血糖调节机制
1. 胰岛素、FGF1 和甲状腺激素的降血糖调节机制
1.1 胰岛素降血糖的体液调节机制
胰岛素的分泌主要受血糖(葡萄糖)浓度的影响，葡萄糖刺激胰岛B细胞分泌胰岛素是通过ATP介导的。当血糖浓度增加时，一定量的葡萄糖会在葡萄糖转运蛋白（GLUT)的作用下进入胰岛B细胞，经葡萄糖激酶（GK)的催化作用生成葡萄糖-6-磷酸(G6P)，再通过代谢提高细胞内的ATP含量，当ATP/ADP比例上升时引起KATP通道关闭，进一步导致细胞膜去极化，引发电压依赖型Ca2+通道开放，Ca2+内流增加，而较高浓度的Ca2+可促进胰岛素的释放。分泌到细胞外的胰岛素通过体液运输与全身体细胞膜上的胰岛素受体结合，激活组织细胞内的信号转导，促进葡萄糖的磷酸化过程，随后磷酸化的葡萄糖被快速氧化分解、合成糖原或者合成脂肪等物质。磷酸化过程的同时也促进了储存在囊泡上的GLUT向细胞膜转移，增加细胞膜上GLUT的数量，进一步加速组织细胞对葡萄糖的摄取，最终形成一个完整的降血糖闭环。为了提高对葡萄糖的利用效率，细胞进化出使用胰岛素来高效管理血糖的机制，当胰岛素与细胞膜上的受体结合后，便为葡萄糖进入细胞开辟了快速通道，协助葡萄糖快速进入组织细胞。胰岛素降血糖的分子机制如图1所示。
研究发现，除血糖浓度影响外，亮氨酸、酮酸和2-异己酸等物质通过代谢生成ATP，也可关闭KATP通道，其血糖调节原理与葡萄糖产生的刺激类似；胰高血糖素通过一系列调节作用使胰岛B细胞膜上Ca2+通道的敏感性增强，促进胰岛素分泌；抑胃肽（GIP）和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）可作用于胰岛B 细胞膜上相应的受体蛋白，通过促进腺昔酸环化酶的活性来调节细胞内环磷酸腺昔(cAMP)的含量，最终促进胰岛素分泌；儿茶酚胺(包括肾上腺素与去甲肾上腺素）和生长抑素通过类似途径却能抑制胰岛素的分泌。因此，图2为调整后的影响胰岛素合成的分子机制。
1.2 胰岛素降血糖的神经—体液调节机制
血糖平衡同时受神经系统的调控，当血糖浓度升高（如进食）时，旁室核和下丘脑围穹窿区葡萄糖感受器产生兴奋，经过下丘脑血糖调节中枢的处理，神经冲动沿轴突传至脑干迷走神经运动核，再通过副交感神经（传出神经）传递信号，促使胰岛B细胞分泌胰岛素，降低血糖(图3)。
1.3 成纤维细胞生长因子1(FGF1)的降血糖调节机制
FGF1是一种类似胰岛素的分子。近年来，有关FGF1抗糖尿病作用的分子和细胞机制已经开始被破译。首先，FGF1通过与FGF1 受体作用后，控制前脂肪细胞的旁分泌作用，促进新脂肪细胞的形成（增生）。其次，FGF1可激活脂肪细胞的磷酸二酯酶4（PDE4)、抑制cAMP/PKA通路，从而抑制脂肪细胞的脂肪分解和肝细胞的糖异生作用。最后，FGF1促进GLUT 的表达并增加 GLUT 向细胞膜移动，加强了骨骼肌细胞摄取葡萄糖的能力。通过以上几个过程的综合调节，血糖水平下降（图4）。与胰岛素调节不同的是，FGF1是通过PDF4途径起作用，这是一条独立于胰岛素调节血糖水平的新途径。
1.4 甲状腺激素的降血糖调节机制
最新科学研究发现,甲状腺激素能通过GLP-1与血糖平衡形成联系。肝细胞内的信号通路被甲状腺激素激活后，通过改变胆汁酸的成分增加肠道合成GLP-1的量，GLP-1可作为促进胰岛素分泌的调节因子，最终促进胰岛B细胞分泌胰岛素并降低血糖水平，这一发现揭示了以肝脏为靶点的甲状腺激素受体B 激动剂具有治疗Ⅱ型糖尿病的潜能。
2 胰高血糖素和其他激素的升血糖调节机制
2.1 胰高血糖素升血糖的体液调节机制
