愛因斯坦說:所有困難的問題,答案都在另一個層次,只有當你的認知提升以后,才能解決低層次的問題。
一,糖代謝
葡萄糖激酶糖分在人體的代謝,按照西醫(yī)的認識,大體分為四個過程,即消化、吸收、儲存和利用。糖尿病患者的問題,應該出現(xiàn)在后面的兩個過程,即儲存和利用的過程。因為如果是人體對糖分消化和吸收的過程出了問題的話,患者就應該首先表現(xiàn)為“低血糖”,而不是以血糖升高為主要特征的糖尿病。當然糖尿病患者也極易發(fā)生低血糖,但是這個問題則完全是另一回事。
眾所周知,人體所需能量有50%~70%由糖分提供,其在人體內(nèi)主要是以葡萄糖的形式進行代謝的,其簡要的相關過程可以用下圖來表示。
在這個簡單的圖之中,人體罹患糖尿病的主要過程以及相關因素就應該隱藏其中。
可是,就在人們口中說著糖分是人體主要的能量來源,同時又在對治糖尿病時,拼命地限糖、控糖,而把眼睛緊盯在“以胰島素為圓心,以血糖為半徑的圈子”時,卻忽略了一個很重要的問題,那就是“葡萄糖在細胞內(nèi)不易直接參加代謝反應,必須經(jīng)'己糖激酶’(肝細胞中為葡萄糖激酶)的催化,先磷酸化生成'6-磷酸-葡萄糖’,才能進行其他代謝反應”(《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》,黃大有主編,人民衛(wèi)生出版社,1985年2月,p:193—194)這樣一個重要的事實。
這段話的意思很明確,就是說經(jīng)過消化、吸收進入人體的葡萄糖分子,只有在經(jīng)過催化以后,才能參加代謝反應,即葡萄糖分子只有經(jīng)過催化,才能進行儲存和利用的代謝過程。而實際上,糖尿病主要就是人體對于葡萄糖的儲存和利用障礙。葡萄糖和半乳糖、果糖、甘露糖等都是己糖,即6碳糖,《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》一書(同前,p:190)說:“己糖激酶(hexokinases)是催化己糖磷酸化的酶,如葡萄糖激酶、半乳糖激酶、果糖激酶等,每種激酶均各自有其專一的底物。此外,在不同組織細胞中,尚有己糖激酶的同工酶,其專一性較弱,可起到催化葡萄糖、果糖、甘露糖和葡糖胺的磷酸化作用,從而分糖分葡萄糖儲存吸收利用消化別生成糖磷酸酯。每一種專一的己糖激酶對相關的己糖和ATP底物各自有不同的米氏常數(shù)(Km)。己糖激酶可受產(chǎn)物的抑制,但葡萄糖激酶則否。”
這段話表明:己糖激酶除同工酶以外,“每種酶均各自有其專一的底物”,對應催化葡萄糖的就是葡萄糖激酶,而且葡萄糖激酶不受產(chǎn)物的抑制。此外,己糖激酶為體內(nèi)固有的酶,因此在細胞中經(jīng)常保持恒定的活力水平;而對于葡萄糖激酶,《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》一書(同前,p:191)則說其“在饑餓狀態(tài)以及糖尿病時活力明顯降低”,并且“葡萄糖激酶僅存在于肝細胞”。
由此,我們可以得出一個這樣的結論,即僅存在于肝臟之中的葡萄糖激酶是葡萄糖代謝的基礎和瓶頸,而且其活力水平不是恒定的。
二、肝臟在糖代謝過程中的作用
