Ендокрина функција панкреаса

Панкреас се налази на задњем зиду трбушне дупље, иза желуца, у нивоу L1-L2 и протеже се од дуоденума до хилума слезине. Његова дужина је око 15 цм, тежина око 100 г. Панкреас има главу која се налази у своду дуоденума, тело и реп који допире до хилума слезине и лежи ретроперитонеално. Снабдевање панкреаса крвљу врши се путем слезинске и горње мезентеричне артерије. Венска крв улази у слезинске и горње мезентеричне вене. Панкреас инервишу симпатички и парасимпатички живци, чија терминална влакна додирују ћелијску мембрану ћелија острваца.

Панкреас има егзокрине и ендокрине функције. Потоње обављају Лангерхансова острвца, која чине око 1-3% масе жлезде (од 1 до 1,5 милиона). Пречник сваког је око 150 µм. Једно острвце садржи од 80 до 200 ћелија. Постоји неколико њихових врста, у зависности од њихове способности да луче полипептидне хормоне. А-ћелије производе глукагон, Б-ћелије производе инсулин, а Д-ћелије производе соматостатин. Такође је откривен и одређени број острваца, за које се претпоставља да производе вазоактивни интерстицијални полипептид (ВИП), гастроинтестинални пептид (ГИП) и панкреасни полипептид. Б-ћелије су локализоване у центру острвца, а остатак се налази на његовој периферији. Главни део масе - 60% ћелија - чине Б-ћелије, 25% - А-ћелије, 10% - Д-ћелије, а остатак - 5% масе.

Инсулин се формира у Б-ћелијама од свог прекурсора, проинсулина, који се синтетише на рибозомима храпавог ендоплазматског ретикулума. Проинсулин се састоји од 3 пептидна ланца (А, Б и Ц). А- и Б-ланци су повезани дисулфидним мостовима, а Ц-пептид повезује А- и Б-ланце. Молекулска тежина проинсулина је 9.000 далтона. Синтетизовани проинсулин улази у Голџијев апарат, где га протеолитички ензими разлажу на молекул Ц-пептида молекулске тежине 3.000 далтона и молекул инсулина молекулске тежине 6.000 далтона. А-ланац инсулина састоји се од 21 аминокиселинских остатака, Б-ланац од 30, а Ц-пептид од 27-33. Прекурсор проинсулина у процесу његове биосинтезе је препроинсулин, који се од првог разликује по присуству другог пептидног ланца који се састоји од 23 аминокиселине и везан је за слободни крај Б-ланца. Молекулска тежина препроинсулина је 11.500 далтона. Брзо се претвара у проинсулин на полизомима. Из Голџијевог апарата (ламеларни комплекс), инсулин, Ц-пептид и делимично проинсулин улазе у везикуле, где се први везује за цинк и таложи у кристалном стању. Под утицајем различитих стимулуса, везикуле се крећу ка цитоплазматској мембрани и ослобађају инсулин у раствореном облику у прекапиларни простор емиоцитозом.

Најмоћнији стимулатор његове секреције је глукоза, која интерагује са рецепторима цитоплазматске мембране. Инсулински одговор на њено дејство је двофазан: прва фаза - брза - одговара ослобађању резерви синтетисаног инсулина (1. пул), друга - спора - карактерише брзину његове синтезе (2. пул). Сигнал из цитоплазматског ензима - аденилат циклазе - преноси се на цАМП систем, мобилишући калцијум из митохондрија, који учествује у ослобађању инсулина. Поред глукозе, аминокиселине (аргинин, леуцин), глукагон, гастрин, секретин, панкреозимин, гастрични инхибиторни полипептид, неуротензин, бомбезин, сулфаниламидни лекови, бета-адренергички стимуланси, глукокортикоиди, СТХ, АЦТХ имају стимулативни ефекат на ослобађање и секрецију инсулина. Хипогликемија, соматостатин, никотинска киселина, диазоксид, алфа-адренергичка стимулација, фенитоин и фенотиазини сузбијају секрецију и ослобађање инсулина.

