Endocrine function ng pancreas

Ang pancreas ay matatagpuan sa likod na dingding ng lukab ng tiyan, sa likod ng tiyan, sa antas ng L1-L2 at umaabot mula sa duodenum hanggang sa hilum ng pali. Ang haba nito ay halos 15 cm, ang timbang ay halos 100 g. Ang pancreas ay may ulo na matatagpuan sa arko ng duodenum, isang katawan at isang buntot na umaabot sa hilum ng pali at nakahiga nang retroperitoneal. Ang suplay ng dugo sa pancreas ay isinasagawa ng splenic at superior mesenteric artery. Ang venous blood ay pumapasok sa splenic at superior mesenteric veins. Ang pancreas ay innervated ng sympathetic at parasympathetic nerves, ang mga terminal fibers na kung saan ay nakikipag-ugnayan sa cell membrane ng mga islet cells.

Ang pancreas ay may exocrine at endocrine function. Ang huli ay ginagawa ng mga islet ng Langerhans, na bumubuo ng halos 1-3% ng masa ng glandula (mula 1 hanggang 1.5 milyon). Ang diameter ng bawat isa ay humigit-kumulang 150 µm. Ang isang islet ay naglalaman ng 80 hanggang 200 na mga cell. Mayroong ilang mga uri ng mga ito, depende sa kanilang kakayahang mag-secrete ng mga polypeptide hormone. Ang mga A-cell ay gumagawa ng glucagon, ang mga B-cell ay gumagawa ng insulin, at ang mga D-cell ay gumagawa ng somatostatin. Natuklasan din ang isang bilang ng mga islet cell, na dapat gumawa ng vasoactive interstitial polypeptide (VIP), gastrointestinal peptide (GIP), at pancreatic polypeptide. Ang mga B-cell ay naisalokal sa gitna ng islet, at ang natitira ay matatagpuan sa periphery nito. Ang bulk ng masa - 60% ng mga cell - ay B-cells, 25% - A-cells, 10% - D-cells, at ang natitira - 5% ng masa.

Ang insulin ay nabuo sa mga B-cell mula sa precursor nito, ang proinsulin, na na-synthesize sa mga ribosome ng magaspang na endoplasmic reticulum. Ang proinsulin ay binubuo ng 3 peptide chain (A, B, at C). Ang A- at B-chain ay konektado sa pamamagitan ng disulfide bridges, at ang C-peptide ay nag-uugnay sa A- at B-chain. Ang molekular na timbang ng proinsulin ay 9,000 daltons. Ang synthesized proinsulin ay pumapasok sa Golgi apparatus, kung saan ito ay pinaghiwa-hiwalay ng proteolytic enzymes sa isang C-peptide molecule na may molecular weight na 3,000 daltons at isang insulin molecule na may molekular na weight na 6,000 daltons. Ang A-chain ng insulin ay binubuo ng 21 amino acid residues, ang B-chain ng 30, at ang C-peptide ng 27-33. Ang precursor ng proinsulin sa proseso ng biosynthesis nito ay preproinsulin, na naiiba sa dating sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isa pang peptide chain na binubuo ng 23 amino acids at nakakabit sa libreng dulo ng B-chain. Ang molekular na timbang ng preproinsulin ay 11,500 daltons. Mabilis itong nagiging proinsulin sa mga polysome. Mula sa Golgi apparatus (lamellar complex), ang insulin, C-peptide at bahagyang proinsulin ay pumapasok sa mga vesicle, kung saan ang dating ay nagbubuklod sa zinc at idineposito sa isang mala-kristal na estado. Sa ilalim ng impluwensya ng iba't ibang stimuli, ang mga vesicle ay lumipat sa cytoplasmic membrane at naglalabas ng insulin sa isang dissolved form sa precapillary space sa pamamagitan ng emyocytosis.

