胰岛素问题释疑

胰岛素问题释疑问题一胰岛素如何发现？试题解析

试题：某兴趣小组的同学以小鼠为实验材料，以小鼠活动状况为观察指标，设计实验验证胰岛素具有降低血糖的作用．以下为同学们的实验设计方案，请回答相关问题：（1）实验原理胰岛素具有降低血糖的仵用．体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减慢，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。（2）实验步骤①将正常的小鼠随机分成A、B两组，观察并记录小鼠活动状况；②A组小鼠注射适量的用

，B组小鼠注射等量的生理盐水，然后在适宜且相同的条件下培养，观察并记录小鼠活动状况；③A、B两组小鼠注射等量的

溶液，观察并记录小鼠活动状况。（3）实验现象④实验步骤②中发现A组小鼠出现四肢无力、活动减少、甚至昏迷等低血糖症状，原因是

。⑤实验步骤c中A组小鼠活动情况是

。（4）实验结论胰岛素具有降低血糖的作用。（5）该实验过程中，B组小鼠的作用是作为对照（空白对照），每组小鼠在实验步骤中每一步都要观察记录活动状况，这样前后就形成了自身对照。答案：（2）②用生理盐水配制的胰岛素

③葡萄糖（3）④注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑细胞因能量供应不足，出现功能障碍，从而引起低血糖症状。⑤低血糖症状缓解，活动恢复正常（5）作为对照（空白对照）自身对照解析：实验设计遵循对照原则和单一变量原则．要验证胰岛素具有降低血糖浓度的作用，对正常小白鼠注射一定浓度的胰岛素。一段时间后，当小鼠出现低血糖症状，再对其注射一定量的葡萄糖溶液，观察其症状是否缓解，如果缓解，即可证明。

胰岛素的发现简史

1920年11月加拿大西安大略大学一位28岁的兼职教师弗雷达里克·班廷正准备讲授一堂关于糖尿病的课，但很多问题让班廷感到茫然。为什么切除动物的胰腺会引起糖尿病昏迷等症状并且一两周内必然死亡？为什么胰腺能防止糖尿病的发生？是否有一种内分泌物与糖尿病相关？从文献上了解到，的确有一些生理学家认为胰岛能分泌一种未知的内分泌物来调节糖代谢，甚至11年前一个科学家已将这个内分泌物命名为——胰岛素。事有凑巧，不久班廷受到一篇病理学家所写论文的启发，萌生设想：结扎狗的胰导管，待其腺泡萎缩只余胰岛后，分离其内分泌物以试图治疗糖尿病。1921年5月在约翰·麦克劳德教授的支持下，班廷和助手贝斯特开始了试验，但进行得极为不顺。第2周结束时10只狗有7只在切除胰腺和结扎胰导管手术后死亡。快过去2个月时研究进程仍远不理想。但这一切并没有动摇班廷的信心。他和贝斯特互相鼓励，再接再厉，决心再从头做起。初秋的8月他们的实验获得了令人兴奋的结果：①一只切除胰腺的狗表现出糖尿病的典型症状；②当给狗注射提取液后，几小时内狗从昏迷中苏醒过来；狗的尿中恢复至无糖，血糖也降至正常水平；③当停止注射提取液时，糖尿病症状再次出现。随后，反复的实验再次确认了提取液的疗效。实验初步成功后新的问题接踵而至：提取液的纯净度不够；制备过程复杂。经他们的进一步研究发现：酸环境低温乙醇萃取法可从动物（主要是牛）胰腺提取胰岛素，上述问题迎刃而解。随后，胰岛素对糖尿病治疗的良好效果在糖尿病患者身上进一步得到肯定。至此，曾经给人们带来灭顶之灾的糖尿病终于得以攻克。1923年班廷和麦克劳德被授予诺贝尔生理学或医学奖。问题二、胰岛细胞和胰岛素的生理作用

有哪些？动物激素调节中的重点考查点之一就是胰岛素，特别实验试题中出现多次，需要对胰岛素有关的知识进行专题复习。接下来分几次来整理胰岛素相关知识。

胰岛细胞类型及主要生理功能胰岛细胞是可兴奋细胞，教材中只涉及到两种，其实它有四种，它们的生理作用分别是什么？感受怎么样的刺激可以分别相关的物质呢？1．胰岛β细胞约占胰岛细胞的60%～80%，分泌胰岛素，胰岛素可以降低血糖，调节脂肪代谢，调节蛋白质代谢。感受的刺激因素有多种，如高血糖浓度，血液中氨基酸和脂肪水平，激素的作用和神经调节。缺乏胰岛β细胞将导致糖尿病的发生。2．胰岛α细胞约占胰岛细胞的24%～40%，分泌胰高血糖素。胰高血糖素主要作用同胰岛素相反，可增高血糖浓度，促进肝糖元的作用明显，对肌糖元的作用不明显。感受的刺激因素是低血糖浓度，氨基酸水平、激素的作用和神经调节。3．胰岛δ细胞约占胰岛细胞总数的6%～15%，分泌生长抑素（SS），它的主要作用是通过旁分泌抑制胰岛其他3类细胞的分泌活动，参与胰岛素分泌调节，还可抑制各种胃肠激素的释放，抑制胃酸、胃蛋白酶、胰蛋白酶及唾液淀粉酶的分泌，也抑制垂体生长激素（GH）、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素和催乳素的释放。4．胰岛PP细胞约占胰岛细胞的1%，分泌胰多肽（PP）。胰多肽是36个氨基酸组成的直链多肽激素。PP细胞受餐后食物中蛋白质的作用，蛋白质是刺激PP分泌的最强因素，其次是脂肪、糖类。PP具如下生理效应：（1）抑制胆囊收缩素和胰酶的排放，使胆囊平滑肌松弛，可降低胆囊内的压力，胆总管括约肌紧张加强，抑制胆汁向十二指肠的排放。（2）各种食物进人小肠对PP释放有刺激作用，PP的生理作用是抑制餐后胰液和胆汁分泌，对胰泌素和胆囊收缩素等外源性促胰腺分泌的作用，PP均为较强的抑制剂。（3）PP对胃肠道有广泛作用，对五肽胃泌素引起的胃酸分泌的抑制作用。（4）PP抑制血浆胃动素的分泌，增加食管下括约肌的压力，抑制胃体部肌电活动。

胰岛素的生理作用胰岛素的主要生理作用是调节代谢过程。1．对糖代谢的调节促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，促进糖原合成，抑制糖异生，使血糖降低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。（1）促进肌肉、脂肪组织等处的靶细胞细胞膜载体将血液中的葡萄糖转运入细胞。（2）通过共价修饰增强磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP浓度，从而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。（3）通过激活丙酮酸脱氢酶磷酸酶而使丙酮酸脱氢酶激活，加速丙酮酸氧化为乙酰辅酶A，加快糖的有氧氧化。（4）通过抑制PEP羧激酶的合成以及减少糖异生的原料，抑制糖异生。（5）抑制脂肪组织内的激素敏感性脂肪酶，减缓脂肪动员，使组织利用葡萄糖增加。2．调节脂肪代谢胰岛素能促进脂肪的合成与贮存，使血中游离脂肪酸减少，同时抑制脂肪的分解氧化。胰岛素缺乏可造成脂肪代谢紊乱，脂肪贮存减少，分解加强，血脂升高，久之可引起动脉硬化，进而导致心脑血管的严重疾患；与此同时，胰岛素缺乏会导致机体脂肪分解