血糖调节
CIE A-Level 生物学· 15.3(d), 15.3(e)· 15 分钟阅读
1. 为什么要调节血糖?★★☆☆☆⏱ 3 min
健康人的血糖维持在4–6 mmol dm⁻³之间。葡萄糖是大多数细胞的主要呼吸底物,尤其是脑细胞,它们无法有效利用其他替代能源。低血糖(葡萄糖不足)会剥夺细胞的能量,导致意识混乱、昏迷甚至死亡。高血糖(葡萄糖过高)会降低血液水势,造成渗透细胞损伤,并长期损害血管和神经。
正常血糖
由稳态机制维持的稳定正常血糖浓度范围
例:
健康人禁食8小时后的血糖为正常血糖,范围在4–6 mmol dm⁻³之间
解释为什么未经治疗的高血糖会导致脱水。
- 1
高血糖会升高血浆的溶质浓度,从而降低其水势。
- 2
水通过渗透作用顺着水势梯度从体细胞进入血浆。
- 3
血容量增加会导致肾脏产生更多尿量,排出多余水分。
Exam tip:
解释高血糖的影响时,一定要提及水势变化——这是CIE考试的常见得分点。
2. 对高血糖的反应★★☆☆☆⏱ 5 min
进食富含碳水化合物的餐后,血糖升高超出正常范围。该变化被胰腺内分泌组织胰岛中的β细胞检测到。β细胞将胰岛素分泌进入血液。
胰岛素
一种通过增加靶组织对葡萄糖的摄取、利用和储存来降低血糖的激素
增加细胞表面GLUT4葡萄糖转运蛋白的数量,提高葡萄糖摄取量
激活糖原合成(葡萄糖 → 糖原),在肝脏和肌肉中储存
促进糖酵解(分解葡萄糖用于呼吸作用)
抑制糖原分解和糖异生(葡萄糖生成过程)
描述身体如何纠正餐后的血糖升高。
- 1
血糖升高超出正常范围后,被胰岛中的β细胞检测到。
- 2
β细胞向血液中分泌更多胰岛素,胰岛素随血液运输到达靶组织(肝脏、肌肉、脂肪组织)。
- 3
胰岛素与细胞表面受体结合,触发细胞内反应,增加葡萄糖摄取和储存,降低血糖。
- 4
当血糖恢复正常后,负反馈作用减少胰岛素分泌,终止反应。
3. 对低血糖的反应★★★☆☆⏱ 4 min
当血糖低于正常范围时(两餐之间、运动后),该变化被胰岛中的α细胞检测到。α细胞分泌激素胰高血糖素,其主要靶组织是肝脏。
胰高血糖素
一种通过激活肝脏中糖原分解和葡萄糖合成来升高血糖的激素
激活糖原分解:分解储存的糖原生成葡萄糖
激活糖异生:从非碳水化合物来源合成葡萄糖
抑制糖原合成,防止葡萄糖储存
胰岛素和胰高血糖素如何共同维持血糖稳定?
- 1
两者均由胰腺根据血糖变化分泌,通过负反馈发挥作用。
- 2
血糖升高时β细胞分泌胰岛素降低血糖,血糖降低时α细胞分泌胰高血糖素升高血糖。
- 3
它们具有拮抗(相反)作用,相互抵消,使血糖维持在狭窄的正常范围内。
4. 糖尿病★★★☆☆⏱ 3 min
糖尿病是一种血糖调节失效的疾病,会导致慢性高血糖。糖尿病主要分为两种不同类型,CIE考官经常要求考生对其进行比较:
特征 | 1型糖尿病 | 2型糖尿病 |
|---|---|---|
病因 | 自身免疫破坏β细胞,不产生胰岛素 | 靶细胞胰岛素抵抗,随时间推移出现β细胞功能障碍 |
典型发病年龄 | 儿童/青少年早期 | 成年发病,与肥胖相关 |
治疗方法 | 胰岛素注射 + 控制饮食 | 饮食/运动、口服药物,最终需使用胰岛素 |
患病率 | ~10% of all diabetes cases | ~90% of all diabetes cases |
为什么未经治疗的糖尿病患者尿液中会出现葡萄糖?
- 1
血糖升高远远超过肾单位的最大重吸收阈值。
- 2
多余的葡萄糖无法从滤液中重吸收回血液,因此留在尿液中。
- 3
葡萄糖降低滤液的水势,因此更多水分留在尿液中,导致尿量增加。
Exam tip:
练习绘制完整的血糖调节负反馈图,这是常见的5-6分问答题。
5. 常见陷阱
错误做法:
混淆糖原合成、糖原分解和糖异生
原因:
考试答题中这些相似术语经常被混淆
正确做法:
记住后缀:genesis = 生成:糖原合成 = 生成糖原;lysis = 分解:糖原分解 = 分解糖原;糖异生 = 从非碳水化合物生成新葡萄糖
错误做法:
认为胰高血糖素由肝脏产生
原因:
混淆分泌部位和靶组织
正确做法:
胰高血糖素由胰腺中的α细胞分泌;肝脏是其主要靶组织
错误做法:
声称2型糖尿病是由胰岛素不足引起的
原因:
早期2型糖尿病不是由低胰岛素水平导致的
正确做法:
2型糖尿病由胰岛素抵抗(靶细胞不对胰岛素产生反应)引起;发病初期胰岛素水平甚至可能升高
错误做法:
忘记提及负反馈
原因:
血糖调节是负反馈的经典例子,这总是一个得分点
正确做法:
一定要说明,当血糖恢复正常后,激素分泌会减少,终止反应
错误做法:
描述血糖调节时只提到胰岛素
原因:
学生经常忘记胰高血糖素在升高血糖中的作用
正确做法:
完整描述血糖调节时,一定要同时提到胰岛素(降血糖)和胰高血糖素(升血糖)
6. 速查表
过程/状态 | 关键事实 | 调节 |
|---|---|---|
糖原合成 | 葡萄糖 → 糖原(储存) | 胰岛素激活 |
糖原分解 | 糖原 → 葡萄糖 | 胰高血糖素、肾上腺素激活 |
糖异生 | 葡萄糖来自非碳水化合物 | 胰高血糖素激活 |
1型糖尿病 | 不产生胰岛素 | 通过胰岛素注射治疗 |
2型糖尿病 | 胰岛素抵抗 | 通过饮食/运动控制 |
正常范围 | 4–6 mmol dm⁻³ | 负反馈 |
真题中的出现
AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。
- 2022 · 11
关于胰岛素作用的选择题
- 2023 · 22
关于血糖调节的论述题
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比较1型和2型糖尿病
深入阅读
下一步
血糖调节是CIE A-Level生物学中最常考的稳态例子之一。掌握这个主题为理解其他稳态控制系统打下坚实基础,其他系统也遵循相同的负反馈、激素作用和细胞信号传导核心原则。拓展回答题经常要求比较不同稳态机制,因此理解这里的核心规律能帮助你有效答题。接下来的主题将在此基础上探索人体其他关键稳态系统。