Ang pinakamalakas na stimulator ng pagtatago nito ay glucose, na nakikipag-ugnayan sa mga receptor ng cytoplasmic membrane. Ang tugon ng insulin sa epekto nito ay dalawang yugto: ang unang yugto - mabilis - tumutugma sa pagpapalabas ng mga reserba ng synthesized insulin (1st pool), ang pangalawa - mabagal - nailalarawan ang bilis ng synthesis nito (2nd pool). Ang signal mula sa cytoplasmic enzyme - adenylate cyclase - ay ipinadala sa cAMP system, na nagpapakilos ng calcium mula sa mitochondria, na nakikilahok sa pagpapalabas ng insulin. Bilang karagdagan sa glucose, ang mga amino acid (arginine, leucine), glucagon, gastrin, secretin, pancreozymin, gastric inhibitory polypeptide, neurotensin, bombesin, sulfanilamide na gamot, beta-adrenergic stimulants, glucocorticoids, STH, ACTH ay may stimulating effect sa pagpapalabas at pagtatago ng insulin. Ang hypoglycemia, somatostatin, nicotinic acid, diazoxide, alpha-adrenergic stimulation, phenytoin, at phenothiazines ay pinipigilan ang pagtatago at pagpapalabas ng insulin.

Ang insulin sa dugo ay libre (immunoreactive insulin, IRI) at nakatali sa mga protina ng plasma. Ang pagkasira ng insulin ay nangyayari sa atay (hanggang 80%), bato at adipose tissue sa ilalim ng impluwensya ng glutathione transferase at glutathione reductase (sa atay), insulinase (sa bato), proteolytic enzymes (sa adipose tissue). Ang proinsulin at C-peptide ay napapailalim din sa pagkasira sa atay, ngunit mas mabagal.

Ang insulin ay may maraming epekto sa mga tisyu na umaasa sa insulin (atay, kalamnan, adipose tissue). Wala itong direktang epekto sa renal at nervous tissue, lens, at erythrocytes. Ang insulin ay isang anabolic hormone na nagpapahusay sa synthesis ng carbohydrates, protina, nucleic acid, at taba. Ang epekto nito sa metabolismo ng karbohidrat ay ipinahayag sa pagtaas ng transportasyon ng glucose sa mga selula ng mga tisyu na umaasa sa insulin, pagpapasigla ng glycogen synthesis sa atay, at pagsugpo sa gluconeogenesis at glycogenolysis, na nagiging sanhi ng pagbaba sa mga antas ng asukal sa dugo. Ang epekto ng insulin sa metabolismo ng protina ay ipinahayag sa pagpapasigla ng transportasyon ng amino acid sa pamamagitan ng cytoplasmic membrane ng mga cell, synthesis ng protina, at pagsugpo sa pagkasira nito. Ang pakikilahok nito sa metabolismo ng taba ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagsasama ng mga fatty acid sa adipose tissue triglycerides, pagpapasigla ng lipid synthesis, at pagsugpo sa lipolysis.

Ang biological na epekto ng insulin ay dahil sa kakayahang magbigkis sa mga tiyak na receptor ng cellular cytoplasmic membrane. Matapos ang pagbubuklod sa kanila, ang signal ay ipinadala sa pamamagitan ng isang enzyme na binuo sa lamad ng cell - adenylate cyclase - sa sistema ng cAMP, na, kasama ang paglahok ng calcium at magnesium, ay kinokontrol ang synthesis ng protina at paggamit ng glucose.

Ang basal na konsentrasyon ng insulin, na tinutukoy ng radioimmunologically, ay 15-20 μU/ml sa mga malulusog na indibidwal. Pagkatapos ng oral glucose load (100 g), ang antas nito ay tumataas ng 5-10 beses kumpara sa unang antas pagkatapos ng 1 oras. Ang rate ng pagtatago ng insulin sa isang walang laman na tiyan ay 0.5-1 U / h, at pagkatapos ng pagkain ay tumataas ito sa 2.5-5 U / h. Ang pagtatago ng insulin ay nadaragdagan ng parasympathetic stimulation at nababawasan ng sympathetic stimulation.

