胰岛素抵抗

肥胖和糖尿病等内分泌代谢疾病的全球流行，使胰岛素抵抗（IR）及其相关病理影响备受关注。阐明胰岛素的生理功能、合成分泌调控机制及其信号通路异常，对慢性疾病的防治具有重要意义。本文系统综述了胰岛素的分子结构、作用机制、胰岛素抵抗相关信号通路及其评价标准。

胰岛素是由胰岛β细胞分泌的活性肽类激素，分子量5802 Da，由α链（21个氨基酸）与β链（30个氨基酸）通过2个二硫键连接构成^[1][2]。

图1人胰岛素的线性结构

其核心生理功能涵盖：
✅ 血糖稳态调节
✅ 脂质代谢调控
✅ 蛋白质合成促进

图2 胰岛素的全身循环过程^[3]

胰岛素抵抗, 指机体内胰岛素水平介导的葡萄糖处理的敏感性受损反应^[4][5]，是许多临床疾病的病征，具体可体现为常见的内分泌代谢疾病，如糖尿病等。作为致病性和危险性因素，因而成为多学科研究重点和热点。

葡萄糖代谢为机体维持能量稳态的重要代谢生理过程，胰岛素是重要的参与者。当胰岛素与胰岛素受体结合后，再经过其它的蛋白如IRS、PI3K以及AKT作用后，将葡萄糖存储为糖原。胰岛素抵抗则是胰岛素受体数量减少，结合的胰岛素不足导致GLUT4无法转运葡萄糖储存糖原（图3为胰岛素的代谢过程）。

 

图3 胰岛素的代谢过程

①IRS：胰岛素受体底物

②IRSR: 胰岛素受体

③PI3K：磷脂酰肌醇3激酶

④AKT: 丝氨酸/苏氨酸激酶

⑤GLUT4: 葡萄糖转运体4

⑥GSV: 葡萄糖转运蛋白储存器（GLUT4囊泡）

目前，胰岛素抵抗的评价金标准为钳夹法，其准确性和重复性好。然而，由于其设备要求高，费用昂贵，限制了其大规模应用。而稳态模型评价胰岛素抵抗法即HOMA-IR法，由于其计算简便，可以较好地反映胰岛素抵抗程度，因而受到研究者的青睐。HOMA-IR法核心公式为：

HOMA-IR=FI(μIU/mL)*FPG(mmol/L)/22.5

FI为空腹血浆胰岛素浓度，FPG为空腹血糖含量

研究者需要检测FI和FPG这两个参数，即可算出HOMA-IR的值。HOMA-IR的参考值如下图4所示：

图4 人HOMA-IR的参考值

研究者检测生物体内胰岛素水平的时候，总会遇到含量和活性单位的换算问题。根据WHO网站https://nibsc.org，搜索Insulin, 然后选择对应的种属，点开说明书，即可查阅到相关信息。对于人种属的，有：

 

图5 WHO网站关于人胰岛素的资料

由上可知1mIU/L=1μIU/mL=34.7pg/mL，由于胰岛素的相对分子质量为5802，故1mIU/L=34.7/5.802≈6pmol/L。

 

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Reference

[1]Home PD. Insulin therapy. In: Alberti KGMM, Zimmet P, Defronzo RA editors & Keen H (Hon) editor International Textbook of Diabetes Mellitus (2nd ed) John Wiley & Sons, New York; 1997 p. 899–928.

[2]Dodson G, Steiner D. The role of assembly in insulin’s biosynthesis. Curr Opin Struct Biol. 1998;8:189–94. doi: 10.1016/s0959-440x(98)80037-7.

[3]Victoria L. Tokarz, Patrick E. MacDonald, Amira Klip; The cell biology of systemic insulin function. J Cell Biol 2 July 2018; 217 (7): 2273–2289. doi: https://doi.org/10.1083/jcb.201802095

[4]Reaven G. The metabolic syndrome or the insulin resistance syndrome? Different names, different concepts, and different goals. Endocrinol Metab Clin North Am. 2004;33:283–303. doi: 10.1016/j.ecl.2004.03.002.

[5]Cefalu WT. Insulin resistance: cellular and clinical concepts. Exp Biol Med (Maywood) 2001;226:13–26. doi: 10.1177/153537020122600103.