西醫(yī)的《生理學》教科書指出:糖分被人體吸收以后,首先經(jīng)門靜脈進入肝臟進行代謝,然后才能進入大循環(huán);且人體又僅在肝細胞中才存在著對應葡萄糖催化的特異性酶——葡萄糖激酶;此酶又是葡萄糖代謝的關鍵,如果葡萄糖激酶的活力降低,則葡萄糖的利用和儲存都會受到不同程度的影響和阻礙。因此,在葡萄糖的代謝過程中,肝臟又是糖代謝過程中的一個極其重要的環(huán)節(jié)。非但如此,肝臟還是儲存葡萄糖的重要結構之一。糖原是葡萄糖進入人體進行儲存的主要形式之一,在肝臟之中儲存的糖原被稱為肝糖原。正常的情況下,“進食后肝臟中的肝糖原可達到肝組織重量的5%~6%”(《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》,同上,p:189),《生理學》(朱大年主編,人民衛(wèi)生出版社,2013年3月第8版,p:210)說“一般成年人肝內(nèi)約含100克肝糖原”,這個數(shù)值還有其他的說法,我們這里不作討論,但是在肝臟之中可以儲存數(shù)量可觀的肝糖原,則是無可爭議的事實。
令我們每日提心吊膽的血糖,其數(shù)量究竟又有多少呢?葡萄糖的分子式是C6H12O6,每摩爾(mol)葡萄糖的質量約為0.18克,按一個成年人的血量約為6L來計算的話,只需要約6.588毫克(即0.006588克)的葡萄糖,即可使其人體血糖的濃度達到6.1mmol/L。這個數(shù)值與肝臟可以儲存的肝糖原數(shù)值相比較,其差距是何等的巨大,而且葡萄糖在人體所有的儲存形式之中,只有肝糖原可以直接影響血糖的水平。
《生理學》(同前,p:209)還說:“據(jù)估計,在肝臟發(fā)生的化學反應有500種以上”,肝臟不僅是糖代謝的中心,也是脂肪、蛋白質以及維生素等物質代謝的中心?!秲?nèi)科學》(葉任高主編,人民衛(wèi)生出版社,2004年5月第6版,p:787)說:“糖尿?。?/span>diabetes mellitus)是一組以慢性血葡萄糖(簡稱血糖)水平增高為特征的代謝疾病群。……除碳水化合物外,尚有蛋白質、脂肪代謝異常。”那么,我們是否可以據(jù)此認為糖尿病的根源在人體的肝臟呢?這是很值得人們仔細思考的一個重要問題。
對糖尿病而言,這是一個迥然有別于“胰島素學說”的認識,雖說證據(jù)充分,但是人們不禁要有疑問:如果真是那樣的話,那胰島素學說和胰島素又是怎么一回事呢?接下來我們就討論這個問題。
三,胰島素學說
十九世紀末,俄國的生理學家明可夫斯基為了研究胰腺在消化道中的作用,割除了實驗犬的胰腺進行觀察,進而發(fā)現(xiàn)實驗犬因割除胰腺而出現(xiàn)了“糖尿”,這樣就把糖尿病和胰腺聯(lián)系了起來。到了二十世紀初,加拿大人班廷等人,繼續(xù)這一課題的研究,也是對實驗犬割除其胰腺進行觀察,同時又對實驗犬被割除下來的胰腺進行萃取,提取到了某種物質,接著又把這種萃取到的物質注射回實驗犬的體內(nèi),結果發(fā)現(xiàn)因割除胰腺而出現(xiàn)“糖尿”的實驗犬,其“糖尿”竟然因注射這種萃取物而消失了。他把這種物質命名為“胰島素”,并因此而獲得了諾貝爾獎,糖尿病的胰島素學說也就因此而得以確立,并影響至今。
正是這個偉大的實驗揭開了近現(xiàn)代認識和防治糖尿病的序幕,然而這個實驗可謂“一得一失”。一得是發(fā)現(xiàn)了胰腺、胰島素與糖尿病的關系;一失又是什么呢?要弄清楚這個問題,就要對胰島素再作認識。
四,胰島素的作用
在人體糖代謝的過程中,葡萄糖的儲存以及葡萄糖在各個組織中的利用過程之間,不僅有著復雜而嚴密的相互關系,而且還和蛋白質以及脂肪等物質代謝過程的某些步驟相互關聯(lián)。在人體的這些機制之中,激素的調(diào)節(jié)起著極其重要的作用。其中,對血糖含量起調(diào)節(jié)作用的激素主要有胰島素、腎上腺素、腎上腺皮質激素、胰高血糖素、甲狀腺激素及生長激素等。在這些激素之中,無疑最受關注的就是胰島素。那么胰島素的主要作用是什么呢?
