中均可发生互换，导致基因重组5. 下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是（ ）①细胞生长时，相对表面积变小，物质运输效率低②植物细胞增殖时，细胞分裂素促进细胞质的分裂③细胞分化时，基因选择性表达是由于DNA 甲基化④细胞凋亡时，细胞膜通透性降低，细胞周期变短⑤细胞癌变时，原癌基因和抑癌基因同时发生突变A. ①③B. ③④C. ①②D. ②⑤6. 下图是真核细胞染色体上基因的表达过程示意图。
谷氨酸受体的功能和结构
谷氨酸受体的功能和结构谷氨酸受体是一种神经元受体，它在神经信号传递中发挥着重要的作用。
在人脑中，谷氨酸受体是最常见的受体之一，也是神经递质谷氨酸的主要递质受体。
谷氨酸受体的结构和功能已经被广泛研究，研究表明它在许多神经系统疾病的治疗上具有非常重要的潜力。
本文将介绍谷氨酸受体的功能和结构。
一、谷氨酸受体的功能谷氨酸是人体中最常见的神经递质之一，它是神经元之间信号传递的关键。
当神经元释放谷氨酸到突触间隙时，相关受体会被激活，此时信号转移到下一神经元，或者发挥其他作用。
谷氨酸受体是与谷氨酸作用的受体之一，它们的共同作用是促进神经信号的传递。
在神经系统中，谷氨酸受体经常被称为离子通道受体，因为它可以形成一个离子通道，领先于钙离子或钠离子等正离子进入胞内，从而产生神经信号传递的结果。
由于谷氨酸受体的这种离子通道特性，它可以调节神经元之间的连接强度，促进或抑制信号传递，从而影响大脑的感觉、运动、认知、情绪等方面的功能。
二、谷氨酸受体的结构谷氨酸受体分为两种类型：离子通道受体和嵌合型受体。
1、离子通道受体离子通道受体是图2所示的一种最简单的谷氨酸受体。
此类受体有一个离子通道，当谷氨酸结合受体时会打开通道，导致离子进入胞内。
离子通道受体通常在短时间内发挥作用，因为它们的响应速度非常快。
2、嵌合型受体与离子通道受体不同的是，嵌合型受体没有离子通道。
当谷氨酸结合嵌合型受体时，它会与受体特定的细胞内信号通路发生作用，从而产生特定的细胞反应。
嵌合型受体响应速度较慢，因此它们的作用会持续一段时间。
三、总结综上所述，谷氨酸受体是最常见的神经元受体之一，在神经信号传递中发挥着重要的作用。
它在神经系统中形成离子通道或与细胞内信号通路发生作用，从而产生不同的细胞响应。
谷氨酸受体的结构和功能已被广泛研究，研究表明它可以在许多神经系统疾病的治疗上发挥着非常重要的潜力。
在未来，人们希望能够深入了解谷氨酸受体的分子机制，以更好地理解它在神经元中的作用，从而设计更有效的治疗方法。
胰岛素相关信号组成
胰岛素相关信号组成
胰岛素是一种由胰岛素细胞分泌的激素，它在调节血糖、脂肪和蛋白质代谢方面起着重要作用。
胰岛素作用时，它通过与细胞膜表面的胰岛素受体结合，发出一系列信号，来调节各种代谢途径。
这一系列信号被称为胰岛素相关信号组成。
胰岛素相关信号组成包括以下几个方面：
1. 胰岛素受体自身激酶活性：胰岛素受体在结合胰岛素后，激
活了其自身的激酶活性，从而使信号传递向细胞内部。
2. 下游信号分子激活：胰岛素受体激活后，会激活下游信号分子，包括IRS-1、PI3K、Akt等，从而在细胞内部启动一系列反应。
3. 葡萄糖转运与利用：胰岛素相关信号组成还包括葡萄糖转运
与利用途径。
胰岛素能够促进葡萄糖转运进入肌肉细胞和脂肪细胞内，并促进葡萄糖在细胞内的利用。
4. 脂质代谢：在胰岛素的调节下，脂肪细胞能够把葡萄糖转化
为脂肪酸，促进脂肪的合成和储存。