胰高血糖素由胰岛A细胞合成和分泌。最近有研究表明，胰高血糖素也可能在胰腺外产生，肠道是最有可能产生胰外胰高血糖素的部位。胰高血糖素产生代谢效应的靶器官是肝，切除肝或阻断肝血流，这些代谢作用便消失。值得注意的是胰高血糖素的主要生理作用不是纠正低血糖，这也是单独使用胰高血糖素治疗低血糖症通常会出现药效不稳定的原因之一。有研究显示胰高血糖素的分泌受胰岛素和进入胰岛A细胞的葡萄糖的量共同控制，而不仅仅是低血糖一种因素所致。胰高血糖素的升血糖过程大致如下：葡萄糖通过胰岛A细胞膜上的葡萄糖转运蛋白进入细胞后，当细胞检测到葡萄糖含量在一定值以下时，启动胰岛A细胞释放谷氨酸盐，作用于促离子型谷氨酸受体，引发细胞膜去极化，导致Ca2+通道开放，细胞内Ca2+浓度增加，最终促进胰高血糖素释放到细胞外。当胰高血糖素与肝细胞膜上的受体结合后，激活肝细胞膜内侧的胰高血糖素受体（GCGR)，接着GCGR与兴奋性G蛋白（Gs)结合，从而激活腺昔酸环化酶，增加细胞内cAMP含量，进一步激活蛋白激酶A，促进肝糖原分解和糖异生过程，血糖得以上升（图5）。
2.2 胰高血糖素升血糖的神经—体液调节机制
下丘脑外侧区的葡萄糖感受器对低血糖敏感，通过传入神经传至下丘脑血糖调节中枢，信息处理后引发交感神经（传出神经）兴奋，促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素，血糖升高(图6)。
2.3 甲状腺激素的升血糖调节机制
甲状腺不能直接感知血糖浓度的变化，而是通过感知机体自身代谢水平，产生相应的甲状腺激素来调控血糖水平。此外甲状腺也受控于脑和脊髓发出的自主神经，调节甲状腺激素的合成量。甲状腺激素不仅加强了胃肠道对葡萄糖的吸收能力，还促进了肝糖原的分解和糖异生过程。此外，甲状腺激素还能增强包括胰高血糖素、糖皮质激素、肾上腺素和生长激素在内的多种升糖激素的升糖作用，从而使得血糖水平上升。
2.4 糖皮质激素的升血糖调节机制
糖皮质激素是一种关键的胰岛素对立激素，可通过多种途径升高血糖。首先，低血糖情况下，通过外周神经、自主神经和中枢神经系统的信息汇集，在下丘脑产生应激反应，此时促肾上腺皮质激素释放激素分泌增加，导致糖皮质激素产量增加，并通过促进肝糖原分解和糖异生过程来增加血糖含量。其次，糖皮质激素在体内水平的升高也会引发胰岛素抵抗，干扰骨骼肌细胞对葡萄糖的吸收与利用，能抑制脂肪组织中葡萄糖转运过程和转运蛋白活性，降低脂肪细胞对葡萄糖的吸收。此外，可通过调控脂肪细胞分泌的因子，如脂联素、抵抗素和瘦素，影响胰岛素的敏感度。最后，糖皮质激素还能直接抑制胰岛B 细胞的功能,减少胰岛素的分泌并促使胰岛B细胞凋亡，最终使得血糖水平上升。
2.5 儿茶酚胺的升血糖调节机制
在情绪或身体压力的刺激下，下丘脑某些区域会兴奋，通过交感神经促使肾上腺髓质产生儿茶酚胺（包括肾上腺素和去甲肾上腺素等）。释放的儿茶酚胺通过促进cAMP的生成，促进肝糖原的分解和糖异生过程。此外，肾上腺素还可通过α和β肾上腺素作用增加葡萄糖的产生，并减少葡萄糖的清除，双重作用升高血糖。
2.6 生长激素的升血糖调节机制
血糖水平的降低通过神经传导被下丘脑感知，刺激垂体前叶释放更多的生长激素，生长激素通过多重机制作用于血糖调节。首先，它通过抑制胰岛素的释放，使胰岛素水平下降，进而引起血糖上升。其次，生长激素可激活脂肪分解作用，产生大量游离脂肪酸，这些脂肪酸能进一步降低胰岛素敏感度，使组织细胞对葡萄糖的利用率降低。此外，生长激素还表现出抗胰岛素的效应，通过促进肝脏中葡萄糖的合成并减弱胰岛素对葡萄糖利用的调控，使血糖水平升高。
3 血糖平衡的综合调节机制
通过以上对血糖平衡调节的分析，可以看出机体维持血糖平衡依靠着庞大而复杂的调节系统,既有神经调节又有体液调节（图7)。其中升血糖过程有多种激素通过多种途径参与，降血糖机制除了胰岛素和FGF1 两种途径外，甲状腺激素的降血糖作用有待进一步研究。
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