胰岛素信号通路和心脏发育
激素信号转导途径报告
激素信号转导途径报告激素信号转导途径是维持生物体正常生理功能的关键机制之一。
它充当着细胞间通信的桥梁，使得生物体能够适应内外环境的变化，并做出相应的反应。
本文将重点介绍三个典型的激素信号转导途径：雌激素信号通路、胰岛素信号通路以及甲状腺激素信号通路。
雌激素信号通路是调控动物繁殖系统发育与功能的关键途径。
雌激素主要通过与细胞内的雌激素受体结合，并激活下游信号分子，实现生理效应。
在哺乳动物中，雌激素对于雌性性腺的发育和功能具有重要影响。
在人体内，雌激素信号通路参与了女性的月经周期、妊娠和绝经等过程。
雌激素信号通路中的关键分子包括雌激素受体、磷酸酰肌醇激酶、蛋白激酶C和丝氨酸/苏氨酸激酶等。
这些分子在细胞间传递信号，调节基因表达、细胞增殖和分化，从而影响生殖系统的发育和功能。
胰岛素信号通路是调控葡萄糖代谢的关键途径。
胰岛素主要由胰腺内的β细胞分泌，其作用是促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，从而维持血糖水平的稳定。
胰岛素信号通路中的关键分子包括胰岛素受体、胰岛素受体底物、细胞内信号转导分子、糖原合成酶和糖元分解酶等。
当胰岛素受体与胰岛素结合时，胰岛素受体底物会磷酸化，启动一系列的信号传递，并最终促进葡萄糖摄取和利用。
胰岛素信号通路的异常会导致糖尿病等代谢性疾病的发生。
甲状腺激素信号通路是调控能量代谢的关键途径。
甲状腺激素对于机体的正常生长发育和能量代谢具有重要作用。
甲状腺激素主要通过与细胞膜上的甲状腺激素受体结合，并通过影响核内基因转录和细胞质内代谢酶活性，调节能量代谢。
甲状腺激素信号通路中的关键分子包括甲状腺激素受体、蛋白激酶A和蛋白酪氨酸磷酸酶等。
这些分子在细胞内传递甲状腺激素信号，调节代谢速率、热产生和体重平衡。
甲状腺激素信号通路的紊乱会导致甲状腺功能减退等疾病的发生。
总而言之，激素信号转导途径在维持生物体正常生理功能中起着重要的调控作用。
雌激素信号通路、胰岛素信号通路和甲状腺激素信号通路分别参与了生殖系统发育与功能、葡萄糖代谢以及能量代谢等生理过程。
胰岛素受体信号通路中的调节机制
胰岛素受体信号通路中的调节机制胰岛素是一种重要的激素，它在机体内发挥着调节血糖水平的关键作用。
胰岛素的生物学功能主要通过胰岛素受体信号通路来实现。
这一信号通路是一个复杂的调节系统，包括多个分子和通路间的相互作用。
本文将介绍胰岛素受体信号通路的调节机制。
一、胰岛素受体的结构与功能胰岛素受体是一种位于细胞膜上的受体蛋白，它主要存在于肌肉、脂肪和肝细胞等组织中。
胰岛素受体由两个亚单位组成，分别是α亚单位和β亚单位。
其中α亚单位位于细胞外，具有胰岛素结合位点；β亚单位位于细胞内，具有激酶活性。
当胰岛素结合到α亚单位上时，激活β亚单位的激酶活性，从而引发胰岛素受体信号通路的激活。
二、胰岛素受体信号通路的激活胰岛素受体信号通路的激活主要包括胰岛素受体磷酸化、下游信号蛋白的激活以及细胞内的生物反应。
在胰岛素结合到受体上后，受体发生磷酸化，激活受体内部的激酶活性。
激酶活性的激活会导致多个信号蛋白的磷酸化，并进一步激活下游信号分子。
三、胰岛素受体信号通路的调节机制胰岛素受体信号通路的调节机制十分复杂，包括多个正向和负向调控因子的参与。
1. 正向调节因子（1）IRS（Insulin Receptor Substrate）家族蛋白：IRS家族蛋白是胰岛素受体信号通路中的关键组分，它们的磷酸化水平和表达量对信号通路的强弱具有重要影响。