胰島素是由胰腺的胰島之中β細胞分泌的,關于它的主要作用,《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》(同上,p:209)中指出
(1)促進葡萄糖進入細胞膜;
(2)增加糖原合成;
(3)促進糖向脂肪的間接轉化(為間接作用);
(4)刺激蛋白質的合成;
(5)抑制生酮作用;
(6)抑制糖質異生作用;
(7)增加葡萄糖的氧化分解;
(8)促進肌細胞電解質的平衡。
胰島素的這些作用,真是林林總總,不可謂不多,而且?guī)缀醵寂c降糖作用有關,難怪人們把它作為治療糖尿病的殺手锏。但是,百余年來這個殺手锏卻始終不能幫助我們徹底治愈任何一例糖尿病患者!這真讓人心中五味雜陳,徒喚奈何!因此,非常有必要重新認識胰島素在人體糖代謝中的作用,走出山重水復的“胰島素怪圈”,否則我們就無法到達柳暗花明的新天地。既然糖尿病是人體對葡萄糖的儲存和利用障礙,那我們就回到這一過程之中,看一看胰島素究竟在其中起到了怎樣的作用,請看下圖
在這個圖中,也還是省略了人體對糖分的消化和吸收過程,直接就是葡萄糖經(jīng)消化和吸收以后的環(huán)節(jié)。葡萄糖在人體內(nèi)的代謝,除了供人體利用之外,還在人體的肝臟和肌肉組織、脂肪組織等結構中進行儲存,其他如血液等結構中也能儲存少量的葡萄糖,但是一般忽略不計。直接影響血糖水平的只有儲存在肝臟中的肝糖原,因為儲存在肌肉組織之中的肌糖原和脂肪組織,其代謝產(chǎn)物不能直接轉化為葡萄糖,故而不能直接影響血糖的水平。我們需要知道的是,葡萄糖必須先通過細胞膜才能在細胞內(nèi)進行代謝,而“胰島素對糖代謝的一個基本作用是促進葡萄糖進入肌細胞和脂肪組織細胞,但不促進葡萄糖進入肝細胞和腦細胞”(《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》,同上,p:210)。
如果把肝臟、肌肉組織和脂肪組織等人體的結構比喻為儲存葡萄糖的“倉庫”的話,則胰島素的一個主要作用就像是“傳送帶”。只是這條“傳送帶”,只能向肌肉組織和脂肪組織這兩座“倉庫”傳送葡萄糖,而對于葡萄糖進入肝臟這個“倉庫”,卻沒有促進作用。這是既關乎到胰島素在對治糖尿病時有作用,而又不能徹底根治糖尿病的一個關鍵問題,同時也是糖尿病治療之中的一個緊要之處。胰島素雖然在葡萄糖進入肝細胞時沒有促進作用,可是“在肝細胞中,胰島素可誘導葡萄糖激酶的生物合成”(《實驗診斷的理論基礎和臨床意義》,同上,p:191),這是又一個重大的支持胰島素學說的證據(jù)!
然而該書繼續(xù)寫道:“動物實驗證明,糖尿病時肝細胞的葡萄糖激酶減少后,如給予胰島素,則可促使葡萄糖激酶的生物合成,但多經(jīng)數(shù)日后仍不能達到最高濃度。”這應該是對胰島素另一個主要作用的客觀描述!
胰島素的這兩個主要作用很相似,說它是運送葡萄糖進入倉庫的“傳送帶”,可是單單不能向肝臟這個唯一可以直接影響血糖水平的倉庫傳送;說它可以在肝細胞內(nèi)誘導葡萄糖代謝的關鍵酶——葡萄糖激酶的生物合成,可是不僅動物實驗證明“多經(jīng)數(shù)日后仍不能達到最高水平”,反觀百余年來的臨床實踐,注射胰島素的糖尿病患者,多在一定程度上可以使病情減輕,但是患者除需要繼續(xù)限糖外,也沒有使任何一個糖尿病患者因此而達到徹底康復的狀態(tài),另外胰島素抵抗現(xiàn)象的發(fā)生也日益引起人們的重視。這似乎印證了應用胰島素以后,糖尿病患者的葡萄糖激酶仍然無法達到正常的水平,因而人體還是無法進行正常的糖代謝的說法。根據(jù)當前西醫(yī)對糖代謝的認識,胰島素當然是其中重要的一環(huán),乃至不可或缺,但是糖代謝的異常原因是多方面的,也是極其復雜的,并不是胰島素一定能解決或者可以徹底解決的。
對于糖尿病來說,盡管與胰島素有著莫大的關系,可是這不是問題的全部,隨著我們認識的不斷深入,甚至還發(fā)現(xiàn)單純胰島素的問題并不是糖尿病的核心之所在。試問:既然應用胰島素不能從根本上解決糖尿病的問題,那么所謂胰島細胞的移植將徹底解決糖尿病的提法和認識,其可能性又有多大呢?
