Funcția endocrină a pancreasului

Pancreasul este situat pe peretele posterior al cavității abdominale, în spatele stomacului, la nivelul L1-L2 și se extinde de la duoden până la hilul splinei. Lungimea sa este de aproximativ 15 cm, iar greutatea este de aproximativ 100 g. Pancreasul are un cap situat în arcul duodenului, un corp și o coadă care ajunge la hilul splinei și se întinde retroperitoneal. Alimentarea cu sânge a pancreasului se realizează prin artera splenică și mezenterică superioară. Sângele venos intră în venele splenică și mezenterică superioară. Pancreasul este inervat de nervi simpatici și parasimpatici, ale căror fibre terminale intră în contact cu membrana celulară a celulelor insulare.

Pancreasul are funcții exocrine și endocrine. Acestea din urmă sunt îndeplinite de insulele Langerhans, care reprezintă aproximativ 1-3% din masa glandei (de la 1 la 1,5 milioane). Diametrul fiecăreia este de aproximativ 150 µm. O insulă conține între 80 și 200 de celule. Există mai multe tipuri, în funcție de capacitatea lor de a secreta hormoni polipeptidici. Celulele A produc glucagon, celulele B produc insulină, iar celulele D produc somatostatină. De asemenea, au fost descoperite o serie de celule insulare, despre care se presupune că produc polipeptidă interstițială vasoactivă (VIP), peptidă gastrointestinală (GIP) și polipeptidă pancreatică. Celulele B sunt localizate în centrul insulei, iar restul sunt situate la periferia acesteia. Cea mai mare parte a masei - 60% din celule - sunt celule B, 25% - celule A, 10% - celule D, iar restul - 5% din masă.

Insulina se formează în celulele B din precursorul său, proinsulina, care este sintetizată pe ribozomii reticulului endoplasmatic rugos. Proinsulina este formată din 3 lanțuri peptidice (A, B și C). Lanțurile A și B sunt conectate prin punți disulfidice, iar peptida C leagă lanțurile A și B. Greutatea moleculară a proinsulina este de 9.000 daltoni. Proinsulina sintetizată intră în aparatul Golgi, unde este descompusă de enzimele proteolitice într-o moleculă de peptidă C cu o greutate moleculară de 3.000 daltoni și o moleculă de insulină cu o greutate moleculară de 6.000 daltoni. Lanțul A al insulinei este format din 21 de reziduuri de aminoacizi, lanțul B din 30, iar peptida C din 27-33. Precursorul proinsulina în procesul de biosinteză este preproinsulina, care diferă de prima prin prezența unui alt lanț peptidic format din 23 de aminoacizi și atașat la capătul liber al lanțului B. Greutatea moleculară a preproinsulina este de 11.500 daltoni. Se transformă rapid în proinsulină pe polizomi. Din aparatul Golgi (complexul lamelar), insulina, peptidul C și parțial proinsulina intră în vezicule, unde prima se leagă de zinc și se depune în stare cristalină. Sub influența diferiților stimuli, veziculele se deplasează spre membrana citoplasmatică și eliberează insulină sub formă dizolvată în spațiul precapilar prin emiocitoză.

Cel mai puternic stimulator al secreției sale este glucoza, care interacționează cu receptorii membranei citoplasmatice. Răspunsul insulinei la efectul său este bifazic: prima fază - rapidă - corespunde eliberării rezervelor de insulină sintetizată (prima rezervă), a doua - lent - caracterizează viteza sintezei sale (a doua rezervă). Semnalul de la enzima citoplasmatică - adenilat ciclază - este transmis sistemului cAMP, mobilizând calciul din mitocondrii, care participă la eliberarea insulinei. Pe lângă glucoză, aminoacizii (arginină, leucină), glucagonul, gastrina, secretina, pancreozimina, polipeptida inhibitoare gastrică, neurotensina, bombesina, medicamentele sulfanilamide, stimulentele beta-adrenergice, glucocorticoizii, STH, ACTH au un efect stimulator asupra eliberării și secreției de insulină. Hipoglicemia, somatostatina, acidul nicotinic, diazoxidul, stimularea alfa-adrenergică, fenitoina și fenotiazinele suprimă secreția și eliberarea de insulină.