研究发现，IRS家族蛋白的突变与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发生密切相关。
（2）PI3K/Akt/mTOR 信号通路：这是一个重要的下游信号通路，它参与胰岛素受体信号通路的调节与胰岛素生物学效应的实现。
PI3K与IRS家族蛋白相互作用，激活Akt信号通路，从而调控葡萄糖代谢、脂肪酸合成和蛋白质合成等重要生物过程。
2. 负向调节因子（1）SOCS（Suppressors of Cytokine Signaling）家族蛋白：SOCS家族蛋白是一类负向调节蛋白，在胰岛素受体信号通路中发挥重要的负调节作用。
胰岛素信号转导途径在糖尿病中的调控作用
胰岛素信号转导途径在糖尿病中的调控作用糖尿病是一种严重的代谢性疾病，它导致身体无法有效利用血糖，与高血糖和胰岛素抵抗相关。
人们需要正常的胰岛素信号转导途径来保持血糖水平的正常。
然而，糖尿病患者的胰岛素信号转导途径受到了很多因素的调节，来试图恢复正常胰岛素水平。
那么，胰岛素信号转导途径具体在糖尿病中是否有调节作用呢？胰岛素信号转导途径是什么？在进一步探讨胰岛素信号转导途径在糖尿病中的调控作用之前，让我们了解一下这个关键的分子信号通道是什么。
胰岛素信号转导途径是一系列化学反应，让细胞可以接收胰岛素信号，然后通过细胞内分子进行反应，帮助细胞利用葡萄糖和其他有机物质。
胰岛素经过胰腺分泌，进入血液，在血液中与细胞上的胰岛素受体结合。
胰岛素受体的结合会导致胰岛素受体的激活，然后胰岛素受体内部激酶的结构也发生了变化。
这一系列反应最终导致细胞内的许多分子被激活，包括胰岛素受体底物-1（IRS-1）、磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸（PIP3）、蛋白激酶B（Akt）等。
胰岛素信号转导途径在糖尿病中的调控作用胰岛素信号转导途径在糖尿病中的调节因素非常多，包括遗传因素、体重、环境因素、药物等。
在正常情况下，胰岛素及其受体结合后，IRS-1可以被胰岛素结合，并被磷酸化。
这两个反应是胰岛素信号转导的关键步骤。
IRS-1的磷酸化会导致Akt激活，从而促进葡萄糖摄取和糖原合成，并在肝脏中减少糖异生。
然而，在糖尿病中，IRS-1蛋白磷酸化的程度是明显超出正常水平的。
这会导致其他信号分子的活性逐渐减弱，从而影响了胰岛素信号的传导和效力，导致糖尿病的发生。
除了IRS-1以外，还有一些磷酸化相关蛋白激酶，如磷酸化酪氨酸激酶（Lck）和磷酸化厚度素激酶（Gsk-3），它们都与糖尿病的发展相关。
研究表明，在糖尿病中，Lck的磷酸化程度明显增加，从而提高了糖尿病的发生风险。
磷酸化厚度素激酶的活性与糖尿病的发病率有关，表明该酶可以成为治疗糖尿病的新靶点。
胰岛素信号通路的分子机制
胰岛素信号通路的分子机制胰岛素受体是一种跨膜受体，它的激活是胰岛素信号传导的起始点。
当胰岛素受体与胰岛素结合后，胰岛素受体激酶活性增强，从而磷酸化受体本身和下游信号分子。
磷酸化的胰岛素受体提供了一个结合位点，使蛋白质下游的信号转导分子与受体相互作用。
磷酸化的胰岛素受体结合并激活多个下游信号分子，其中最重要的是胰岛素受体底物-1 (IRS-1)。
IRS-1是促进胰岛素信号传导的主要调节分子，它能够结合多种信号分子和酶。