综上所述，胰岛素相关信号组成包括胰岛素受体自身激酶活性、下游信号分子激活、葡萄糖转运与利用、以及脂质代谢等方面，这些信号组成是胰岛素调节代谢的重要途径。
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是必需的 。葡萄糖刺激引起两相分泌反应，包括最初的过 渡阶段和维持的第二阶段。胰岛素分泌的第一阶段可看作是 颗粒的快速释放；第二阶段较慢，反映了颗粒从保存池向释 放池填装，以补充释放池。谷氨酸的主要作用是加强维持第 二阶段葡萄糖刺激的胰岛素的分泌，即在线粒体中通过谷氨 酸脱氢酶对三羧酸循环的中间产物α-酮戊二酸进行作用而形
传导在胰岛素的分泌中有重要的作用，一旦线粒体功能出现异常将对谷氨酸信号的传导造成影响进而导致胰岛素分泌
机制异常，这与糖尿病的发生密切相关。因此，研究线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌调节中的作用有利于更进
一步了解糖尿病的发病机制，从而为治疗糖尿病提供有利的线索。该文主要对线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌
方面的研究进行了综述。
关键词：线体；谷氨酸；胰岛素分泌；综述文献
中图分类号：R 34
文献标识码：A
文章编号：1005-4057(2012)02-0200-02
DOI: 10.3969/j.issn.1005-4057.2012.02.034
胰腺β细胞分泌胰岛素是高等哺乳动物维持体内血糖平 衡的重要因素，主要有2个机制，分别为由ATP依赖性钾通道
[10]
系统的研究有利于了解谷氨酸的信号转导过程 。谷氨酸在 β细胞线粒体中有两方面的作用，低糖时，GDH(谷氨酸脱 氢酶)有利于谷氨酸变成α-酮戊二酸，促进氧化脱氢作用， 谷氨酸作为燃料在细胞中被优先使用取决于其在氨基酸分解 代谢通路中的位置，这就确保了对三羧酸循环和ATP产生的 最低要求；糖浓度升高时，GDH的转氨基反应将有利于谷氨 酸的产生，进而在胰岛素分泌的放大通路中扮演信使的角
收稿日期：2012-01-17；修订日期：2012-03-26 作者简介：林荣文(1982－)，男，在读硕士研究生。
生。线粒体产生ATP在胰岛素分泌中是主要的结合因素，对 细胞液中的钙离子信号也是必要的，但对于胰岛素的维持是 完全不够的，由此推断线粒体产生ATP应和其他因素结合， 充当能量传感器，从而控制胰岛素的胞吐过程。
1 线粒体功能在胰岛素分泌中的作用
胰岛素从胰腺β细胞中释放受控于线粒体的代谢作用，
[2-3]
此过程主要通过传导血糖波动和代谢偶联信号产生 。线粒 体代谢在胰腺β细胞对胰岛素抵抗的适应中起关键作用，它 除了产生触发胰岛素分泌的联结信号ATP外，还可以产生额
[4-5]
外的联结信号以维持胰岛素分泌 。β细胞线粒体在葡萄糖 刺激的胰岛素分泌中产生代谢偶联因子、信使、膜电位去极 化和提升胞内钙离子等触发因素[6]，它产生的ATP在胰岛素 分泌中是主要的偶联剂，胰岛素分泌跟线粒体的代谢紧密联
[1]
(KATP)激发的快分泌机制和由谷氨酸介导的慢分泌机制 。 谷氨酸信号激发慢分泌作用较KATP晚5~10 min，可持续激发 胰岛素释放，慢分泌对维持体内血糖的稳定发挥着重要的作 用。而谷氨酸的生成主要依靠胰腺β细胞中线粒体的功能来 完成，线粒体功能出现异常将对谷氨酸信号的传导造成影响 进而导致胰岛素分泌机制异常。因此，研究线粒体功能与谷 氨酸信号在胰岛素分泌中的作用，对于进一步阐明糖尿病的 发病机制意义重大，同时也为糖尿病的诊断和治疗提供新的 思路和方法。
