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學習重點 胰島素降低血糖，促進利用與儲存：增加肌肉及脂肪細胞攝取葡萄糖，促進糖解、肝醣、脂肪及蛋白質合成。 胰島素抑制分解與產糖：抑制肝臟糖質新生、肝醣分解、脂肪分解及酮體生成；缺乏時，這些代謝變化多朝相反方向進行。 成熟胰島素是雙鏈蛋白質：共 51 個胺基酸，A、B 鏈以雙硫鍵連結；前驅物 proinsulin 經加工產生 insulin 與 C-peptide。 胰島素受體具有酪胺酸激酶活性：訊息傳遞促使 GLUT4 移至肌肉與脂肪細胞膜，增加葡萄糖攝取。 轉運蛋白依功能辨認：GLUT1 與基礎葡萄糖供應有關、GLUT3 供應神經元、GLUT4 受胰島素調控、GLUT5 運輸果糖、GLUT9 參與尿酸鹽運輸。 核心觀念 一、胰島素的合成、儲存與結構 胰島素由胰臟蘭氏小島的β 細胞合成。先合成 preproinsulin，移除訊號胜肽後成為 proinsulin，再於分泌顆粒成熟過程中切除 C-peptide，形成成熟胰島素。β 細胞分泌顆粒內以成熟胰島素為主，也含少量尚未加工完成的 proinsulin，因此不能認為 proinsulin 不會存在或儲存於 β 細胞。 Proinsulin 是單一多肽鏈；成熟胰島素則由A 鏈 21 個與 B 鏈 30 個胺基酸組成，合計 51 個。兩鏈間有兩個雙硫鍵，A 鏈內另有一個雙硫鍵。因此，「成熟胰島素是單一多肽鏈」及「A、B 鏈以氫鍵連結」都是錯誤敘述。 胰島素與 C-peptide 加工後可等莫耳分泌，C-peptide 可用於評估內源性胰島素分泌；等莫耳分泌不表示兩者在血中的濃度必然相同。 二、胰島素受體與 GLUT4 移位 胰島素與細胞膜受體結合後，活化受體本身的酪胺酸激酶（tyrosine kinase），再經下游訊息傳遞，使細胞內含 GLUT4 的囊泡移至細胞膜並與其融合。膜上的 GLUT4 增加，便能提高葡萄糖進入細胞的速率。 此機制以骨骼肌、心肌及脂肪細胞最具代表性。飯後胰島素增加，促進肌肉利用葡萄糖及脂肪組織攝取葡萄糖。運動也能經不依賴胰島素的途徑促進肌肉 GLUT4 移位，因此「受胰島素調控」不等於「只有胰島素才能促進運輸」。 三、胰島素的代謝作用與缺乏時的變化 胰島素是促進合成與儲存的激素。降低血糖的主要機制包括增加周邊攝糖、促進利用與儲存，以及減少肝臟輸出葡萄糖；不是藉由阻止小腸吸收葡萄糖或增加心跳來降低血糖。 代謝作用胰島素充足時胰島素缺乏時 肌肉、脂肪攝取葡萄糖增加減少 糖解作用（glycolysis）促進相關組織的葡萄糖利用下降 肝醣合成（glycogenesis）促進減少 肝醣分解（glycogenolysis）抑制增加 肝臟糖質新生（gluconeogenesis）抑制增加 脂肪生成與三酸甘油酯合成促進儲存作用減弱 脂肪分解與肝臟酮體生成抑制增加 蛋白質代謝促進合成、抑制分解合成減少、分解增加 胰島素可促進醣類轉為肝醣或脂肪儲存，也能刺激蛋白質合成。缺乏時，脂肪分解釋出較多脂肪酸，供肝臟生成酮體；因此酮酸生成增加符合胰島素缺乏，肝醣合成增加則不符合。考題所稱「酮酸合成」可依酮體生成的方向判斷。 四、各型 GLUT 的分布與運輸特性 GLUT 家族主要進行促進性擴散，依底物濃度梯度運輸，不直接消耗 ATP。名稱雖與葡萄糖有關，各型的底物偏好仍不同，不能一律視為只運輸葡萄糖，也不能一律視為需要胰島素。 類型代表分布與功能判斷關鍵 GLUT1紅血球、血腦障壁等，提供基礎葡萄糖運輸主要不依賴胰島素 GLUT2肝細胞及小腸、腎臟上皮的基底外側膜；可依梯度進行葡萄糖運輸不是胰島素刺激移位的代表 GLUT3主要見於神經元，對葡萄糖親和力高供應神經元所需葡萄糖 GLUT4骨骼肌、心肌、脂肪細胞胰島素促進其移至細胞膜 GLUT5小腸上皮刷狀緣，將腸腔內果糖運入細胞果糖運輸，不需胰島素協助 GLUT9腎臟等組織，參與尿酸鹽運輸及腎臟尿酸處理腎臟、尿酸鹽 傳統教材常將 GLUT2 與胰島 β 細胞攝糖、血糖感測連結，這主要來自齧齒類研究；人類 β 細胞的轉運蛋白分布有所不同。作答時應掌握：GLUT5 的代表功能是果糖運輸，並非 β 細胞葡萄糖運輸；胰島素促進周邊攝糖的代表則是 GLUT4。 比較肌肉、腦、肝臟與紅血球時，肌肉攝取葡萄糖最依賴胰島素。腦與紅血球主要藉 GLUT1、GLUT3 等維持供糖；肝細胞的 GLUT2 不靠胰島素誘導移位，但胰島素仍能調節肝臟的肝醣合成、糖質新生及其他代謝反應。 常考陷阱 「刺激糖質新生、肝醣分解或酮酸生成」：作用方向相反，胰島素會抑制這些過程。 「抑制脂肪生成」：錯在混淆脂肪生成與脂肪分解。胰島素促進脂肪及三酸甘油酯合成，抑制脂肪分解。 「胰島素缺乏使肝醣合成增加」：缺乏時儲存作用減弱，周邊利用葡萄糖減少，脂肪分解與酮體生成增加。 「糖解作用等於肝醣分解」：糖解是 glycolysis，胰島素促進；肝醣分解是 glycogenolysis，胰島素抑制，兩者不可混用。 「成熟胰島素是單鏈，兩鏈靠氫鍵連接」：單鏈的是前驅物 proinsulin；成熟型有 A、B 兩鏈，鏈間以雙硫鍵連結。 「所有組織攝糖都必須依賴胰島素」：應先看組織與轉運蛋白。肌肉及脂肪的 GLUT4 是重點，腦、紅血球與肝臟不可直接套用。 「GLUT5 在血腦障壁運輸葡萄糖，且需要胰島素」：血腦障壁的代表是 GLUT1；GLUT5 的代表是小腸果糖運輸。看到腎臟尿酸鹽運輸，則選 GLUT9。 記憶口訣 「胰島素：促攝糖、促糖解，合肝醣、脂肪、蛋白；抑糖新生、肝醣解、脂解與生酮。」 「一守血腦與紅血球，三供神經，四隨胰島素；五送果糖，九運尿酸。」