Инсулин у крви је слободан (имунореактивни инсулин, ИРИ) и везан за протеине плазме. Разградња инсулина се одвија у јетри (до 80%), бубрезима и масном ткиву под утицајем глутатион трансферазе и глутатион редуктазе (у јетри), инсулиназе (у бубрезима), протеолитичких ензима (у масном ткиву). Проинсулин и Ц-пептид су такође подложни разградњи у јетри, али много спорије.

Инсулин има вишеструке ефекте на инсулин-зависна ткива (јетру, мишиће, масно ткиво). Нема директан ефекат на бубрежно и нервно ткиво, сочиво и еритроците. Инсулин је анаболички хормон који појачава синтезу угљених хидрата, протеина, нуклеинских киселина и масти. Његов ефекат на метаболизам угљених хидрата изражава се у повећаном транспорту глукозе у ћелије инсулин-зависних ткива, стимулацији синтезе гликогена у јетри и сузбијању глуконеогенезе и гликогенолизе, што узрокује смањење нивоа шећера у крви. Ефекат инсулина на метаболизам протеина изражава се у стимулацији транспорта аминокиселина кроз цитоплазматску мембрану ћелија, синтези протеина и инхибицији њиховог разградње. Његово учешће у метаболизму масти карактерише се укључивањем масних киселина у триглицериде масног ткива, стимулацијом синтезе липида и сузбијањем липолизе.

Биолошки ефекат инсулина је последица његове способности да се веже за специфичне рецепторе ћелијске цитоплазматске мембране. Након везивања за њих, сигнал се преноси путем ензима уграђеног у ћелијску мембрану - аденилат циклазе - на цАМП систем, који, уз учешће калцијума и магнезијума, регулише синтезу протеина и коришћење глукозе.

Базална концентрација инсулина, одређена радиоимунолошки, код здравих особа је 15-20 μU/ml. Након оралног оптерећења глукозом (100 g), његов ниво се повећава 5-10 пута у поређењу са почетним нивоом после 1 сата. Брзина секреције инсулина на празан стомак је 0,5-1 U/h, а након оброка се повећава на 2,5-5 U/h. Секреција инсулина се повећава парасимпатичком стимулацијом, а смањује симпатичком стимулацијом.

Глукагон је једноланчани полипептид молекулске тежине од 3485 далтона. Састоји се од 29 аминокиселинских остатака. У телу се разграђује протеолитичким ензимима. Секрецију глукагона регулишу глукоза, аминокиселине, гастроинтестинални хормони и симпатички нервни систем. Појачава се хипогликемијом, аргинином, гастроинтестиналним хормонима, посебно панкреозимином, факторима који стимулишу симпатички нервни систем (физичка активност, итд.), и смањењем нивоа слободних масних киселина у крви.

Производњу глукагона инхибирају соматостатин, хипергликемија и повишени нивои слободних масних киселина у крви. Садржај глукагона у крви се повећава код декомпензованог дијабетес мелитуса и глукагонома. Полуживот глукагона је 10 минута. Инактивира се првенствено у јетри и бубрезима разлагањем на неактивне фрагменте под утицајем ензима карбоксипептидазе, трипсина, химотрипсина итд.

Главни механизам дејства глукагона карактерише повећање производње глукозе од стране јетре стимулисањем њеног разлагања и активирањем глуконеогенезе. Глукагон се везује за рецепторе мембране хепатоцита и активира ензим аденилат циклазу, што стимулише стварање цАМП-а. То доводи до акумулације активног облика фосфорилазе, која учествује у процесу глуконеогенезе. Поред тога, потискује се формирање кључних гликолитичких ензима и стимулише се ослобађање ензима укључених у процес глуконеогенезе. Још једно ткиво зависно од глукагона је масно ткиво. Везивањем за адипоцитне рецепторе, глукагон промовише хидролизу триглицерида са стварањем глицерола и слободних масних киселина. Овај ефекат се постиже стимулисањем цАМП-а и активирањем хормонски осетљиве липазе. Повећана липолиза праћена је повећањем слободних масних киселина у крви, њиховим укључивањем у јетру и стварањем кето киселина. Глукагон стимулише гликогенолизу у срчаном мишићу, што повећава срчани излаз, шири артериоле и смањује укупни периферни отпор, смањује агрегацију тромбоцита, лучење гастрина, панкреозимина и панкреасних ензима. Формирање инсулина, соматотропног хормона, калцитонина, катехоламина и излучивање течности и електролита урином повећавају се под утицајем глукагона. Његов базални ниво у крвној плазми је 50-70 пг/мл. Након узимања протеинске хране, током поста, код хроничних болести јетре, хроничне бубрежне инсуфицијенције и глукагонома, садржај глукагона се повећава.

