揭秘我們的身體是如何調節血糖平衡的
發佈時間: 2015-10-26 14:52:49 | 來源: 環球網 | 責任編輯: 許晴晴
一天當中正常的血糖波動曲線
我們可以看到,如紅色實線所示,血糖水準在三頓飯前後會有急劇的波動,上升幅度可以到達100%。與之密切相關的是血液中胰島素水準(藍色實線)的波動:可以看到,胰島素幾乎隨著血糖上升應聲而起,肩負著將血糖水準迅速調整回本底水準的艱巨使命。值得注意的是,如果食物中澱粉含量低而糖類含量高(紅色虛線),那麼血糖波動水準還會更加劇烈和危險,這也是為什麼高糖食物(例如軟飲料)不利於健康的原因之一。(圖片來自英文維基百科)
而正因為如此,除了維持血糖在一般狀態下的水準穩定之外,胰島素還肩負著在餐後的血糖尖峰時刻力挽狂瀾、維持血糖水準不要高得太太離譜的艱巨使命。與此同時,我們人類作為雜食、甚至還偏好肉食的動物,食物中除了碳水化合物之外還頗多蛋白質和脂肪等能量分子,這些能量分子的代謝又和葡萄糖之間有複雜和微妙的聯繫。但是總而言之,我們身體這套血糖穩壓系統,特別是胰島素這個血糖減壓閥,其意義是無論如何強調都不為過的。
減壓閥的工作原理
區區一個限壓閥,工作起來也沒有想像的那麼簡單。
還是拿高壓鍋的限壓閥為例來説明問題吧。我們知道,高壓鍋限壓閥的減壓效果本質上是兩個功能的結合:首先,閥門要有能力判斷鍋內氣壓水準是否已經超過允許值;其次,在氣壓水準超過允許值之後應該有相應的減壓機制。
這兩個功能實現起來倒是也相當簡便:鍋內的空氣通過一根很細的管子通往鍋外,而限壓閥壓在管子出口處封閉空氣的流出。只有當鍋內氣體壓力過大時才會頂起限壓閥排出氣體。限壓閥的重量設定是經過了精密的計算,以保證只有鍋內氣體的壓力超過一個預先設置的允許範圍時,才會導致限壓閥被頂起。
因此,這套簡單的機械構造具備了任何自動減壓系統都必須具備的兩個要素:限壓閥的重量起到了實時監測壓力的功能;而限壓閥被頂起則起到了迅速減小壓力的功能。
以小見大,我們身體中的胰島素系統,雖然要比區區一個高壓鍋複雜和精密許多許多倍,其基本的工作原理還是類似的。
首先,我們需要一個血糖實時監測系統,告訴我們的身體血液裏的葡萄糖水準究竟怎麼樣了。然後我們還需要一個快速反應系統,在血糖水準太高的時候,起到迅速降低血糖的作用。
先説這個血糖實時監測系統吧。這套系統簡單來説,就是靠調節胰島素的分泌來實現的。如下圖所示,當血糖水準太高時,葡萄糖分子能夠透過一個名為GLUT2的葡萄糖轉運蛋白跨過細胞膜進入貝塔細胞內,並迅速用於産生ATP能量分子,進而引發一系列的化學反應,最終導致胰島素的大量釋放。這套高血糖-胰島素分泌的系統恰似高壓鍋的穩壓閥,可以非常靈敏的監測到血糖水準的異常升高。