高中 | 第1节 神经调节的结构基础 题目答案及解析

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选择性必修一 稳态与调节

第二章 神经调节

第1节 神经调节的结构基础

葡萄糖激酶($\rm GK$)作为葡萄糖代谢第一步反应的关键酶,主要存在于人体的胰岛 和肝中。它能敏锐地感受到葡萄糖浓度的变化,及时调控相关激素的分泌,维持血糖稳态。下图是 $\rm GK$ 通过胰腺$\rm —$肝脏轴调节血糖稳态过程示意图,其中 $\rm PI3K$ 是肝脏中的一种激酶,$\rm GLUT$ 是葡萄糖转运蛋白,$\rm IRS$ 是胰岛素受体底物。请回答下列问题。

  

血糖调节的神经中枢位于                ,同时还是                调节中枢。

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下丘脑;体温调节、水平衡调节

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下丘脑是血糖调节、水盐调节、体温调节中枢。

据图分析,当血糖浓度升高,胰岛 $\rm B$ 细胞的 $\rm GK$ 与葡萄糖呈现高亲和力,催化葡萄糖的磷酸化并进一步启动后续反应使 $\rm ATP$ 含量升高,通过促进胰岛素的释放和                (途径),从而使胰岛素浓度升高。胰岛素作用于肝脏细胞后通过 $\rm PI3K$ 促进 $\rm GLUT$ 基因表达,使细胞膜上$\rm GLUT$ 数量增多(途径)和                来降低血糖。正常机体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡,其原因是                                                                

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促进胰岛素基因的表达;促进肝糖原合成;激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活

"]]

结合图示可知,当血糖浓度升高,胰岛$\rm B$细胞的$\rm GK$与葡萄糖呈现高亲和力,催化葡萄糖的磷酸化并进一步启动后续反应使$\rm ATP$含量升高,通过促进胰岛素的释放和促进胰岛素基因的表达,从而使胰岛素浓度升高;胰岛素能降低血糖水平,结合图示可知,$\rm GLUT$能够协助葡萄糖进入细胞,胰岛素作用于肝脏细胞后通过$\rm PI3K$促进$\rm GLUT$基因表达,使细胞膜上$\rm GLUT$数量增多和促进肝糖原合成来降低血糖。由于激素一经靶细胞接受并起作用后就被灭活,因此正常机体内需要源源不断地产生激素,以维持激素含量的动态平衡。

$\rm T2DM$ 患者的 $\rm GK$ 表达量及活性与正常人群组相比,如下图所示。请从 $\rm GK$ 的角度分析 $\rm 2$ 型糖尿病($\rm T2DM$)患者血糖长期维持在相对较高水平的原因。

                                                                

                                                                

  

[["

$\\rm T2DM$患者胰岛$\\rm B$细胞中$\\rm GK$基因表达量比正常人群低(下降约$\\rm 40\\%$),无法正常感知葡萄糖水平而不能及时触发胰岛素的分泌;肝细胞中$\\rm GK$含量及活性比正常人群低,不能促进糖原的合成及非糖物质的转化

"]]

结合题意及图示可知,在$\rm T2DM$患者胰岛$\rm B$细胞中$\rm GK$基因表达量比正常人群低(下降约$\rm 40\%$),无法正常感知葡萄糖水平而不能及时触发胰岛素的分泌;肝细胞中$\rm GK$含量及活性比正常人群低,不能促进糖原的合成及非糖物质的转化,因此$\rm 2$ 型糖尿病($\rm T2DM$)患者血糖长期维持在相对较高水平。

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