Ang glucagon ay isang single-chain polypeptide na may molecular weight na 3485 daltons. Binubuo ito ng 29 na residue ng amino acid. Ito ay pinaghiwa-hiwalay sa katawan ng mga proteolytic enzymes. Ang pagtatago ng glucagon ay kinokontrol ng glucose, amino acids, gastrointestinal hormones, at ang sympathetic nervous system. Ito ay pinahusay ng hypoglycemia, arginine, gastrointestinal hormones, lalo na ang pancreozymin, mga kadahilanan na nagpapasigla sa nagkakasundo na sistema ng nerbiyos (pisikal na aktibidad, atbp.), At isang pagbaba sa mga antas ng dugo ng mga libreng fatty acid.

Ang produksyon ng glucagon ay pinipigilan ng somatostatin, hyperglycemia, at mataas na antas ng mga libreng fatty acid sa dugo. Ang nilalaman ng glucagon sa dugo ay tumataas kasama ng decompensated diabetes mellitus at glucagonoma. Ang kalahating buhay ng glucagon ay 10 minuto. Ito ay hindi aktibo lalo na sa atay at bato sa pamamagitan ng paghahati sa hindi aktibong mga fragment sa ilalim ng impluwensya ng carboxypeptidase, trypsin, chymotrypsin, atbp. enzymes.

Ang pangunahing mekanismo ng pagkilos ng glucagon ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng produksyon ng glucose ng atay sa pamamagitan ng pagpapasigla sa pagkasira nito at pag-activate ng gluconeogenesis. Ang glucagon ay nagbubuklod sa mga receptor ng hepatocyte membrane at pinapagana ang enzyme adenylate cyclase, na nagpapasigla sa pagbuo ng cAMP. Ito ay humahantong sa akumulasyon ng aktibong anyo ng phosphorylase, na nakikilahok sa proseso ng gluconeogenesis. Bilang karagdagan, ang pagbuo ng mga pangunahing glycolytic enzymes ay pinipigilan at ang pagpapalabas ng mga enzyme na kasangkot sa proseso ng gluconeogenesis ay pinasigla. Ang isa pang tissue na umaasa sa glucagon ay adipose tissue. Sa pamamagitan ng pagbubuklod sa mga adipocyte receptors, ang glucagon ay nagtataguyod ng hydrolysis ng triglycerides na may pagbuo ng glycerol at free fatty acids. Ang epektong ito ay nakakamit sa pamamagitan ng pagpapasigla ng cAMP at pag-activate ng hormone-sensitive lipase. Ang pagtaas ng lipolysis ay sinamahan ng isang pagtaas sa mga libreng fatty acid sa dugo, ang kanilang pagsasama sa atay at ang pagbuo ng mga keto acid. Pinasisigla ng glucagon ang glycogenolysis sa kalamnan ng puso, na nagpapataas ng output ng puso, nagpapalawak ng mga arterioles at binabawasan ang kabuuang resistensya ng peripheral, binabawasan ang pagsasama-sama ng platelet, pagtatago ng gastrin, pancreozymin at pancreatic enzymes. Ang pagbuo ng insulin, somatotropic hormone, calcitonin, catecholamines, at ang paglabas ng fluid at electrolytes sa pagtaas ng ihi sa ilalim ng impluwensya ng glucagon. Ang basal level nito sa plasma ng dugo ay 50-70 pg/ml. Pagkatapos kumuha ng mga pagkaing protina, sa panahon ng pag-aayuno, sa talamak na sakit sa atay, talamak na pagkabigo sa bato, at glucagonoma, ang nilalaman ng glucagon ay tumataas.