当IRS-1磷酸化后，它能够结合胰岛素受体、PI3K (磷脂酰肌醇激酶)和Grb2-Sos (增长因子受体结合的蛋白2-儿茶酚胺调节剂)等信号分子。
通过结合这些信号分子，IRS-1能够激活多个下游的信号转导通路。
PI3K和Grb2-Sos是两个主要的IRS-1下游信号分子。
PI3K是一种磷酸肌醇激酶，它能够将胰岛素信号传递到细胞内的磷脂，从而活化激活蛋白激酶 B (Akt)。
Akt激活后，能够促进葡萄糖转运体 4 (GLUT4)的转位，使其从内质网转位到细胞膜，增加葡萄糖的摄取。
另一方面，Grb2-Sos复合物能够激活基因激活蛋白激酶 (MAPK) 信号通路。
该信号通路通过磷酸化和激活MAPK激酶级联反应，进一步激活多个转录因子，从而调节基因的转录和翻译。
这些转录因子包括CREB (cAMP反应元件结合蛋白)、GSK3 (糖原合酶激酶3)和SREBP (甘油三酯合成调节因子)等。
此外，胰岛素信号通路还涉及多种负调控因子，如IRS-1抑制蛋白(PTEN)和磷酸酶Shp2等。
PTEN通过催化磷脂酸降解为磷脂酰酸，从而可抑制PI3K信号通路。
Shp2磷酸酶能够与IRS-1结合，并协同调节IRS-1的活性和信号传导。
总体而言，胰岛素信号通路通过多个分子和信号转导通路，调节胰岛素信号的传导和转导。
这些分子机制包括胰岛素受体和IRS-1的磷酸化、PI3K-Akt和MAPK信号通路的激活以及负调控因子的作用。
胰岛素信号通路
胰岛素信号通路胰岛素信号通路是一种生物化学反应链，用于将胰岛素激素的信息传递到细胞内部，以调节细胞的代谢活动和生长。
胰岛素信号通路在控制血糖水平、脂肪代谢和蛋白质合成等方面起着至关重要的作用。
本文将详细介绍胰岛素信号通路的组成成分、反应步骤和调节机制。
一、胰岛素受体胰岛素受体是一种位于细胞表面的跨膜蛋白，由两个α亚基和两个β亚基组成。
α亚基与胰岛素原结合，而β亚基具有内在的酪氨酸激酶活性。
当胰岛素与受体α亚基结合时，受体发生二聚化，导致β亚基的酪氨酸磷酸化，触发下游信号转导。
二、胰岛素受体底物胰岛素受体底物（IRS）是一类络合物，与胰岛素受体β亚基进行相互作用。
IRS在细胞内信号转导中起着至关重要的作用，它们通过磷酸化和去磷酸化来调节信号通路的开关。
IRS的磷酸化使其成为下游信号分子的靶点，促进信号转导。
三、磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）PI3K是一种酶，可将磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸转化为磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸。
PI3K在胰岛素信号通路中起着关键作用，它通过与IRS相互作用并磷酸化其酪氨酸残基来激活自身。
PI3K的活化导致下游分子如Akt和糖原合成酶的磷酸化，从而调节细胞的代谢活动。
四、AktAkt是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，也被称为蛋白激酶B（PKB）。
Akt在胰岛素信号通路中起着关键作用，它通过磷酸化多种靶蛋白来调节细胞的生长、分化和存活。
Akt的活化导致下游分子如糖原合成酶、 BAD 和 forkhead box O1（FOXO1）的磷酸化，从而调节葡萄糖摄取、糖原合成和细胞凋亡。
五、糖原合成酶糖原合成酶是一种酶，催化葡萄糖分子之间的糖苷键形成，从而将葡萄糖储存到细胞中。