Insulina din sânge este liberă (insulină imunoreactivă, IRI) și legată de proteinele plasmatice. Degradarea insulinei are loc în ficat (până la 80%), rinichi și țesutul adipos sub influența glutation transferazei și glutation reductazei (în ficat), insulinazei (în rinichi), enzimelor proteolitice (în țesutul adipos). Proinsulina și peptidul C sunt, de asemenea, supuse degradării în ficat, dar mult mai lent.

Insulina are efecte multiple asupra țesuturilor insulinodependente (ficat, mușchi, țesut adipos). Nu are efect direct asupra țesutului renal și nervos, cristalinului și eritrocitelor. Insulina este un hormon anabolic care amplifică sinteza carbohidraților, proteinelor, acizilor nucleici și grăsimilor. Efectul său asupra metabolismului carbohidraților se exprimă prin creșterea transportului de glucoză în celulele țesuturilor insulinodependente, stimularea sintezei glicogenului în ficat și suprimarea gluconeogenezei și glicogenolizei, ceea ce determină o scădere a nivelului zahărului din sânge. Efectul insulinei asupra metabolismului proteinelor se exprimă prin stimularea transportului de aminoacizi prin membrana citoplasmatică a celulelor, sinteza proteinelor și inhibarea descompunerii acestora. Participarea sa la metabolismul grăsimilor se caracterizează prin includerea acizilor grași în trigliceridele țesutului adipos, stimularea sintezei lipidelor și suprimarea lipolizei.

Efectul biologic al insulinei se datorează capacității sale de a se lega de receptori specifici ai membranei citoplasmatice celulare. După legarea la aceștia, semnalul este transmis prin intermediul unei enzime încorporate în membrana celulară - adenilat ciclază - către sistemul cAMP, care, cu participarea calciului și magneziului, reglează sinteza proteinelor și utilizarea glucozei.

Concentrația bazală de insulină, determinată radioimunologic, este de 15-20 μU/ml la persoanele sănătoase. După o încărcătură orală de glucoză (100 g), nivelul acesteia crește de 5-10 ori față de nivelul inițial după 1 oră. Rata secreției de insulină pe stomacul gol este de 0,5-1 U/h, iar după masă crește la 2,5-5 U/h. Secreția de insulină este crescută prin stimularea parasimpatică și scăzută prin stimularea simpatică.

Glucagonul este un polipeptid cu lanț unic, cu o greutate moleculară de 3485 daltoni. Este format din 29 de reziduuri de aminoacizi. Este descompus în organism de enzimele proteolitice. Secreția de glucagon este reglată de glucoză, aminoacizi, hormoni gastrointestinali și sistemul nervos simpatic. Este amplificată de hipoglicemie, arginină, hormoni gastrointestinali, în special pancreozimină, factori care stimulează sistemul nervos simpatic (activitatea fizică etc.) și o scădere a nivelului sanguin al acizilor grași liberi.

Producția de glucagon este inhibată de somatostatină, hiperglicemie și niveluri crescute de acizi grași liberi din sânge. Conținutul de glucagon din sânge crește odată cu diabetul zaharat decompensat și glucagonomul. Timpul de înjumătățire al glucagonului este de 10 minute. Acesta este inactivat în principal în ficat și rinichi prin divizarea în fragmente inactive sub influența enzimelor carboxipeptidază, tripsină, chimotripsină etc.

Principalul mecanism de acțiune al glucagonului este caracterizat printr-o creștere a producției de glucoză de către ficat prin stimularea descompunerii acesteia și activarea gluconeogenezei. Glucagonul se leagă de receptorii membranei hepatocitelor și activează enzima adenilat ciclază, ceea ce stimulează formarea de AMPc. Aceasta duce la acumularea formei active de fosforilază, care participă la procesul de gluconeogeneză. În plus, formarea enzimelor glicolitice cheie este suprimată și este stimulată eliberarea enzimelor implicate în procesul de gluconeogeneză. Un alt țesut dependent de glucagon este țesutul adipos. Prin legarea la receptorii adipocitari, glucagonul promovează hidroliza trigliceridelor cu formarea de glicerol și acizi grași liberi. Acest efect se realizează prin stimularea AMPc și activarea lipazei hormono-sensibile. Creșterea lipolizei este însoțită de o creștere a acizilor grași liberi din sânge, includerea lor în ficat și formarea de cetoacizi. Glucagonul stimulează glicogenoliza în mușchiul cardiac, ceea ce crește debitul cardiac, dilată arteriolele și reduce rezistența periferică totală, reduce agregarea plachetară, secreția de gastrină, pancreozimină și enzime pancreatice. Formarea de insulină, hormon somatotrop, calcitonină, catecolamine și excreția de lichide și electroliți în urină cresc sub influența glucagonului. Nivelul său bazal în plasma sanguină este de 50-70 pg/ml. După administrarea de alimente proteice, în timpul postului, în bolile hepatice cronice, insuficiența renală cronică și glucagonom, conținutul de glucagon crește.