Соматостатин је тетрадекапептид молекулске тежине 1600 далтона, који се састоји од 13 аминокиселинских остатака са једним дисулфидним мостом. Соматостатин је прво откривен у предњем хипоталамусу, а затим у нервним завршецима, синаптичким везикулама, панкреасу, гастроинтестиналном тракту, штитној жлезди и мрежњачи. Највећа количина хормона се формира у предњем хипоталамусу и Д-ћелијама панкреаса. Биолошка улога соматостатина је да сузбије лучење соматотропног хормона, АЦТХ, ТСХ, гастрина, глукагона, инсулина, ренина, секретина, вазоактивног желудачног пептида (ВГП), желудачног сока, панкреасних ензима и електролита. Смањује апсорпцију ксилозе, контрактилност жучне кесе, проток крви у унутрашњим органима (за 30-40%), перисталтику црева, а такође смањује ослобађање ацетилхолина из нервних завршетака и електричну ексцитабилност нерава. Полуживот парентерално примењеног соматостатина је 1-2 минута, што нам омогућава да га сматрамо хормоном и неуротрансмитером. Многи ефекти соматостатина посредовани су његовим утицајем на горе поменуте органе и ткива. Механизам његовог деловања на ћелијском нивоу још увек није јасан. Садржај соматостатина у крвној плазми здравих особа је 10-25 пг/л и повећава се код пацијената са дијабетесом мелитусом типа I, акромегалијом и тумором Д-ћелија панкреаса (соматостатином).

Улога инсулина, глукагона и соматостатина у хомеостази. Инсулин и глукагон играју главну улогу у енергетском билансу тела, одржавајући га на одређеном нивоу у различитим стањима организма. Током поста, ниво инсулина у крви се смањује, а глукагон се повећава, посебно 3.-5. дана поста (приближно 3-5 пута). Повећана секреција глукагона узрокује повећану разградњу протеина у мишићима и повећава процес глуконеогенезе, што помаже у обнављању резерви гликогена у јетри. Дакле, константан ниво глукозе у крви, неопходан за функционисање мозга, еритроцита и бубрежне медуле, одржава се појачавањем глуконеогенезе, гликогенолизе, сузбијањем искоришћавања глукозе од стране других ткива под утицајем повећане секреције глукагона и смањењем потрошње глукозе од стране инсулин-зависних ткива као резултат смањене производње инсулина. Током дана, мождано ткиво апсорбује од 100 до 150 г глукозе. Хиперпродукција глукагона стимулише липолизу, што повећава ниво слободних масних киселина у крви, које срце и други мишићи, јетра и бубрези користе као енергетски материјал. Током дужег поста, кето киселине које се формирају у јетри такође постају извор енергије. Током природног поста (преко ноћи) или током дугих пауза у уносу хране (6-12 сати), енергетске потребе инсулин-зависних ткива тела одржавају се масним киселинама које се формирају током липолизе.

Након јела (угљених хидрата), примећује се брзо повећање нивоа инсулина и смањење нивоа глукагона у крви. Прво узрокује убрзање синтезе гликогена и искоришћавање глукозе од стране инсулин-зависних ткива. Протеинска храна (на пример, 200 г меса) стимулише нагло повећање концентрације глукагона у крви (за 50-100%) и незнатно повећање инсулина, што доприноси повећању глуконеогенезе и повећању производње глукозе од стране јетре.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]