【无情境不命题】胰岛素抵抗

 [见识新情境]

    胰岛素与受体结合,通过胰岛素受体介导的细胞内发生一系列信号转导过程(如图)实现相关功能。

    胰岛素受体的α亚基与胰岛素结合后,受体的空间结构发生改变,进而激活β亚基的酪氨酸激酶活性。被激活的酪氨酸激酶使细胞内偶联的胰岛素受体底物(IRS)磷酸化,经过IRS下游信号途径,最终引起生物学效应。

       2型糖尿病(T2DM)患者会出现高血糖、胰岛素抵抗(IR)等。IR是指正常剂量的胰岛素在机体内产生的生物学效应低于正常水平,即机体对胰岛素敏感性降低的一种病理状态。IR的形成原因可分为受体前水平、受体处水平和受体后水平三种类型。受体前水平是指在胰岛素与胰岛素受体结合之前出现的异常;受体处水平主要是指受体数量、结构与功能异常;受体后水平是指胰岛素与受体结合后发生的信号转导异常。部分2型糖尿病患者发生IR的原因是体内产生了抗胰岛素抗体。

    发生IR的另一原因是血液中游离脂肪酸(FFA)的含量过高。过多的FFA会损伤胰岛素受体的亲和力,还会启动内质网应激反应,导致血液中相关炎症因子(TNF-α等)的含量升高。TNF-α可以通过改变胰岛素受体的数量、葡萄糖转运蛋白的表达量和IRS的磷酸化水平,导致IR的发生。

试题精选

1．胰岛素降血糖的机理之一是胰岛素与受体结合，引起细胞质的葡萄糖转运蛋白分布到细胞膜上，加速葡萄糖进入细胞。研究发现，线粒体基因编码的一种肽类物质(MOTS—c)使细胞内葡萄糖转运蛋白表达量增加，对维持机体血糖平衡有重要作用。请回答问题:

(1)与胰岛素相抗衡的激素有____________(写出两种即可)。

(2)MOTS—c可作为胰岛素的“增敏剂”，提高胰岛素的作用效果，原理是___________。

(3)高脂饮食容易诱发小鼠产生“胰岛素抵抗”，即对胰岛素不敏感，适度的运动能够改善此类小鼠对胰岛素的敏感程度。研究人员推测运动可能通过促进MOTS—c基因的表达，从而改善“胰岛素抵抗”。为检验这一推测是否成立，科研人员设计了如下的实验:

第4组的实验处理为___。以上实验的检测结果为___，则上述推测成立。(4)有人认为，可通过注射MOTS—c代替运动，达到减肥的目的。请结合所学知识，评价上述认识的合理性___，说明理由___。

【详解】（1）胰岛素是机体中唯一能够降低血糖的激素，与胰岛素相抗衡的激素是能够升高血糖的激素，有胰高血糖素、肾上腺素、糖皮质激素和甲状腺激素。

（2）葡萄糖进入细胞需要转运蛋白的协助，分析题意可知，线粒体基因编码的一种肽类物质(MOTS—c)使细胞内葡萄糖转运蛋白表达量增加，分析其作用机理是：MOTS-c能提高细胞葡萄糖转运蛋白表达量，当胰岛素与细胞膜上受体结合时，引起分布在细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加，加速细胞摄取葡萄糖。

（3）分析题意，本实验目的是探究运动是否通过促进MOTS—c基因的表达，从而改善“胰岛素抵抗”，则实验的自变量是运动与否及小鼠类型，因变量是胰岛素抵抗的情况，实验设计应遵循对照与单一变量原则，结合图中的实验处理可推知，第4组的实验处理为 敲除MOTS-c基因的胰岛素抵抗型小鼠；若上述推测成立，则能够显著改善血糖浓度的应是②组胰岛素抵抗型小鼠（没有敲除MOTS-c基因）＋适度运动，敲除MOTS-c基因的两组血糖浓度最高，故预期结果应是血糖浓度为③=④>①>②。

（4）MOTS-c的作用主要是提高细胞对糖类的摄取，运动可加速机体对葡萄糖和脂肪的利用，故通过注射MOTS—c代替运动，不能达到减肥的目的。

实验材料及用具：GIP溶液、饥饿的健康小鼠若干、进食不久的健康小鼠若干、高浓度葡萄糖溶液、必需的检测设备。请用给定的材料验证GIP的上述作用，简要写出实验设计思路。

实验设计思路：___________________