胰岛素的“前世今生”

胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。提起胰岛素，我们首先需要介绍一下人类常见的疾病--糖尿病。胰岛素参与调节糖代谢，控制血糖平衡，可用于治疗糖尿病。糖尿病是以胰岛素分泌不足或作用缺陷导致高血糖为特征的一组代谢性疾病，分为1型糖尿病和2型糖尿病，其中绝大多数为2型糖尿病。2型糖尿病患者在早期往往没有症状，以致很多年不能被诊断。

胰岛素的生理作用

当人体进食后，摄入的淀粉类物质会经过胃肠消化系统，逐步被分解为多糖，最后是我们所熟悉的单糖分子--葡萄糖。胰岛素促进葡萄糖进入到肌肉、脂肪等组织器官，促进葡萄糖转化成脂肪和能量，从而降低血糖。同时，胰岛素可以抑制肝脏合成葡萄糖，抑制糖原分解成葡萄糖，从而使血糖降低。

胰岛素与糖尿病的关系

从上图可以得出：与左侧健康人相比，1型糖尿病的发病机理是由于患者的胰岛无法正常分泌胰岛素，不能够有效地将葡萄糖转运到肌肉、脂肪等组织利用，从而导致血糖升高。2型糖尿病状态下，胰岛素可以正常地运转到肌肉、脂肪等组织，但是肌肉细胞、脂肪细胞不能对胰岛素正常响应，从而导致血糖升高。因此，我们可以得出，胰岛素对于控制高血糖及糖尿病是至关重要的。

胰岛素体内合成

胰岛素是由人体的胰腺分泌，胰岛内有多种细胞成分，如下图所示，其中有一种β细胞，可以产生胰岛素，是胰岛素的“加工厂”。

需要注意的是，胰岛素这种降糖作用不是无限制的，随着人体一天血糖的变化，胰岛素分泌水平也会相应变化。

体外胰岛素来源

如果我们把胰岛素这个激素剖析开，就是如下图所示的一个长长的肽链，包含蓝色的A链、红色的B链和绿色的信号链等。

迄今为止，有四种大规模生产人胰岛素的方法：

1、直接提取：早期人的胰岛素是从人的胰脏中直接分离纯化的，由于原料供应的限制，其产量远远不能满足日益增多的糖尿病人的临床需求。

2、化学合成：根据人胰岛素A链和B链的序列，由单个氨基酸从头合成。这条化学全合成的路线从技术上来说是能够做到的，但其生产成本奇高，从而也限制了产品的广泛应用。

3、化学转型：将猪胰岛素B链末端的丙氨酸交换下来，所形成的人胰岛素叔丁酯再用三氯乙酸脱去叔丁酯基团，最终获得人胰岛素。该过程的总转化率为60%，但工艺路线耗时，分离纯化操作复杂，产品的价格不菲。

4、基因工程：1982年，美国Ely LiLi公司首先使用重组大肠杆菌生产人胰岛素，成为世界上第一个上市的基因工程药物。1987年，Novo公司又推出了利用重组酵母菌生产人胰岛素的新工艺。

总之，基因工程菌合成的重组人胰岛素在体外胰岛素受体结合性能、细胞应答能力、降血糖作用、血浆药代动力学等指标上均与天然胰岛素没有任何区别，而且还具有无免疫原性、注射吸收迅速等优点，充分展示了基因工程在生物医药领域中的巨大潜力。

以上就是胰岛素的“前世今生”，你了解了吗？