115年:醫學一(2)

有關激素對代謝調控作用,下列敘述何者最不適當?

A胰島素會促進肌肉的肝醣合成作用
B升糖素(glucagon)會促進肝臟的葡萄糖新生作用
C皮質素(cortisol)會促進肝臟對胰島素的敏感性
D腎上腺素會促進脂肪組織的脂肪分解作用

詳細解析

本題觀念

人體維持血糖恆定,主要依賴幾種荷爾蒙彼此拮抗又互相配合:胰島素(insulin)在飯後把血糖「存起來」;升糖素(glucagon)、皮質素(cortisol)與腎上腺素(epinephrine)則在禁食或壓力狀態下讓身體「動用能量存量」、把血糖「拉高」。這幾種荷爾蒙不只作用方向不同,連對胰島素本身的作用效果也不一樣——胰島素以外的三種荷爾蒙,普遍會降低周邊組織對胰島素的反應性,而不是增加。本題就是要考生分辨每種荷爾蒙在肝臟、肌肉、脂肪組織上各自扮演的角色,尤其是最容易被誤解的「皮質素對胰島素敏感性」的影響方向。

選項分析

  • A:胰島素是身體最主要的合成代謝(anabolic)荷爾蒙,會促進肌肉與肝臟把葡萄糖轉換、儲存成肝醣(glycogen synthesis),這是標準生理機轉,敘述正確。
  • B:升糖素在禁食、運動或血糖下降時由胰臟α細胞分泌,會刺激肝臟進行葡萄糖新生作用(gluconeogenesis,利用胺基酸、乳酸等非醣類物質重新合成葡萄糖),同時促進肝醣分解,以維持血糖濃度,敘述正確。
  • C(答案,最不適當):皮質素(cortisol)其實是典型會「拮抗」胰島素作用的壓力荷爾蒙,會直接干擾細胞內的胰島素訊息傳遞路徑、抑制葡萄糖轉運蛋白GLUT4轉位到細胞膜表面,並增加肝臟的三酸甘油酯供應,整體效果是讓肝臟與周邊組織對胰島素的反應性「下降」,也就是造成胰島素阻抗(insulin resistance),而不是增加胰島素敏感性;同時皮質素還會誘導肝臟葡萄糖新生相關酵素(如PEPCK、G6Pase)表現,進一步推升血糖,因此本敘述的方向剛好相反,是最不適當的選項。
  • D:腎上腺素(epinephrine)在壓力反應中會活化脂肪組織上的荷爾蒙敏感性脂酶(hormone-sensitive lipase),促使儲存的三酸甘油酯分解、釋出游離脂肪酸供組織利用,這是典型壓力荷爾蒙的代謝調控機轉,敘述正確。

答案解析

本題的核心在於分辨「胰島素敏感性」與「胰島素阻抗」的方向。胰島素、升糖素、腎上腺素三者對血糖與能量代謝的作用方向(A、B、D)都與教科書描述一致,唯獨皮質素對胰島素敏感性的效果被C選項寫反了:皮質素實際上是透過抑制胰島素訊息傳遞、減少GLUT4轉位、促進肝臟糖質新生,使肝臟與肌肉對胰島素的反應性下降,形成胰島素阻抗,這也是長期使用類固醇藥物或庫欣氏症候群(Cushing syndrome)病人容易出現高血糖、甚至類固醇誘發糖尿病的生理基礎。因此C選項「促進肝臟對胰島素的敏感性」的敘述最不適當,為本題答案。

核心知識點

複習代謝內分泌時,建議把「升血糖三劍客」(升糖素、皮質素、腎上腺素)與胰島素放在同一張比較表記憶:胰島素促進肝醣合成、脂肪儲存;升糖素與腎上腺素分別主導肝醣分解、糖質新生與脂肪分解;皮質素則是長期壓力荷爾蒙,除了促進糖質新生,更會造成胰島素阻抗,而不是增加胰島素敏感性。這組概念也是理解類固醇引起高血糖、以及代謝症候群病生理機轉的重要基礎。

參考資料

  1. Biochemistry, Insulin Metabolic Effects (StatPearls)
  2. Hormonal Regulation and Integration of Metabolism
  3. Molecular Mechanisms of Glucocorticoid-Induced Insulin Resistance
  4. Hepatic Glucocorticoid Receptor Action and Glucose Homeostasis
  5. Glucocorticoid insulin resistance (PubMed)