胰岛素信号通路的激活导致糖原合成酶的磷酸化，从而促进葡萄糖的储存。
六、BADBAD是一种位于线粒体膜上的Bcl-2家族成员，它通过调节线粒体通透性来调节细胞的存活和凋亡。
BAD的磷酸化使其与Bcl-xL或Bcl-2结合，从而阻止线粒体凋亡。
胰岛素信号通路中的分子机制
胰岛素信号通路中的分子机制胰岛素可谓是人类历史上最为重要的发现之一，它可以通过不同的通路，调控人体内的糖代谢、脂肪代谢和蛋白质代谢等多个方面的生理功能，保证人体内环境的平衡和稳定。
而胰岛素信号通路中涉及到的分子机制，则是从胰岛素受体开始，一直影响到下游分子的各种分子反应过程。
下面，就从胰岛素受体开始，分别介绍胰岛素信号通路中涉及到的分子机制。
胰岛素受体胰岛素信号通路的起点是胰岛素受体。
人体内存在两种不同的胰岛素受体：胰岛素受体亚型1（IR）和胰岛素受体亚型2（IGF-1R）。
它们都是由两个α亚基和两个β亚基构成，其中α亚基由胰岛素激活，并通过β亚基对下游分子进行信号转导。
在胰岛素作用下，胰岛素受体能够自身激活，形成α/β受体自身激活二聚体。
这个二聚体被认为是胰岛素信号传递的起点。
PI3K信号通路胰岛素受体激活的一个重要下游通路是PI3K信号通路。
PI3K信号通路中，被活化的受体在一个 intracellular domain 中含有一条激活酪氨酸激酶的 motif。
启动激动器将在受体耦合表面黏蛋白上结合，并且激活信号通路。
激动器还将抑制修饰受体的磷酸酰化修饰。
该磷酸酰化修饰会导致激活酪氨酸激酶，对 p85 SH2 结构域进行抑制。
这将导致两种效应：一是减少细胞内p85 SH2 蛋白，因此细胞内有一个更高的信号，用于激活去磷酸化激酶 Akt，从而进一步激发 PI3K 信号通路；二是限制胰岛素信号通路中入口获得抑制性信号，促进 Akt 和激酶传递的 Aggregates 粘附。
Akt信号通路Akt被肝功能组织中的胰岛素兴奋推广，后者又在体内负责调节糖酵解和 glycolysis。
Akt是酪氨酸激酶，可以在细胞内的广泛受体和代谢相关的蛋白质中见到。
Akt的主要功能是促进细胞的存活。
这个信号通路从上述PI3K信号通路中抽离，并与 Akt 两个相同的效应器分子恒定结合。
Akt 激活后，它通过几种机制来增强细胞的生存能力，包括抑制细胞死亡激素，防止基因的恶性突变，消除线粒体刺激，提高转录因子的稳定性要素等。
胰岛素样生长因子对细胞增殖的调控作用
胰岛素样生长因子对细胞增殖的调控作用胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）是一种低分子量的多肽激素，与胰岛素结构相似，但功能不同。
胰岛素主要调节葡萄糖代谢，而IGF则主要调节细胞的生长、增殖和分化。
IGF包括IGF-1和IGF-2两种形式，IGF-1是最具生物学活性的一种。
IGF是Insulin（胰岛素）超家族成员，故被称作胰岛素样生长因子。
IGF-1是由肝细胞和其他组织合成的一种多肽激素，在胚胎发育、儿童生长和成人代谢和维持多种生理功能均起到重要作用。
在细胞生长和增殖方面，IGF-1通过与细胞表面上IGF-1受体结合，激活信号转导途径，从而促进细胞生长和增殖。
IGF-1不仅直接作用于细胞，还可以通过诱导其他生长因子的表达或激活，促进细胞的生长和增殖。
IGF-1对细胞的生长和增殖调控在许多生理和病理过程中都起到了重要作用。