2 线粒体在谷氨酸信号传导中的作用
葡萄糖进入胰腺β细胞后经过线粒体三羧酸循环生成谷 氨酸，谷氨酸激发了胰岛素的慢分泌。然而，谷氨酸要产生 激发信号就必须完成细胞内信号转导或与谷氨酸受体结合。 在β细胞内，谷氨酸的转运主要由2种转运系统完成，分别 是天冬氨酸-谷氨酸交换系统和谷氨酸转运系统。这两种转运 系统属于线粒体溶质转运蛋白家族(SLC25)，主要负责线粒 体溶质分子的跨膜转运。胰腺β细胞线粒体谷氨酸转运系统 是谷氨酸信号体系的一个很重要的组成部分，谷氨酸通过转 运到胞质，从而激发胰岛素的慢分泌作用，故对谷氨酸转运
[11]
色 。谷氨酸是一种微弱的可代谢的线粒体燃料，它在胰腺 β细胞中不是KATP独立通道葡萄糖功能的直接转换器，这
[12]
个发现与谷氨酸充当线粒体燃料的观点是一致的 。最近研 究发现，葡萄糖促胰岛素分泌与线粒体谷氨酸转运体1 (glutamate carrier 1，GC1)有很大的关系，在β细胞线粒体中 存在两种谷氨酸转运体(GC1和GC2)，这些线粒体谷氨酸转
第 30 卷第 2 期
广东医学院学报
Vol. 30 No. 2
200
2012 年 4 月
JOURNAL OF GUANGDONG MEDICAL COLLEGE
Apr. 2012
线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
林荣文（综述），周克元（审校） （广东医学院，广东湛江 524023）
提 要：葡萄糖诱导胰岛素分泌是由线粒体产生的信号来决定的。机体内胰腺β细胞线粒体的功能及谷氨酸信号的
[13]
运体具有特定的生理功能 。
3 谷氨酸在胰岛素分泌中的作用
谷氨酸在胰岛素分泌的生理调节中有着重要的作用。细
第2期
林荣文，等. 线粒体功能与谷氨酸信号在胰岛素分泌中的作用
201
胞内产生的谷氨酸作为外加因素在放大葡萄糖刺激胰岛素分 泌通路中参加营养素诱导的刺激分泌联结。谷氨酸的代谢能 提高ATP/ADP的比例，将ATP依赖的钾离子通道和胞浆膜电 位去极化，造成细胞内的钙离子提高和胰岛素分泌。谷氨酸 在刺激胰岛素分泌中通过代谢增强苹果酸/天冬氨酸穿梭的活 性直接发挥作用。氨基酸代谢在发挥正常胰腺β细胞功能中
[3]
成 。跨膜的谷氨酸类似物使葡萄糖激活的分泌反应更加敏 感，作用于线粒体的下游代谢。在可渗透化处理的细胞中， 钙离子存在的情况下加入谷氨酸能直接刺激胰岛素的胞吐， 这与线粒体的功能无关。谷氨酸作为胞内信使在葡萄糖引起 胰岛素分泌的正常调节中发挥作用，这表明谷氨酸分泌的上 调与细胞质中ATP的升高有关。由于单独的钙离子信号是不 足以维持胰岛素分泌的，但是葡萄糖引起的分泌反应是在钙 离子升高的情况下实现的，因此线粒体的信使必须存在但不 同于ATP。研究已证实这个放大通路的信使就是谷氨酸，由
[7]
系 。线粒体是活性氧类(ROS)的主要来源，是细胞内产生
[8]
大量ATP和代谢枢纽的重要细胞器 ，充当着能量传感器的 作用，能产生多种因子偶联营养物质代谢，促进胰岛素容量 囊泡的胞吐。而胞吐过程需要升高胞质内的钙离子浓度，此
[9]
过程取决于线粒体ATP的合成 。胰腺β细胞通过检测葡萄 糖和其他营养物质的促分泌作用而调节胰岛素的胞外分泌， 从而维持血糖的平衡。这个过程要求通过胞吐机制把代谢底 物转化成可以被识别的胞外信使，主要由线粒体整合和产