备课素材知识点:胰岛素分泌的调节机制 高中生物人教版选择性必修1
展开那么,胰岛B细胞分泌胰岛素的调节机制是什么?
胰岛素是体内能够降低血糖的激素,影响胰岛素的分泌的调节因素一般分为直接与间接两种途径。直接途径是,当血糖含量升高时促使胰岛B细胞从而分泌出胰岛素;间接途径为,当血糖含量升高时,下丘脑的某一区域在副交感神经的作用下,使胰岛B细胞来分泌激素。人体胰岛素分泌的调节,一般是由前者控制的。
1.血糖含量高直接作用于胰岛B细胞
胰岛B细胞对血糖浓度的变化非常敏感,在持续高血糖的刺激下,胰岛素的分泌可分为两个时相:第一时相是快速分泌期,在血糖升高开始0.5-1min胰岛素的分泌增加,持续数分钟,主要来源于胰岛B细胞贮存的胰岛素释放;第二时相起始于第一时相结束前,持续时间长,主要是激活了胰岛B细胞胰岛素合成酶系,促进胰岛素的合成与释放。
正常胰岛素分泌机制
葡萄糖刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的机制是通过ATP介导的。当血糖浓度增加时,细胞外的葡萄糖在GLUT2的作用下进入胰岛B细胞内,葡萄糖随即被葡萄糖激酶磷酸化,成为6-磷酸葡萄糖。6-磷酸葡萄糖氧化生成ATP,线粒体中糖代谢加剧,提高了细胞内ATP浓度,ATP能特异性地抑制细胞膜上的ATP敏感性钾通道,导致细胞膜去极化,进而激活电压依赖性钙离子通道,钙离子内流,细胞内钙离子浓度升高,从而激活胰岛素合成和分泌所需要的一系列酶或蛋白,然后将胰岛素分泌至细胞外。
2.血糖含量高通过下丘脑间接作用于胰岛B细胞
下丘脑作为神经-免疫-内分泌网络的重要组成部分,在维持体内葡萄糖内环境的平衡中起着重要作用。下丘脑能通过GLUT2、葡萄糖激酶、ATP敏感的钾离子通道感受外周血糖的变化并对其进行调控。
下丘脑外侧核通过兴奋迷走神经(一种副交感神经):促进胰岛B细胞分泌胰岛素,促进糖氧化;又可直接作用于肝,活化糖原合成酶,促进糖合成肝糖原;抑制糖异生途径,从而使血糖浓度降低。另外,迷走神经还可通过刺激胃肠激素的释放,间接促进胰岛素的分泌。
具体的机理是:下丘脑中的葡萄糖感受器接收到葡萄糖信号后刺激迷走神经兴奋,通过迷走神经传出纤维末梢释放乙酰胆碱,作用于胰岛B细胞表面特异性受体,启动胰岛B细胞的第二信使,从而刺激胰岛B细胞合成并分泌胰岛素。
另外,许多氨基酸也能刺激胰岛素分泌,其中,精氨酸和赖氨酸的作用最强。游离脂肪酸,特别是长链的饱和脂肪酸可增强B细胞对葡萄糖的反应性分泌。
例、如图是人体胰岛素分泌调节及发挥生理作用的示意图.请回答问题:
(1)人进餐后,食物刺激消化管牵张感受器产生的兴奋传到A处时,细胞膜外的电位变化是 ,兴奋传到B处时的信号变化是 。
(2)据图可知,内环境中的 可调节胰岛细胞的分泌活动,故胰岛素分泌的调节方式属于 。
(3)胰岛 细胞分泌的胰岛素与受体结合后,使靶细胞产生的生理效应是 ,从而降低血糖浓度。
答案:(1)由正变负 电信号→化学信号→电信号(2)葡萄糖浓度和神经递质 神经-体液
(3)B 促进细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖
解析:
(1)人进餐后,食物刺激消化管牵张感受器产生的兴奋传到A处时,Na+通道打开,导致Na+内流,细胞膜外的电位变化是由正变负,兴奋传到B突触处信号变化:电信号→化学信号→电信号。
(2)根据题意和图示分析可知:内环境中的葡萄糖浓度和神经递质可调节胰岛细胞的分泌活动,故胰岛素分泌的调节方式属于神经-体液调节。
(3)胰岛B细胞分泌的胰岛素与受体结合后,使靶细胞产生的生理效应是促进细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖,抑制肝糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖,从而降低血糖浓度。
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