例如，IGF-1促进胚胎和儿童生长，维持成人的代谢和健康；在癌症的发生和发展过程中，IGF-1也发挥了重要作用。
IGF-1在癌症中的作用IGF-1对癌症的促进作用已经得到了广泛研究和认识。
IGF-1可以激活多个信号转导通路，如PI3K/Akt、Raf/MEK/ERK和JAK/STAT等，从而促进肿瘤细胞的生长和增殖。
同时，IGF-1还可以抑制细胞凋亡和增强肿瘤细胞的侵袭和转移能力。
在许多类型的癌症中，IGF-1和IGF-1受体的表达量都明显升高。
例如，IGF-1和IGF-1受体在乳腺癌、前列腺癌、胃癌和结直肠癌等多种癌症中都被发现表达水平升高。
此外，IGF-1在肝癌、骨肉瘤和神经母细胞瘤等肿瘤中也表现出促进作用。
因此，IGF-1和IGF-1受体就成为了癌症治疗的重要靶点。
研究人员通过开发针对IGF-1受体的抗体、还原剂和小分子抑制剂等，试图抑制IGF-1在肿瘤中的作用，达到治疗癌症的目的。
IGF-1对干细胞的作用除了在癌症中的作用，IGF-1还对干细胞的生长和增殖起到了重要作用。
胰岛素信号转导途径与糖尿病研究
胰岛素信号转导途径与糖尿病研究胰岛素信号转导途径是体内维持血糖平衡的重要途径，它有助于将胰岛素的信号传递到细胞内部，促进细胞吸收和利用葡萄糖，同时降低血糖水平。
然而，当这个途径受到干扰或损害时，会导致糖尿病等代谢性疾病的发生。
因此，对这个途径的研究对于预防和治疗糖尿病具有重要的意义。
胰岛素信号转导途径是由多个分子和细胞因子组成的复杂系统，其中包括胰岛素受体、IRS1、PI3K、Akt等重要组分。
当胰岛素受体受到胰岛素的诱导后，会激活IRS1，促进PI3K的激活，从而引发一系列分子信号级联反应。
这些反应促进葡萄糖转运体的转位和葡萄糖的吸收，同时促进肝脏释放糖原和抑制葡萄糖产生。
因此这一途径的正常功能对于人体能量代谢和血糖调节至关重要。
然而，一些异常情况会导致胰岛素信号途径的损害。
其中最常见的是胰岛素受体和IRS的突变，在这种情况下，胰岛素的信号无法被正常传递，从而导致葡萄糖代谢紊乱和高血糖。
此外，一些长期使用胰岛素治疗的糖尿病患者也可能出现胰岛素抵抗。
这种情况下，细胞不再对胰岛素产生反应，也会导致类似的高血糖问题。
此外，一些糖尿病患者常伴随有肥胖等代谢综合征，这会对胰岛素信号途径的正常功能产生负面影响。
针对这些情况，许多研究人员都在努力寻求新的方法来维护胰岛素信号途径的正常功能。
其中一种被广泛研究的方法是利用药物和分子基因工程技术来改善胰岛素的功能。
例如，有一类药物被称为“胰岛素增敏剂”，它们可以增强胰岛素对细胞的作用，促进葡萄糖的吸收。
此外，科学家们正在努力寻找新的基因治疗方法，以在分子水平上改善胰岛素信号转导途径。
这种方法的研究虽然仍处于实验阶段，但是已经有一些有效的临床试验。
总的来说，胰岛素信号转导途径是维持人体能量代谢和血糖平衡的重要途径，但当它受到干扰或损害时，会导致一系列代谢性疾病的发生。
因此，对于这个途径的研究是十分必要的，它将有助于开发新的药物和基因治疗方法，最终促进糖尿病的预防和治疗。
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胰岛素信号通路和心脏发育摘要心脏的生长、发育、功能和代谢是受细胞外生长因子、细胞因子和配体调节的。
在这篇文章中，将针对胰岛素和胰岛素样生长因子在心脏发育调控中的作用进行讨论。
此外，在心脏发育中胰岛素和胰岛素样生长因子刺激的细胞内信号蛋白的作用也将被讨论。