Somatostatina este o tetradecapeptidă cu o greutate moleculară de 1600 daltoni, formată din 13 reziduuri de aminoacizi cu o punte disulfidică. Somatostatina a fost descoperită pentru prima dată în hipotalamusul anterior, apoi în terminațiile nervoase, veziculele sinaptice, pancreas, tractul gastrointestinal, glanda tiroidă și retină. Cea mai mare cantitate a acestui hormon se formează în hipotalamusul anterior și în celulele D ale pancreasului. Rolul biologic al somatostatinei este de a suprima secreția de hormon somatotrop, ACTH, TSH, gastrină, glucagon, insulină, renină, secretină, peptidă gastrică vasoactivă (VGP), suc gastric, enzime pancreatice și electroliți. Reduce absorbția xilozei, contractilitatea vezicii biliare, fluxul sanguin în organele interne (cu 30-40%), peristaltismul intestinal și, de asemenea, reduce eliberarea de acetilcolină din terminațiile nervoase și excitabilitatea electrică a nervilor. Timpul de înjumătățire plasmatică al somatostatinei administrate parenteral este de 1-2 minute, ceea ce ne permite să o considerăm un hormon și un neurotransmițător. Multe efecte ale somatostatinei sunt mediate prin influența sa asupra organelor și țesuturilor menționate mai sus. Mecanismul acțiunii sale la nivel celular este încă neclar. Conținutul de somatostatină din plasma sanguină a persoanelor sănătoase este de 10-25 pg/l și crește la pacienții cu diabet zaharat de tip I, acromegalie și tumoră pancreatică cu celule D (somatostatinom).

Rolul insulinei, glucagonului și somatostatinei în homeostazie. Insulina și glucagonul joacă rolul principal în echilibrul energetic al organismului, menținându-l la un anumit nivel în diferite stări ale corpului. În timpul postului, nivelul de insulină din sânge scade, iar glucagonul crește, în special în a 3-a-5-a zi de post (de aproximativ 3-5 ori). Creșterea secreției de glucagon determină o descompunere crescută a proteinelor în mușchi și accelerează procesul de gluconeogeneză, care ajută la refacerea rezervelor de glicogen în ficat. Astfel, un nivel constant de glucoză în sânge, necesar pentru funcționarea creierului, eritrocitelor și medularei renale, este menținut prin creșterea gluconeogenezei, glicogenolizei, suprimarea utilizării glucozei de către alte țesuturi sub influența creșterii secreției de glucagon și reducerea consumului de glucoză de către țesuturile insulinodependente ca urmare a scăderii producției de insulină. Pe parcursul zilei, țesutul cerebral absoarbe între 100 și 150 g de glucoză. Hiperproducția de glucagon stimulează lipoliza, ceea ce crește nivelul acizilor grași liberi din sânge, care sunt utilizați de inimă și alți mușchi, ficat și rinichi ca materie energetică. În timpul postului prelungit, acizii cetogenici formați în ficat devin, de asemenea, o sursă de energie. În timpul postului natural (peste noapte) sau în timpul pauzelor lungi de la aportul alimentar (6-12 ore), nevoile energetice ale țesuturilor dependente de insulină ale organismului sunt menținute de acizii grași formați în timpul lipolizei.

După consumul de carbohidrați, se observă o creștere rapidă a nivelului de insulină și o scădere a nivelului de glucagon în sânge. Prima provoacă o accelerare a sintezei glicogenului și a utilizării glucozei de către țesuturile dependente de insulină. Alimentele proteice (de exemplu, 200 g de carne) stimulează o creștere bruscă a concentrației de glucagon în sânge (cu 50-100%) și o creștere nesemnificativă a insulinei, ceea ce contribuie la creșterea gluconeogenezei și la o creștere a producției de glucoză de către ficat.

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