五,胰島素學說之失
正所謂成也蕭何敗也蕭何!胰島素學說的成功之處在于揭示了胰島素與糖尿病的關系,其失誤也在于此。
糖代謝是極其復雜并有著廣泛聯(lián)系的過程,其中任何結構和環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可能導致糖尿病的發(fā)生,并不一定就是因為胰島素的問題。胰島素學說的失誤即在于:在還沒有把糖代謝的大致過程搞清楚的情況下,就把糖尿病的問題完全歸結于胰島素的問題!
其中的原因,首先是該學說硬性地割裂局部與整體的關系。其經(jīng)典的實驗在還沒有把糖代謝的整個過程及相關問題大致了解清楚以前,就對其中某一個環(huán)節(jié)采取斷然割裂的措施;又因為這一措施所導致的結果與糖尿病有某些相同之處,繼而又因為萃取胰島素成功,并使已經(jīng)割除胰腺的實驗犬的糖尿消失,就斷然認定這是糖尿病唯一的致病途徑和治愈途徑,并影響至今。
該實驗之所以成功,是因為:實驗犬體內(nèi)涉及糖代謝的其他結構和環(huán)節(jié)都正常,而獨胰腺缺失;驟然割除胰腺,短時間內(nèi)對實驗犬糖代謝的其他結構和環(huán)節(jié)尚未造成質的影響,而萃取胰島素的回注在一定程度上正好彌補了這一缺失。胰島素學說經(jīng)典實驗所模擬的糖尿病模型與人體罹患糖尿病的情況并不相吻合。
該實驗是采取割除胰腺的辦法或者用藥物攻擊導致胰腺損傷,造成實驗動物的糖尿病模型,而人體糖尿病的發(fā)病過程大多是隱匿的,既不是因為胰腺被割除,也幾乎沒有因為胰腺被明確的原因損傷而導致的糖尿病患者。人體糖尿病的發(fā)現(xiàn),一般都是在例行的體檢之中或者等到發(fā)現(xiàn)有明顯的糖尿病癥狀,如明顯的口渴、消瘦、乏力,或者尿液粘腳等狀況出現(xiàn)以后,經(jīng)化驗檢查才得以確診。
《內(nèi)科學》(同前,p:787)說:“糖尿病的病因尚未完全闡明。目前公認糖尿病不是單一病因所致的疾病,而是復合病因的綜合征。發(fā)病與遺傳、自身免疫及環(huán)境因素有關。”因此,該實驗雖然或許可以成為導致糖尿病發(fā)生的一種可能的機制,但與人體發(fā)生糖尿病的機制并不吻合,其間的差異是明顯的。
結合糖代謝的相關知識,我們可以用下圖
這張圖大致描繪出糖代謝過程之中儲存和利用的相關情況。
在這個圖中:最外圈由大小兩個矩形組成的相互連通的邊框,代表人體的血液循環(huán)。A、B、C三個倉庫形的結構,分別代表肝臟、肌肉組織和脂肪組織。①所在的小矩形結構代表葡萄糖激酶。②所在的帶有兩個箭頭的像“傳送帶”一樣的結構,代表胰島素。代表胰島素的平行線在穿過肝臟時,用雙虛線表示,意在說明胰島素對于葡萄糖分子進入肝臟沒有促進作用。這組雙虛線同時也穿過代表葡萄糖激酶的結構,則代表胰島素在一定程度上有促進該酶生物合成的作用。而胰島素能夠促進葡萄糖進入肌細胞和脂肪組織細胞,所以代表胰島素的平行線在穿過肝臟以后,又用實線來表示。M所在的帶有雙向箭頭的部分,則代表一種機制,這種機制就是在肝糖原和血糖之間,正常情況下存在著動態(tài)的平衡,可以直接相互轉化。這是人體糖代謝情況的大致示意圖。其間的具體過程,教科書上已經(jīng)敘述得比較明白了。
我們已經(jīng)認識到糖尿病主要是人體對葡萄糖的利用和儲存障礙,那么我們對治的重點就應該主要放在催化葡萄糖,以便于其能正常進行代謝(即儲存和利用)的葡萄糖激酶,以及對血糖有直接影響的“倉庫”——肝臟的上面,而不是僅僅局限在那條“傳送帶”——胰島素的上面。而我們對糖尿病的主流認識及其對治方法,卻正好相反。很顯然,正是由于這樣的原因,導致了我們在對治糖尿病的路上走入了困境。用胰島素學說或者沿用這個學說總結的思路,來對治人體的糖尿病問題,頗有穿鑿附會或者膠柱鼓瑟的嫌疑。
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