Тази страница очертава информация за панкреаса.

клетките произвеждат

Няколко хормона участват в регулирането на метаболизма на въглехидратите. Четири от тях се секретират от клетките на островчетата Лангерханс в панкреаса: две, инсулин и глюкагон, с основни действия върху метаболизма на глюкозата и две, соматостатин и панкреатичен полипептид, с модулиращи действия върху секрецията на инсулин и глюкагон. Други хормони, влияещи върху метаболизма на въглехидратите, включват: епинефрин, хормони на щитовидната жлеза, глюкокортикоиди и растежен хормон.

Структура и функция на панкреаса

Панкреасът лежи по-ниско от стомаха, в завой на дванадесетопръстника. Това е едновременно ендокринна и екзокринна жлеза. Екзокринните функции са свързани с храносмилането. Ендокринната функция се състои предимно от секрецията на двата основни хормона, инсулин и глюкагон. В островчетата са идентифицирани четири клетъчни типа, всеки от които произвежда различен хормон със специфични действия:

* А клетки произвеждат глюкагон;
* В клетките произвеждат инсулин;
* D клетките произвеждат соматостатин; и
* F или D1 клетките произвеждат панкреатичен полипептид.

Всички тези хормони са полипептиди. Инсулинът се секретира само от В-клетките, докато останалите хормони също се секретират от стомашно-чревната лигавица и соматостатинът също се намира в мозъка.

Както инсулинът, така и глюкагонът са важни за регулирането на метаболизма на въглехидратите, протеините и липидите:

Инсулинът е анаболен хормон, т.е. увеличава съхранението на глюкоза, мастни киселини и аминокиселини в клетките и тъканите.

Глюкагонът е катаболен хормон, т.е.мобилизира глюкоза, мастни киселини и аминокиселини от магазините в кръвта.

Соматостатинът може да регулира локално секрецията на другите панкреатични хормони; в мозъка (хипоталамуса) и гръбначния мозък може да действа като неврохормон и невротрансмитер. Функцията и произходът на панкреатичния полипептид все още са несигурни, въпреки че хормонът може да повлияе на стомашно-чревната функция и да стимулира хомеостазата в рамките на островчетата.

Секреция и действия на инсулина

Инсулинът се синтезира в В клетки като част от по-голям прехормон - препроинсулин - който включва 23 аминокиселинни лидерни последователности, прикрепени към проинсулин; тази водеща последователност се губи при влизане на молекулата в ендоплазмения ретикулум, напускайки про-инсулиновата молекула. Каликреин, ензим, присъстващ в островчетата, спомага за превръщането на проинсулина в инсулин. При това преобразуване С пептидната верига се отстранява от проинсулиновата молекула, произвеждайки свързаните с дисулфид вериги А и В, които са инсулин.

Инсулиновата секреция е пулсираща (т.е. увеличава се при необходимост от изблици) и се регулира от различни стимулиращи и инхибиторни фактори, повечето от които свързани с метаболизма на глюкозата и ефектите на сАМР. Инсулиновата секреция се стимулира от високите нива на глюкоза в кръвта и се намалява, когато глюкозата в кръвта е ниска. Други стимулиращи фактори включват няколко аминокиселини, чревни хормони, ацетилхолин (парасимпатикова стимулация) и други. Инхибиращите фактори включват соматостатин, норепинефрин (симпатикова стимулация) и други.

Веднъж в циркулацията, инсулинът се разгражда в рамките на минути в черния дроб и бъбреците. С-пептидът и каликреинът също присъстват в циркулацията, след като се секретират с инсулина. Антитела към компоненти на островни клетки са открити при голяма част от пациентите с инсулинозависим диабет, т.е. диабет поради инсулинов дефицит. Атаката на антитела срещу В-клетки води до значителна загуба на тези клетки, характерна за инсулинозависимия диабет и инициирана от генетични механизми.

Инсулинът се свързва със специфични мембранни рецептори, образувайки инсулиново-рецепторен комплекс, който се поема в клетката чрез ендоцитоза. Инсулиновите рецептори се намират в почти всички клетки на тялото. Инсулиновият рецептор, тетрамерът, се състои от две алфа и две бета гликопротеинови субединици. Бета субединицата е протеин киназа, която катализира фосфорилирането на протеини, активност, водеща до промяна в броя на "транспортерите", т.е. протеиновите носители на глюкоза. Вътреклетъчната концентрация на свободна глюкоза е ниска (поради бързото и ефективно фосфорилиране на глюкозата); следователно определено количество глюкоза се придвижва в клетката дори при липса на инсулин. С инсулина обаче скоростта на навлизане на глюкоза е значително увеличена поради улеснена дифузия, медиирана от транспортери.

Инсулино-рецепторният комплекс навлиза в лизозомите, където се разцепва, хормонът се интернализира и рецепторът се рециклира. Повишените циркулиращи нива на инсулин намаляват броя на рецепторите - регулиране надолу на рецепторите - и намалените нива на инсулин се увеличават - регулиране нагоре - броя на рецепторите. Броят на рецепторите на клетка се увеличава при гладуване и намалява при затлъстяване и акромегалия; рецепторен афинитет се намалява от излишък на глюкокортикоиди.

Основните действия на инсулина са:
* 1. улесняване на транспорта на глюкоза през определени мембрани (напр. Мастни и мускулни клетки)
* 2. стимулиране на ензимната система за превръщане на глюкозата в гликоген (чернодробни и мускулни клетки);
* 3. забавяне на глюконеогенезата (чернодробни и мускулни клетки);
* 4. регулиране на липогенезата (черния дроб и мастните клетки); и
* 5. насърчаване на протеиновия синтез и растеж (общ ефект).

Тези действия на инсулина се медиират от свързването на хормона с мембранните рецептори, за да предизвикат няколко едновременни действия. Основен ефект на инсулина е да насърчи навлизането на глюкоза и аминокиселини в клетките на мускулите, мастната тъкан и съединителната тъкан. Глюкозата навлиза в клетката чрез улеснена дифузия по вътрешен градиент, създаден от ниска вътреклетъчна свободна глюкоза и от наличието на специфичен носител, наречен транспортер. В присъствието на инсулин, скоростта на движение на глюкозата в клетката се стимулира значително по селективен начин.

В черния дроб инсулинът не влияе директно върху движението на глюкозата през мембраните, но улеснява отлагането на гликоген и намалява изхода на глюкоза. Следователно има нетно увеличение на усвояването на глюкоза. Инсулинът индуцира или потиска активността на много ензими; обаче дали тези действия са преки или непреки не е известно. Например инсулинът потиска синтеза на ключови глюконеогенни ензими и индуцира синтеза на ключови гликолитични ензими като глюкокиназа. Активността на гликоген синтетазата също е повишена. По същия начин инсулинът повишава активността на ензимите, участващи в липогенезата.