Ang Somatostatin ay isang tetradecapeptide na may molecular weight na 1600 daltons, na binubuo ng 13 amino acid residues na may isang disulfide bridge. Ang Somatostatin ay unang natuklasan sa anterior hypothalamus, at pagkatapos ay sa nerve endings, synaptic vesicles, pancreas, gastrointestinal tract, thyroid gland, at retina. Ang pinakamalaking halaga ng hormone ay nabuo sa anterior hypothalamus at D-cells ng pancreas. Ang biological na papel ng somatostatin ay upang sugpuin ang pagtatago ng somatotropic hormone, ACTH, TSH, gastrin, glucagon, insulin, renin, secretin, vasoactive gastric peptide (VGP), gastric juice, pancreatic enzymes, at electrolytes. Binabawasan nito ang pagsipsip ng xylose, pagkontrata ng gallbladder, daloy ng dugo sa mga panloob na organo (sa pamamagitan ng 30-40%), peristalsis ng bituka, at binabawasan din ang pagpapalabas ng acetylcholine mula sa mga nerve endings at electrical excitability ng mga nerbiyos. Ang kalahating buhay ng somatostatin na pinangangasiwaan ng parenteral ay 1-2 minuto, na nagpapahintulot sa amin na isaalang-alang ito bilang isang hormone at neurotransmitter. Maraming mga epekto ng somatostatin ang namamagitan sa pamamagitan ng impluwensya nito sa mga nabanggit na organ at tisyu. Ang mekanismo ng pagkilos nito sa antas ng cellular ay hindi pa rin malinaw. Ang nilalaman ng somatostatin sa plasma ng dugo ng mga malulusog na indibidwal ay 10-25 pg/l at tumataas sa mga pasyenteng may type I diabetes mellitus, acromegaly, at D-cell tumor ng pancreas (somatostatinoma).

Ang papel ng insulin, glucagon at somatostatin sa homeostasis. Ang insulin at glucagon ay gumaganap ng pangunahing papel sa balanse ng enerhiya ng katawan, pinapanatili ito sa isang tiyak na antas sa iba't ibang estado ng katawan. Sa panahon ng pag-aayuno, bumababa ang antas ng insulin sa dugo, at tumataas ang glucagon, lalo na sa ika-3-5 araw ng pag-aayuno (humigit-kumulang 3-5 beses). Ang pagtaas ng pagtatago ng glucagon ay nagdudulot ng pagtaas ng pagkasira ng protina sa mga kalamnan at pinatataas ang proseso ng gluconeogenesis, na tumutulong sa muling pagdadagdag ng mga reserbang glycogen sa atay. Kaya, ang isang palaging antas ng glucose sa dugo, na kinakailangan para sa paggana ng utak, erythrocytes, at renal medulla, ay pinananatili sa pamamagitan ng pagpapahusay ng gluconeogenesis, glycogenolysis, pagsugpo sa paggamit ng glucose ng iba pang mga tisyu sa ilalim ng impluwensya ng pagtaas ng pagtatago ng glucagon at pagbabawas ng pagkonsumo ng glucose ng mga tisyu na umaasa sa insulin bilang resulta ng pagbaba ng produksyon ng insulin. Sa araw, ang tisyu ng utak ay sumisipsip mula 100 hanggang 150 g ng glucose. Ang hyperproduction ng glucagon ay nagpapasigla sa lipolysis, na nagpapataas ng antas ng mga libreng fatty acid sa dugo, na ginagamit ng puso at iba pang mga kalamnan, atay, at bato bilang materyal ng enerhiya. Sa matagal na pag-aayuno, ang mga keto acid na nabuo sa atay ay nagiging mapagkukunan din ng enerhiya. Sa panahon ng natural na pag-aayuno (magdamag) o sa mahabang pahinga sa pag-inom ng pagkain (6-12 oras), ang mga pangangailangan ng enerhiya ng mga tisyu na umaasa sa insulin ng katawan ay pinananatili ng mga fatty acid na nabuo sa panahon ng lipolysis.

Pagkatapos kumain (carbohydrates), ang isang mabilis na pagtaas sa mga antas ng insulin at isang pagbaba sa mga antas ng glucagon sa dugo ay sinusunod. Ang una ay nagdudulot ng pagbilis ng glycogen synthesis at ang paggamit ng glucose ng mga tisyu na umaasa sa insulin. Ang mga pagkaing protina (halimbawa, 200 g ng karne) ay nagpapasigla ng isang matalim na pagtaas sa konsentrasyon ng glucagon sa dugo (sa pamamagitan ng 50-100%) at isang hindi gaanong pagtaas sa insulin, na nag-aambag sa pagtaas ng gluconeogenesis at isang pagtaas sa paggawa ng glucose ng atay.

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