“神奇”的胰岛细胞、“娇气”的胰岛细胞”
过程所 傅德贤
至2013年统计,全球有糖尿病病人3.71亿。中国是糖尿病第一大国,约1.2亿人。十年前(2002年)医疗部门统计中国公费糖尿病人医疗费用占公费医疗资源的四分之一。2012年美国用于糖尿病的医疗费大约4710亿美元。到2013年11月统计美国因糖尿病死亡的人数超过艾滋病和乳腺癌的总和。
糖尿病是由多种因素造成。分为 型和 型,但根本的原因是胰岛细胞受到损坏。保护好胰岛细胞是预防糖尿病的首要任务。
首先了解一下胰岛细胞的结构和分工。
(图一)胰岛细胞(islet)
(图二)胰腺(pancreas)
(图三)胰腺的位置
(图四)胰腺的位置
(图五)不同功能的胰岛细胞
一、胰岛细胞的分工
胰岛细胞分为A细胞、B细胞、D细胞。
A细胞( 细胞),约占胰岛细胞的24%~40%,分泌胰高血糖素。胰高血糖
素作用同胰岛素相反,可增高血糖。
B细胞( 细胞),约占胰岛细胞的60%~80%,B细胞最重要,它能分泌胰岛素。
D细胞,约占胰岛细胞总数的6%~15%,分泌生长激素抑制激素。
二、“神奇的三精细胞”——胰岛B细胞
胰岛B细胞是藏在深闺无人识的细胞,她躲在胰脏器官里,是人体内唯一能分泌胰岛素的细胞。人体胰岛细胞随年龄增长逐渐减少。新生儿胰岛占胰组织的20%,儿童(1~11岁)占7.5%。儿童胰岛细胞少,分泌胰岛素量低,发育差身材矮小。成年人只占1%。因此保护胰岛应该从娃娃抓起。
胰岛B细胞分泌胰岛素的功能是其他任何细胞都不能替代的。她的神奇在于她是“三精”细胞。她能根据摄入碳水化合物的量精密地分泌胰岛素;一个单位也不多一个单位也不少。正常的胰岛细胞从不偷懒罢工,不管你是半夜进食还是正午进食,她都会按你进食的量精准地释放出胰岛素,精确地调节血糖,使血糖永远保持恒定。
三、“娇气”的胰岛B细胞
人类胰岛B细胞的数量是固定的,是不可再生的,一旦损坏,就永远不能恢复分泌胰岛素的功能,也没有其他的细胞或器官能替她产生代偿性作用。胰岛B细胞是千斤大小姐、是弱不禁风的。在胰岛细胞的培养研究过程中发现胰岛B细胞是非常脆弱的,生存条件非常苛刻,温度、Ph值、营养液等稍有微小的变化,她就会死亡。胰岛B细胞分泌胰岛素受神经、内分泌、免疫系统调节,这个系统非常严密精确地维持人体内环境平衡。体系中任何一个环节稍有变化或失调,胰岛B细胞就会受到损害。疾病、神经内分泌免疫功能紊乱、化学物质、环境污染甚至气候变化都可使其发生病变减少胰岛素分泌或不分泌胰岛素,所以说她是非常娇气的。
(图六)受到损坏的胰岛细胞
(图七)胰岛素分子结构
四、胰岛素的发现和功能
胰岛素于1921年由加拿大人F.G.班挺和C.H.贝斯特首先发现,1922年开始用于临床,并获得诺贝尔奖。胰岛素的诞生,使不治之症——糖尿病患者得到了拯救。世界上第一例使用胰岛素的病人从十岁左右开始注射胰岛素,注射了60多年胰岛素,和正常人一样地生活工作,活了70多岁,直到20世纪90年代才去世。
在20世纪80年代前,用于临床的胰岛素几乎都是从猪、牛胰脏中提取的。不同动物的胰岛素组成均有所差异,猪胰岛素与人胰岛素结构最为相似,只有B链羧基端的一个氨基酸不同。80年代初运用遗传工程技术由微生物大量生产人的胰岛素,用于临床治疗糖尿病,取得了卓越的效果。
1965年9月17日,中国科学家人工合成了具有完全生物活性的结晶牛胰岛素,它是第一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质。
胰岛素是把人体摄入的营养成分储存起来以备后用的一种激素。胰岛素使人体摄入的葡萄糖转化为糖元储藏在肝脏及肌肉中,从而降低血液中糖的含量,以备运动和饥饿等需要能量消耗时再分解产能。胰岛素还能促进脂肪及蛋白质的合成及储存。胰岛素的作用分为药理作用、生理作用、调节糖代谢、脂肪代谢、蛋白质代谢和其它的功能作用。
五、损害胰岛细胞的各种因素
遗传因素:
目前研究提示遗传缺陷是糖尿病发病的基础,这种遗传缺陷表现在人第6对染色体的HLA(人类白细胞抗原)抗原异常上。有这种缺陷的人易发生自身免疫性疾病。 型糖尿病就是自身免疫性疾病。糖尿病有家族性发病的特点——如果父母患有糖尿病,子女更容易患上此病。
损害胰岛细胞的因素有多种多样、是立体的、多方位的:保护胰岛须全民行动起来,从娃娃抓起!
