Question

胰岛B细胞是可兴奋细胞，存在外正内负的静息电位。其细胞外Ca^2＋浓度约为细胞内的10 000倍，细胞内K^＋浓度约为细胞外的30倍。下图1为血糖浓度升高时，胰岛B细胞分泌胰岛素的机制示意图。请回答下列问题：

(1)据图1分析可知，葡萄糖通过________方式进入胰岛B细胞，氧化分解后产生ATP，ATP作为________，与ATP敏感的K^＋通道蛋白上的识别位点结合，导致ATP敏感的K^＋通道关闭，进而触发________。使胰岛B细胞兴奋，此时膜内电位发生的变化为________。

(2)葡萄糖转运载体(GLUT)有多个成员，其中对胰岛素敏感的为GLUT－4，其作用机制如图2所示。

①GLUT1～3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响，其生理意义在于______________，以保证细胞生命活动的基本能量需要。

②据图2分析，当胰岛素与蛋白M结合后，经过细胞内信号传递，引起________的融合，从而提高了细胞对葡萄糖的转运能力。胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是________________________、________________________。

Answer

协助扩散 信号分子(或信息分子) Ca2＋通道打开 由负电位变为正电位 维持细胞对葡萄糖的基础转运量 含GLUT－4的嚢泡与细胞膜 合成糖原 转化成非糖物质

【解析】

胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。由图2可知，当胰岛素和其受体结合后，一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质，另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，促进葡萄糖进入细胞，而使血糖浓度降低。

（1）据图1可知葡萄糖由高浓度向低浓度运输进入胰岛B细胞，需要载体，不消耗能量，故运输方式为协助扩散。葡萄糖氧化分解使细胞中ATP含量升高，ATP作为信号分子，与ATP敏感的K＋通道蛋白上的识别位点结合，导致ATP敏感的K＋通道关闭，进而触发Ca2＋通道打开，Ca2＋内流增加，促进胰岛素的分泌。胰岛B细胞兴奋时，膜电位为外负内正，即此时膜内电位发生的变化为由负电位变为正电位。

（2）①葡萄糖转运载体(GLUT)的作用是运输葡萄糖，GLUT1〜3几乎分布于全身所有组织细胞，它们的生理功能不受胰岛素的影响，其生理意义在于维持细胞对葡萄糖的基础转运量，以保证细胞生命活动的基本能量需要。 

②分析示意图2，当胰岛素与受体结合之后，经过细胞内信号转导，引起含GLUT-4的嚢泡与细胞膜的融合，囊泡的形成直接与高尔基体有关，通过囊泡的活动增加了细胞膜上葡萄糖转运载体GLUT-4的含量，从而提高了细胞对葡萄糖的摄取、储存和利用能力。进入细胞的葡萄糖主要的去向是氧化分解供能，另外还可以在肝脏或肌肉细胞中合成糖原或在细胞内转化形成非糖物质。故胰岛素促进细胞内葡萄糖去向中的①和②指的是合成糖原和转化成非糖物质。