关键词：胰岛素；胰岛素样生长因子；心脏发育；信号转导；发信号；糖尿病；糖尿病性心肌病；心脏衰竭；肥大1. 简介胰岛素信号转导通路是一个高度保守的途径，它调节细胞生理的几个方面，特别包括细胞生长和葡萄糖的吸收和利用调节。
很显然，通过偶合可用营养成分、基质吸收及蛋白质的合成，胰岛素介导了生物体大小和营养状况之间最紧密的联系。
偶合养分传递给细胞生长的优点是为细胞生长提供有利的物质，仅仅在拥有丰富的环境基质时才能被保证，然而，在底物、效率和小规模经济缺乏的情况下，还会给予帮助。
事实上，这种现象似乎也发生在酵母[1]、果蝇[2]和人类[3]身上。
1.1、胰岛素在偶合心脏发育和营养状况中的作用大量临床观察结果支持了心脏发育与养分状况相联系的假设。
众所周知，体重和心脏重量之间存在一个线性关系，经过初期的证明这是个恒量[4]。
体重的变动确实导致了心脏重量的可预见性的改变。
例如，饥饿[5]，药物减肥[6]，严重改变生活方式饮食[7]，神经性厌食症[8]和减肥手术[9]都将导致左心室质量显着减少。
这一现象在缺乏对心室后负荷影响的情况下存在，在减肥后收缩压或舒张压没有显著的降低而使这种观点被支持。
然而，病态肥胖者体重损失与改善胰岛素的敏感性、血糖控制、低血清胰岛素水平有关。
至少在最近的一项研究中论证了减肥后心脏重量降低直接与血清胰岛素水平显着降低有关[10]。
通过对血清胰岛素水平进行分析，这些临床观察提高了心脏大小与体重和营养状况相联系的可能性，至少具有部分的可能性。
以上临床观察的必然结果是：细胞胰岛素信号的改变与体重的改变有关。
在患有多诺霍综合征或门登霍尔综合征的病人身上已清楚地被证明了。
这两种综合征是是胰岛素受体调节和编码领域中突变的结果，引起了功能上无效的受体(在文章[11-13]中有论证)。
多诺霍患者的症状表现出严重的胎儿宫内发育迟缓和畸形。
登霍尔综合征患者也显示生长不正常，但整体来讲是轻微的畸形。
在胰岛素信号被损伤的条件下，生长和发育是不充分的，这种结果可以在一些患者中被预测，这些患者的胰岛素信号可能被改善了，如在妊娠期糖尿病的情况下。
妊娠糖尿病的特征之一是在子宫内改善母亲的血清胰岛素水平。
事实上，妊娠糖尿病母亲所生的婴儿表现出壬辰时间延长或巨婴或体重偏低的几率增加[14,15]。
因此，子宫内的胰岛素水平升高与婴儿生长发育有关。
总之，这些临床数据支持生长过程中胰岛素信号调节身体大小这一设想。
虽然胰岛素信号配合调节器官和身体的大小是很明显的，但是在营养过剩这种慢性状态中，进化保守现象可能会变成不良反应，如II型糖尿病等方面。
这点在糖尿病性心肌病病例中有注解图例，而且高血压和冠心病心也可以在糖尿病患者身上独立地发生[16,17]。
糖尿病性心肌病与心脏衰竭的频率增加相关，即使调节了年龄、血压、肥胖、高胆固醇血症和冠心病等相关的风险因素。
事实上，左心室肥厚是一个强大的独立的心脏衰竭的危险因素，胰岛素抵抗和高胰岛素血症被认为是导致II型糖尿病患者心肌肥厚的驱动力[18-20]。
因此，糖尿病患者心脏变大是由胰岛素调解的营养和器官发育的不良表现。
1.2 生长激素—胰岛素样生长因子中枢：心脏问题生长激素，就如同他的名字一样，是动物身体和器官大小的关键调节因子。
也许生长激素介导的生长刺激的最重要效应是局部组织的胰岛素样生长因子-1分泌物的激活。
胰岛素样生长因子-1被局部分泌，并以自分泌，旁分泌和内分泌等形式来促进蛋白质的合成。
众所周知，在生物体生长过程中生长激素被分泌出来并刺激蛋白质合成，而在剧烈运动中生长激素也会被分泌[21]。
