胰岛素是人体最重要的代谢激素，也是唯一降糖激素。胰岛素的生物学作用主要是调节糖代谢和脂代谢，还通过调控基因表达和蛋白质合成等进一步影响相应器官的功能，这与其受体所分布的器官有关。胰岛素受体结构上含有的2个及亚单位，通过二硫链桥相连。亚单位位于细胞外，亚单位含有细胞外部分、跨膜部分及细胞内部分。其中，亚单位细胞内部分包括近膜区、调控区及C末端区。亚单位与胰岛素分子结合后，通过自身的变构作用，使亚单位氨基酸残基自身磷酸化，并进一步磷酸化细胞内各种酶反应底物，如胰岛素受体底物等。胰岛素与受体结合，实现信号的跨膜传递。胰岛素受体自身磷酸化作用之一，是激活胰岛素受体底物-2及磷酯酰肌醇-3（PI-3）激酶，通过一系列作用使输送葡萄糖的葡萄糖载体蛋白-4，由细胞内的贮存池移位并融合到细胞膜上，大大加速葡萄糖由细胞外到细胞内的跨膜运输过程，为完成该细胞的生物学功能提供能源，此为PI-3途径；胰岛素受体自身磷酸化作用之二，是使胰岛素受体底物-1及有丝分裂激活蛋白（MAP）激酶磷酸化，影响基因调控及蛋白合成的各种酶， 实现胰岛素调节该细胞所具备的特殊功能，此为MAP途径。这两种信号传递途径，与受体内酪氨酸残基的自身磷酸化作用有关。
IR是指机体内生理水平的胰岛素促进器官、组织和细胞吸收、利用葡萄糖效能下降的一种代谢状态。正常血糖的维持是机体糖代谢调节处于平衡状态的标志。机体从IR发展到高血糖的基本过程是：IR状态下，主要是肌肉等外周组织胰岛素介导的葡萄糖摄取效能下降，为避免由此出现的高血糖，胰腺B细胞代偿性形成高胰岛素血症，使血糖长期维持正常；当IR继续加剧，胰腺B细胞分泌胰岛素出现消耗性下降，到一定程度时，脂肪组织也因IR导致游离脂肪酸释放入血显著增加，游离脂肪酸不仅进一步加剧胰岛素介导葡萄糖摄取障碍，而更加重要的是，游离脂肪酸流入肝脏增加，刺激肝内游离脂肪酸氧化及糖异生，导致肝葡萄糖合成（HGP）及释放增加，外周血糖水平不再因代偿性高胰岛素血症而维持正常，血糖从此骤然升高。机体在IR状态下维持血糖正常的代偿过程较为漫长，而游离脂肪酸使IR血糖升高的失代偿过程较为迅速。IR状态下高血糖一旦出现，一方面使吸收利用葡萄糖有障碍的外周组织的葡萄糖流入量绝对值增加，另一方面失去了相对正常的血糖浓度，导致显性糖尿病发生。高胰岛素血症是IR状态下胰岛素调节糖代谢尚处于代偿阶段的标志。
IR及高胰岛素血症是PCOS患者糖代谢异常的基本特征，其中肥胖患者高胰岛素血症发生率约75%，而非肥胖患者也达30%以上。PCOS的肥胖患者占50%～75%，使PCOS患者的糖耐量低减总发生率达20%～40%［1］。PCOS患者IR的临床特点［2］：（1）肥胖及不肥胖患者与其年龄及体重匹配的对照组比较均有IR及高胰岛素血症，但肥胖因素明显加剧IR。（2）不同种族患者的临床表现存在差异，但IR却是共同特点。（3）患者生殖功能障碍的程度不同，IR程度不同。月经稀发及无排卵患者IR严重于部分月经正常及有排卵患者；肥胖患者的IR重于非肥胖患者，生殖功能障碍也重于非肥胖患者。（4）青春期患者常先表现为IR及高胰岛素血症，后表现有雄激素过多及无排卵等生殖功能障碍，即IR与生殖功能障碍在时间上存在先后次序。近20年来，大量研究证实PCOS的IR为中等程度IR，胰岛素介导葡萄糖摄取的效能下降35%～40%［3］。
PCOS患者IR机理十分复杂，可能涉及胰岛素调节葡萄糖合成、运输、利用、贮存及降解等代谢过程的多个器官，如胰腺、肝脏、肌肉及脂肪等。（1）胰岛素B功能失调。主要表现在空腹胰岛素浓度及葡萄糖耐量后胰岛素反应浓度均明显高于相应的对照组［4］。胰腺B细胞分泌胰岛素功能亢进与体内神经肽类物质失调有一定关系［5］。进一步研究发现，经静脉葡萄糖负荷后，胰岛素反应浓度相对于外周组织的胰岛素敏感性下降而言明显低于相应正常妇女， 即PCOS患者糖耐量后的高胰岛素血症水平并未达到外周胰岛素抵抗引起代偿性增加的应有高度，其B细胞产生胰岛素反应也迟钝［3］。PCOS患者胰腺B细胞功能失调的这种特殊性与是否肥胖及糖耐量低减无关。（2）肝脏IR。表现为HGP合成增加和胰岛素代谢清除下降，这与PCOS患者是否肥胖有关，不肥胖患者无此异常［4］。HGP增加可加快机体IR状态下对血糖调节的失代偿，导致高血糖发生及2型糖尿病［3］。肝脏对胰岛素代谢清除下降是肥胖加重PCOS的IR和高胰岛素血症机理之一［4］。（3）外周组织IR。这主要与肌肉、 脂肪等组织内胰岛素受体后的磷酸化异常，使胰岛素信号传递途径缺陷有关。磷酰胺酸分析发现， 约50%PCOS患者皮肤的脂肪细胞上胰岛素受体的基础磷酸化作用增加，而胰岛素介导的受体进一步磷酸化作用减弱。前者与受体上丝氨酸残基的已磷酸化数量增多有关，而后者与受体上胰岛素介导的酪氨酸残基的可磷酸化数量减少有关［3］。实验证实，胰岛素受体丝氨酸磷酸化数量增加是细胞内胰岛素信号传递的终止信息。约30%PCOS的IR患者胰岛素受体的基础磷酸化作用及胰岛素介导受体的进一步磷酸化作用均正常，这些患者的IR可能与随后的信号传递缺陷有关［1］。此外，PCOS患者脂肪细胞膜上葡萄糖载体蛋白-4数量下降， 这是一种原发因素，还是继发于受体后信号传递障碍尚不清楚［6］。由此可见， 胰岛素受体丝氨酸磷酸化增加而酪氨酸磷酸化下降，是PCOS外周组织IR的主要特征。（4）雄激素作用。 雄激素对IR影响主要表现在肝脏对胰岛素清除及外周组织降解有抑制作用，还表现在人为使用雄激素使胰岛素介导葡萄糖摄取下降1/3，药物及手术治疗PCOS的雄激素过多，可改善高胰岛素血症及IR［7，8］。有关PCOS的IR与雄激素过多之间的关系尚未阐明，但两者之间很可能是互为因果关系。不过，雄激素诱导的IR较为轻微［1，7］。
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