糖未至,胰岛素先行:Physiol Rev掀开“头相胰岛素”的神秘面纱

2023-02-07 代谢网 代谢网 发表于安徽省

胰岛素分泌反应(CPIR)是指在葡萄糖对胰岛β细胞直接刺激之前,食物的感官刺激通过作用于头部和口咽部感受器促使胰岛素分泌的过程。

头相胰岛素分泌反应(CPIR)是指在葡萄糖对胰岛β细胞直接刺激之前,食物的感官刺激通过作用于头部和口咽部感受器促使胰岛素分泌的过程。目前认为CPIR参与了机体正常的葡萄糖稳态,在肠内或肠外喂养方案中,口咽与食物没有接触可能是导致该部分患者糖代谢失调的原因之一。

2022年11月24日,生理学顶刊《PHYSIOLOGICAL REVIEWS》杂志(IF=46.50)在《The Elusive Cephalic Phase Insulin Response: Triggers, Mechanisms, and Functions》一文中讨论了CPIR的定义、生理功能、触发CPIR的各种刺激和涉及的感觉和神经机制。文章中强调,在整个进食过程中,对胰岛素分泌的头相刺激是持续的(即在循环葡萄糖增加之前需要胰岛素的释放)。因此,关注CPIR在进食全过程反应中的作用,而不是仅仅强调进食的开始,有利于更充分地理解其生理功能和临床效应。

1.头相胰岛素反应(CPIR):它是什么?

研究发现,进食前(看到食物后)或进食过程中会触发几种胃肠道和代谢激素的释放,激活自主神经系统,而后诱导代谢变化,如CPIR。许多学者将CPIR狭义地定义为一种头侧受体触发的、神经介导的胰岛素释放,发生在营养吸收之前,并且是短暂的。但这一标准定义的忽略了这样一个事实,即头侧受体的刺激在整个进餐过程中都在持续,并不局限于食物摄入的早期阶段(见图1)。所以作者认为,CPIR或神经刺激对整个进食过程中胰岛素反应的贡献比通常认为的要大得多。

图1. CPIR过程示意图

注:(i)进食碳水化合物(CHO)的假设时间轴,(ii)口咽部-胃肠道葡萄糖的动态变化,(iii)血糖,(iv)食物通过口腔摄入(A)或直接进入胃(B)后血胰岛素的变化。请注意,在该图中,胰岛素释放的头侧刺激不是仅在用餐开始时看到的短暂事件,而是持续整个过程(图片来源:文章1)。

2.头相胰岛素反应(CPIR):它的功能是什么?

胰岛素的分泌,是由许多因素共同调节的。当面对着一桌食物,或是刚动嘴吃的时候,我们的血糖不会立即上升,但感官刺激却扑面而来,视觉、嗅觉、味觉、本体感受和触觉刺激等等,都可能成为胰岛素分泌的第一波驱动力。在饮食中,CPIR是必不可少的过程,能让机体为下一阶段由糖分刺激的胰岛素分泌做好准备。

以往研究表明,当摄取食物的方式绕过了口腔,缺少相关刺激时,如使用肠内或肠外营养的患者,出现葡萄糖不耐受的症状明显增加。所以CPIR的作用不仅是在早期促进胰岛素分泌,还对餐后血糖稳态起到一个整体调控,CPIR中断或缺失与胰岛素抵抗和2型糖尿病的发展有关。值得一提的是,今年来自瑞士巴塞尔大学的最新研究显示(Cell Metabolism,图2),肥胖可导致的内源性白细胞介素1β活性的长期过剩,引起人类和老鼠的CPIR分泌失调。研究者认为CPIR障碍是肥胖相关葡萄糖稳态失衡的重要原因之一。

图2. 肥胖引起的CPIR障碍

注:上为正常小鼠,头相胰岛素分泌正常;中为肥胖小鼠,炎症反应过度,头相胰岛素分泌被抑制;下为肥胖小鼠加白细胞介素1β的抗体,炎症反应被抑制,头相胰岛素分泌恢复(图片来源:文章2)。

3.触发头相胰岛素反应(CPIR)的机制

图3显示了为确保刺激能够到达并激活口腔中的相关味觉感受器以启动触发CPIR的神经信号所需的关键条件。包括:

1)食物;

2)葡萄糖;

3)刺激物:葡萄糖是在迄今为止所有哺乳动物的研究中作为一种最直接的口腔刺激起着特殊的作用;

4)感受器的部位:充分刺激口腔味觉感受器区;

5)吞咽:缺乏吞咽行为可导致咽和食管相关的肌肉和体感传入反应迟钝,测试食物是否存在CPIR的一个潜在因素是食物是否被吞下;

6)中枢系统-感官:视觉、嗅觉、味觉和触觉等可作为关键的刺激特征;

7)中枢系统-认知:对食物的经验性条件反射影响CPIR的潜力;

8)从感觉传导到运动执行;

9)头相胰岛素释放

图3. CPIR释放的9个关键点

注:CPIR始于用餐期间口咽葡萄糖量的增加(黑色),结束于副交感神经支配(棕色)的胆碱能刺激下β细胞(红色)释放胰岛素(图片来源:文章1)。

随着该领域的证据链不断更新,人们越来越关注CPIR在葡萄糖稳态中的生理机制和作用。目前,研究人员认为口咽葡萄糖启动的CPIR神经机制旨在为β细胞对葡萄糖的反应做好准备(类似于肠促胰岛素效应),而不是作为胰岛素释放的直接触发器。鉴于经典CPIR定义的有限用途,再加上目前该领域发展存在的问题,未来将促使我们去寻找能够准确检测头相或神经胰岛素释放量的方法,将头相和吸收后刺激的胰岛素释放进行区分,更好地理解CPIR作为整体胰岛素反应关键组成部分的生理作用和临床重要性,以期寻找到治疗糖尿病的新型关键靶点。

版权声明:
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,或“梅斯号”自媒体发布的文章,仅系出于传递更多信息之目的,本站仅负责审核内容合规,其内容不代表本站立场,本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (1)
#插入话题
  1. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=2113900, encodeId=6de7211390018, content=学习了, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=51, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=, createdBy=b6f52080290, createdName=大贝儿, createdTime=Fri Feb 10 07:19:08 CST 2023, time=2023-02-10, status=1, ipAttribution=江苏省)]
    2023-02-10 大贝儿 来自江苏省

    学习了

    0