由于胰岛素样生长因子-1具有参与代谢和促进生长的的功能，在运动后生长激素和胰岛素样生长因子-1可能被激活，这可能是生物体中可能已经被破坏了的或营养枯竭的组织的另一种输送养分和合成底物的方式。
由于生长激素和胰岛素样生长因子-1在心脏发育和代谢中的重要性，生长激素和胰岛素样生长因子-1中枢缺损的患者有着严重的心脏问题。
实验和临床研究提供的证据表明，生长激素和胰岛素样生长因子-1的调节心脏发育[22]。
患有肢端肥大症的大多数患者都具有特殊的心肌病，特点是两心室的相连心肌出现伴有间质纤维化、淋巴单核单核细胞浸润、单核细胞坏死区等的肥厚状况。
如超声心电图所测定的，在用兰瑞肽、奥曲肽、奥曲肽的摩尔等药品堵塞生长激素通路后，肢端肥大症患者左心室肥厚是可逆的[23]。
相反，童年或成年后出现生长激素缺乏症的患者可能既会表现出结构性的心脏异常又会表现出功能性的心脏异常，如心室壁变薄、左心室的最大运动反应受损[22]。
生长激素是由垂体前腺分泌的一种激素，临床上垂体机能低下时不能显著地被分泌。
流行病学数据表明，与健康对照组相比，垂体功能低下的成年人寿命缩短，而且是心血管疾病死亡率两倍以上[24]。
此外，在生长激素缺乏症患者身上做的各种生长激素替代试验也一致证明，左心室射血功能提高，同时左心室的舒张功能、质量和运动能力等方面也有不一致的改善[25–28]。
其他临床条件下（如心脏衰竭），对生长激素和胰岛素样生长因子-1中枢进行控制，也得出了承诺的治疗效果。
在心力衰竭的实验性的啮齿动物模型[29-33]和人体心脏衰竭模型[34,35]中，生长激素/胰岛素样生长因子-1激活后表现出增强心血管功能和延长生命的作用。
上述临床观察支持了生长激素和胰岛素样生长因子-1信号参与了开发和维护心脏结构和功能。
胰岛素和胰岛素样生长因子-1信号缺陷由于肥胖和II型糖尿病而变得日益普遍，所以受损的胰岛素及胰岛素样生长因子-1信号与发病率和死亡率有着显著的关系。
因此，胰岛素及其相关配体调节心脏发育的机制是一个迫切的研究目标。
了解这些机制可能导致分子疗法在治疗与胰岛素和胰岛素样生长因子-1信号相关的疾病中发展。
这种观点将主要在活体模型中进行探讨，从而来解释这种机制。
2. 胰岛素和胰岛素样生长因子家族成员胰岛素和胰岛素样生长因子是分泌的多肽，他们在哺乳动物的血液和细胞外空间中循环并结合到具有内在的酪氨酸激酶活性的细胞表面受体上[36]。
胰岛素和胰岛素样生长因子是古老的因子，因为他们在许多无脊椎动物如昆虫、蠕虫中被发现。
事实上，蠕虫线虫的基因组中有10个胰岛素样肽[37]。
胰岛素相关蛋白质的所有特点是信号肽、B-链、C-肽和A-链。
C-肽的前肽被酶解断裂，A-链和B-链之间由两个二硫键连接，在成熟肽中可以观察到A-链的第三个二硫键。
哺乳动物的成熟肽中有胰岛素样生长因子-1、胰岛素样生长因子-2、C -肽被保留[37]。
在哺乳动物中，胰岛素是由胰腺中的β细胞分泌的，并表现为内分泌，而胰岛素样生长因子可由全身分泌，特别是在肝脏、骨骼肌和心脏，表现为内分泌和旁分泌。
因此，当血清胰岛素水平是提供信息时，血清胰岛素样生长因子水平不一定需要反映心脏中是否有足够的配体结合受体。
另外，通过大量的的胰岛素样生长因子结合蛋白有效的调控胰岛素样生长因子浓度，这是另一个层次的胰岛素样生长因子信号修饰[38]。
3. 心脏中的胰岛素受体胰岛素受体是一个异四聚体受体，由两个α和两个β亚基组成[39,40]。
