Тема 5. Ендокринен панкреас

5.1 Въведение: структура на ендокринния панкреас

Панкреасът е екзокринна и ендокринна жлеза. Ендокринните клетки на панкреаса са разположени в островчетата Лангерханс, които съставляват само 2% от панкреатичната маса. Вътре в островчето има четири вида клетки, които пораждат следните хормони:

тема

  • 20% A (α) клетки: глюкагон (периферни) .
  • 70% В (β) клетки: инсулин и амилин (сърцевина) .
  • 10% D клетки (δ): соматостатин .
  • + F клетки: панкреатичен полипептид.

5.2 Инсулин

Това е малък протеин с две пептидни вериги А и В от 21 и 30 аминокиселини. Той се синтезира като единична верига, която получава името на препроинсулин, който се прекъсва, за да се получи по-къса верига с две вътрешно-верижни връзки чрез дисулфидни мостове, тази молекула се нарича проинсулин. Той се съхранява в секреторни гранули и се превръща в инсулин чрез отделяне на част от веригата, наречена С-пептид.

Инсулинът се секретира чрез екзоцитоза в отговор на повишаване на глюкозата в кръвта, секретира се до чернодробната портална вена, достигаща директно до черния дроб. Полуживотът му е само около 10 минути.

5.2.1 Действия на инсулина

Инсулинът е хипогликемичен, намалява нивото на глюкоза в кръвта, благоприятства навлизането му в мускулите и мастната тъкан и инхибира освобождаването на глюкоза от черния дроб.

  • Черен дроб. Стимулира синтеза на гликоген и липиди и инхибира гликогенолизата и кетогенезата.
  • Мускул. Стимулира навлизането на глюкоза и аминокиселини и синтеза на гликоген и протеини.
  • Мастна тъкан. Стимулира навлизането на глюкоза и синтеза на триглицериди или липогенеза.

Той също така увеличава навлизането на K + в клетките и следователно намалява неговата плазмена концентрация.

Свързването на инсулин с неговите мембранни рецептори предизвиква множество метаболитни промени и засяга експресията на много гени. Инсулиновият рецептор се състои от две субединици, които свързват хормона и две други, които имат ензимна активност, задействайки метаболитна каскада за контрол на много ключови ензими на метаболитните пътища. Един от най-бързите отговори е увеличеният приток на глюкоза, който се постига чрез преместването на транспортьори на глюкоза от вътреклетъчен склад в клетъчната мембрана. Инсулинът също така е способен да регулира количеството на собствените си рецептори, като стимулира ендоцитозата и тяхното разграждане и по този начин участва в намаляването на чувствителността към инсулин, свързано със затлъстяването.

5.2.2 Контрол на секрецията на инсулин

Повишаването на плазмената концентрация на глюкоза е основният стимул за секрецията на инсулин. Има бърза начална фаза на секреция поради изпразването на гранулите за съхранение и втора, по-бавна фаза поради секрецията на новосинтезиран хормон. Някои аминокиселини като аргинин и левцин също са мощни стимулатори. След поглъщане инсулинът се повишава в кръвта дори преди да има повишаване на кръвната глюкоза (изпреварващ механизъм), поради едно от действията на стомашно-чревния хормон PIG, стомашен инхибиторен пептид, който стимулира отделянето на инсулин. Други стимули за секрецията са глюкагонът. Епинефринът и соматостатинът инхибират отделянето на инсулин. Симпатиковата система инхибира тези клетки, а парасимпатиковата ги стимулира.

5.3 Глюкагон

Това е 29 аминокиселинен полипептид, секретиран от панкреаса в отговор на спад в кръвната глюкоза. За разлика от инсулина, ефектът му е хипергликемичен. Действа върху черния дроб, като стимулира гликогенолизата и глюконеогенезата. Секрецията на глюкагон се стимулира от аминокиселините. Тази система гарантира, че когато има голям прием на аминокиселини, увеличаването на генерирания инсулин не предизвиква рязък спад на глюкозата. Глюкагонът е мощен стимулатор на липидната мобилизация.

5.3.1 Амилин

Той се съхранява в В клетки, заедно с инсулина и се освобождава заедно с него в отговор на приток на хранителни вещества. Той е мощен инхибитор на изпразването на стомаха, вероятно чрез нервен механизъм.

5.3.2 Соматостатин

Това е пептид, синтезиран също от хипоталамусните неврони и от ендокринните клетки на чревната лигавица. Инхибира секрецията както на инсулин, така и на глюкагон.

5.4 Регулиране на съхранението на енергия

Мозъкът използва глюкозата като почти изключителен енергиен източник, поради което е необходимо да се поддържат нейните стойности в кръвта, за да се избегнат гърчове или кома. Кръвната глюкоза обикновено се поддържа между 4-6 mmol/l (80-120 mg/100 ml), поради взаимодействията на няколко хормона: инсулин, глюкагон, GH, адреналин и кортизол. Инсулинът понижава кръвната захар, а останалите четири повишават кръвната захар. По време на абсорбиращото състояние (след хранене) има големи количества глюкоза и освобождаването на инсулин увеличава използването на този субстрат и съхранението му като гликоген или липиди. По време на пост-абсорбционното състояние или на гладно, инсулинът пада и други хормони се повишават. Съотношението инсулин/глюкагон е може би най-важният фактор за контролиране на двете състояния. Това гарантира, че адекватните нива на глюкоза за мозъка се поддържат по време на гладно, първо чрез гликогенолиза, след това чрез глюконеогенеза и чрез намаляване на разхода на глюкоза от други тъкани.

5.4.1 Ефекти от инсулиновия дефицит

Захарният диабет е сериозен здравословен проблем. Има два вида диабет: инсулинозависим диабет или младежки диабет и неинсулинозависим диабет или диабет при възрастни.

Дефицитът на инсулин води до увеличаване на глюкозата и кетонните тела в плазмата и загубата на тези разтворени вещества чрез урината отвежда вода (осмотична диуреза), което води до увеличаване на обема на урината (полиурия) и жажда (полидипсия). Загубата на плазмен обем води до хипотония, която може да доведе до намален мозъчен кръвоток, водещ до кома и смърт.