胰岛细胞既娇气又敏感。各种化学物质、重金属、氰化物、药物、农药、微生物代谢产生的毒素、放射性辐射、原子弹爆炸产生的射线都有可能对她造成损伤。
在加勒比地区的牙买加和西太平洋的巴布亚-新几内亚等岛国以木薯为主要粮食。木薯在胃里释放氰化氢,损坏胰岛细胞。这些国家和地方都是糖尿病高发区。
烟酒不但是心脑血管疾病的罪魁祸首;香烟里的一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、焦油也都是毁灭胰岛细胞的帮凶。
大气、水、土壤含有的各种农药化肥,不但引发癌症,还损害人体免疫系统,同时也是损害胰岛细胞的急先锋。
房屋装修、石棉天花板、油漆等含有的石棉纤维、各种有机苯类化合物、铅、铅尘埃伤及了神经和肾功能,也成破坏了胰岛细胞的罪魁祸首。
汽车尾气、各种化学喷洒剂、杀虫剂、染发剂等及在空气中漂浮的PM2.5颗粒都是胰岛细胞的天敌。。
不正常的人类情绪也是摧毁胰岛细胞的因素之一,大喜大悲、愤怒、恐惧、长期精神紧张都会打乱胰岛细胞分泌胰岛素的规律,久而久之使胰岛细胞功能失调,诱导胰岛细胞自我凋亡和毁灭。
暴饮暴食是急性胰腺炎诱因,而长期饮食不正常、过饥过饱、昼夜颠倒致生物钟混乱都是胰岛细胞所不能承受的。
过度劳累体质下降,柯萨奇病毒、风疹病毒、腮腺病毒就会乘虚而入,兴风作浪,破坏胰岛细胞,导致I型糖尿病发生。
柯萨奇病毒是儿童 型糖尿病的元凶。它会诱发T-淋巴细胞产生识别错误,误把自身胰岛细胞当成外来异物,围剿扼杀胰岛细胞,引发 型糖尿病。这就是为什么说 型糖尿病是自身免疫性疾病。这又要求保护胰岛细胞要从娃娃抓起。
六、保护胰岛的研究
世界各国都投入很多经费和科学家、医学家研究如何保护胰岛细胞。西方的研究更多的是基因治疗和胰岛移植技术。
多糖、寡糖有一定保护胰岛细胞的功能。特别是从云南的魔芋中分离出分子量为666的寡糖在大鼠的胰岛细胞的实验中有明显对抗化学药物链尿佐菌素、四氧嘧啶对胰岛细胞的破坏。传统的中草药也含有保护胰岛细胞的组分。广东广西有一种草药名玉芙蓉,其含有的一些化学成分也能对抗链尿佐菌素、四氧嘧啶对胰岛细胞的破坏,这些组分有望被开发出治疗糖尿病药物。
一些中药如生地、葛根、山药、栝楼、山萸肉等都含有某些有效成分促进胰岛功能的恢复。