在β-α- α-β结构中，这些亚基由二硫键相连。
α亚基位于细胞外，是受体的配体结合亚基，而β亚基含有膜结构域和胞内域。
β亚基的胞内结构域拥有内在的酪氨酸激酶活性，参与了信号转导[40-42]。
胰岛素样生长因子-1受体以β-α-α-β的结构组装，与胰岛素受体相同[43]。
胰岛素受体与胰岛素样生长因子-1受体相比较，β亚单位激酶结构域有80％以上相似[42]。
他们之间最大的区别在于细胞外的α亚基，α亚基控制了该受体的配体结合特异性，使得每个受体在其生理浓度下只能结合其特异的配体[43]。
除了胰岛素和胰岛素样生长因子-1的α-β异四聚体受体，越来越多的文献支持混合胰岛素/胰岛素样生长因子-1混合受体的存在。
混合受体是异源杂交，共价连接胰岛素样生长因子- 1受体和胰岛素受体，α-β半受体以保持与配体连接的跨磷酸化活性[44]。
胰岛素受体和胰岛素样生长因子-1受体混合受体在大多数的哺乳动物的组织中出现，包括心脏[45]。
虽然与胰岛素相比，胰岛素样生长因子- 1被认为与混合型受体有很大的亲和性[46,47]，但是胰岛素和胰岛素样生长因子-1最终都有激活混合受体信号的能力。
虽然混合受体功能的生理意义还没有被完全了解，但是一些研究人员已经观察到棕色的前体脂肪细胞的细胞系。
他们通常是缺乏胰岛素样生长因子-1和胰岛素受体以保证保持磷酸化能力和回应胰岛素和胰岛素样生长因子-1促进增长靶标Akt和MAPK激活的能力[48]。
因此，混合受体在胰岛素样生长因子-1和胰岛素介导的心脏发育中都有重要作用。
然而这一假设还需要进行更加深入的研究，小鼠缺陷性模型的可利用性（这些小鼠的心脏中缺少任意一种类型受体或两中类型受体都缺少）使这成为可接近的并引起大家对假设进行研究。
4. 胰岛素和胰岛素样生长因子-1信号转导胰岛素与其细胞表面受体结合，从而激活一个复杂的信号转导网络，这个网络调节许多细胞功能[49]。
如上所述，胰岛素受体和胰岛素样生长因子-1受体是β-α-α- β异四聚体。
当配体结合到细胞外的α亚基上时，细胞内的级联反应就会开始。
胰岛素β亚基的多个酪氨酸残基自主磷酸化。
激活的胰岛素受体吸附和磷酸化细胞表面的胰岛素受体底物蛋白质。
多个酪氨酸残基磷酸化的胰岛素受体底物为众多的效应器产生Src同源区2结合位点如脂质激酶和磷酸肌醇-3激酶的p85亚基[36,40,49]。
磷酸肌醇-3激酶p85亚基异位结合激活p110催化亚基，使细胞表面磷脂4,5-二磷酸变成磷脂3,4,5-三磷酸肌醇。
磷脂3,4,5-三磷酸肌醇吸附三磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1，最终导致磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1的磷酸化和激活，被激活的磷酸肌醇依赖性蛋白激酶-1随后激活和磷酸化下游区域的胰岛素通道丝氨酸-苏氨酸激酶，包括蛋白激酶B和非典型蛋白激酶C亚型。
除了PI3K依赖胰岛素信号外，其他主要的胰岛素信号涉及酪氨酸磷酸化的胰岛素受体底物-1或转化蛋白结合到了生长因子受体结合蛋白-2的SH2结构域，导致相关鸟苷酸交换因子Sos的激活[36]。
这激活了小GTP酶的Ras，激活Raf 激酶，MAP激酶激酶(MKK1)和细胞外信号调节激酶- 1和-2（ERK1 / 2）。
这种胰岛素信号通路蛋白激酶依赖的分支操作具有调节生理的作用，如调节生物的生长，有丝分裂和分化[49]。