Тема 5. Ендокринна підшлункова залоза

5.1 Вступ: будова ендокринної підшлункової залози

Підшлункова залоза - це екзокринна та ендокринна залоза. Ендокринні клітини підшлункової залози розташовані на острівцях Лангерганса, які складають лише 2% маси підшлункової залози. В межах острівця є чотири типи клітин, які дають початок наступним гормонам:

підшлункової залози

  • 20% клітин A (α): глюкагон (периферичний) .
  • 70% В (β) клітин: інсулін та амілін (серцевина) .
  • 10% D-клітин (δ): соматостатин .
  • + F-клітини: поліпептид підшлункової залози.

5.2 Інсулін

Це невеликий білок з двома пептидними ланцюгами А і В з 21 і 30 амінокислот. Він синтезується як єдиний ланцюг, який отримує назву препроінсуліну, який розривається, щоб отримати коротший ланцюг із двома внутрішньоланцюговими зв’язками через дисульфідні містки, ця молекула називається проінсуліном. Він зберігається в секреторних гранулах і перетворюється в інсулін, відокремлюючи частину ланцюга, звану С-пептидом.

Інсулін виділяється екзоцитозом у відповідь на підвищення рівня глюкози в крові, він виділяється в печінкову ворітну вену, що досягає безпосередньо печінки. Період його напіввиведення становить лише близько 10 хвилин.

5.2.1 Дії інсуліну

Інсулін є гіпоглікемічним, він знижує рівень глюкози в крові, сприяючи його надходженню в м’язову та жирову тканини та інгібуючи вивільнення глюкози з печінки.

  • Печінка. Стимулює синтез глікогену та ліпідів та пригнічує глікогеноліз та кетогенез.
  • М'язи. Стимулює надходження глюкози та амінокислот та синтез глікогену та білків.
  • Жирова тканина. Стимулює надходження глюкози та синтез тригліцеридів або ліпогенез.

Це також збільшує надходження K + до клітин і, отже, зменшує його концентрацію в плазмі.

Зв’язування інсуліну з його мембранними рецепторами викликає численні метаболічні зміни та впливає на експресію багатьох генів. Рецептор інсуліну складається з двох субодиниць, що зв’язують гормон, та двох інших, що мають ферментативну активність, що приводить в рух метаболічний каскад контролю багатьох ключових ферментів метаболічних шляхів. Однією з найшвидших реакцій є збільшення припливу глюкози, яке досягається транслокацією транспортерів глюкози з внутрішньоклітинного запасу до клітинної мембрани. Інсулін також здатний регулювати кількість власних рецепторів, стимулюючи ендоцитоз та їх деградацію і, таким чином, беручи участь у зниженні чутливості до інсуліну, пов'язаному з ожирінням.

5.2.2 Контроль секреції інсуліну

Збільшення концентрації глюкози в плазмі є основним стимулом для секреції інсуліну. Існує швидка початкова фаза секреції внаслідок спорожнення гранул для зберігання, а друга, більш повільна, через секрецію новосинтезованого гормону. Деякі амінокислоти, такі як аргінін і лейцин, також є потужними стимуляторами. Після прийому всередину інсулін збільшується в крові ще до того, як відбувається підвищення рівня глюкози в крові (випереджувальний механізм), внаслідок однієї з дій шлунково-кишкового гормону PIG, шлункового інгібуючого пептиду, який стимулює вивільнення інсуліну. Іншими стимулами для секреції є глюкагон. Адреналін і соматостатин пригнічують вивільнення інсуліну. Симпатична система пригнічує ці клітини, а парасимпатична стимулює їх.

5.3 Глюкагон

Це 29 амінокислотний поліпептид, який секретується підшлунковою залозою у відповідь на падіння рівня глюкози в крові. На відміну від інсуліну, його ефект гіперглікемічний. Діє на печінку, стимулюючи глікогеноліз та глюконеогенез. Секрецію глюкагону стимулюють амінокислоти. Ця система гарантує, що при великому споживанні амінокислот збільшення виробленого інсуліну не спричиняє різкого падіння глюкози. Глюкагон є потужним стимулятором мобілізації ліпідів.

5.3.1 Амілін

Він зберігається у В-клітинах разом з інсуліном і виділяється разом з ним у відповідь на приплив поживних речовин. Це потужний інгібітор спорожнення шлунка, ймовірно, за допомогою нервового механізму.

5.3.2 Соматостатин

Це пептид, який також синтезується нейронами гіпоталамусу та ендокринними клітинами слизової оболонки кишечника. Пригнічує секрецію як інсуліну, так і глюкагону.

5.4 Регулювання накопичення енергії

Мозок використовує глюкозу як майже ексклюзивне джерело енергії, тому необхідно підтримувати її показники в крові, щоб уникнути судом або коми. Глюкоза в крові, як правило, підтримується в межах 4-6 ммоль/л (80-120 мг/100 мл) завдяки взаємодії декількох гормонів: інсуліну, глюкагону, гормону росту, адреналіну та кортизолу. Інсулін знижує рівень глюкози в крові, а решта чотири - глюкозу в крові. Під час абсорбційного стану (після їжі) спостерігається велика кількість глюкози, а вивільнення інсуліну збільшує використання цього субстрату та його зберігання у вигляді глікогену або ліпідів. Під час пост-абсорбційного стану або натщесерце падають інсулін та інші гормони. Співвідношення інсулін/глюкагон є, мабуть, найважливішим фактором контролю обох станів. Це гарантує підтримку адекватних рівнів глюкози для мозку під час голодування спочатку через глікогеноліз, потім через глюконеогенез та за рахунок зменшення витрат глюкози іншими тканинами.

5.4.1 Вплив дефіциту інсуліну

Цукровий діабет є серйозною проблемою для здоров'я. Існує два типи діабету: інсулінозалежний діабет або юнацький діабет та інсулінонезалежний діабет або діабет дорослих.

Дефіцит інсуліну призводить до збільшення вмісту глюкози та кетонових тіл у плазмі, а втрата цих розчинених речовин через сечу забирає воду (осмотичний діурез), що призводить до збільшення об’єму сечі (поліурія) та спраги (полідипсія). Втрата обсягу плазми призводить до гіпотонії, що може призвести до зменшення мозкового кровотоку, що призводить до коми та смерті.