葡萄糖激酶的作用机制
葡萄糖激酶GK的作用机制
血糖稳态是机体通过精密的调控系统,将血糖维持在一个狭窄的范围之内。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、共同发挥作用以维持整个血糖稳态的平衡。在这个生理性稳态调控系统中,GK是核心调糖靶器官细胞内葡萄糖代谢的第一个关键酶。GK是调节血糖高与低的关键,分布在肝脏、胰岛、肠道等核心调糖靶器官中。血糖水平发生变化时,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。
在葡萄糖摄取之后,胰岛β细胞感应到血糖浓度高于5 mmol/L后,GK被激活,启动胰岛素分泌;逐渐升高的胰岛素作用于肝脏细胞,促进肝细胞GK的基因表达。当血糖浓度升至8 mmol/L时,肝脏GK激活,启动肝糖原合成。肝脏GK的基因表达依赖于胰岛素,当血糖降低到4 mmol/L以下时,GK活性迅速下降,启动胰岛α细胞的胰高糖素释放机制,胰高糖素作用于肝细胞的受体,启动肝糖原分解和糖异生机制,为机体输送葡萄糖,维持血糖稳态。通过GK的作用,机体最为重要的葡萄糖感知细胞和葡萄糖处置细胞相互协调,维持血糖稳态。
另外,在肠道中,当葡萄糖浓度大于5mmol/L时,肠道L细胞中GK感受到葡萄糖浓度后做出的“指挥”肠道会分泌GLP-1;在大脑中的GK同样也会参与血糖的调控。
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