Endokrine Funktion der Bauchspeicheldrüse

Die Bauchspeicheldrüse befindet sich an der Rückwand der Bauchhöhle, hinter dem Magen, auf der Höhe von L1-L2 und erstreckt sich vom Zwölffingerdarm bis zu den Milz-Gates. Seine Länge beträgt etwa 15 cm, Gewicht - etwa 100 g. In der Bauchspeicheldrüse wird ein Kopf im Bogen des Zwölffingerdarms unterschieden, der Körper und Schwanz erreicht die Tore der Milz und liegt retroperitoneal. Die Blutversorgung der Bauchspeicheldrüse erfolgt durch die Milz und die obere A. Mesenterica. Venöses Blut dringt in die Milz und die oberen Mesenterialvenen ein. Die Bauchspeicheldrüse wird von sympathischen und parasympathischen Nerven innerviert, deren terminale Fasern in Kontakt mit der Zellmembran von Inselzellen stehen.

Die Bauchspeicheldrüse hat exokrine und endokrine Funktion. Letzteres wird von den Langerhans-Inseln durchgeführt, die etwa 1-3% der Drüsenmasse ausmachen (von 1 bis 1,5 Millionen). Der Durchmesser beträgt jeweils etwa 150 μm. Eine Insel enthält 80 bis 200 Zellen. Es gibt mehrere ihrer Typen für die Fähigkeit, Polypeptidhormone zu sezernieren. A-Zellen produzieren Glucagon, B-Zellen - Insulin, D-Zellen - Somatostatin. Eine Anzahl von Inselzellen wurde entdeckt, die vermutlich ein vasoaktives interstitielles Polypeptid (VIP), ein gastrointestinales Peptid (GIP) und ein pankreatisches Polypeptid produzieren können. B-Zellen sind in der Mitte der Insel lokalisiert, und der Rest befindet sich entlang seiner Peripherie. Die Hauptmasse - 60% der Zellen - bilden B-Zellen, 25% - A-Zellen, 10% - D-Zellen, der Rest - 5% der Masse.

Insulin wird in B-Zellen aus seinem Vorläufer, Proinsulin, gebildet, der an den Ribosomen des groben endoplasmatischen Retikulums synthetisiert wird. Proinsulin besteht aus 3 Peptidketten (A, B und C). Die A- und B-Ketten sind durch Disulfidbrücken verbunden, das C-Peptid bindet die A- und B-Ketten. Das Molekulargewicht von Proinsulin beträgt 9000 Dalton. Synthetisierte Proinsulin tritt in den Golgi-Apparat, wo unter der Einwirkung von proteolytischen Enzymen an dem C-Peptid-Moleküle spaltet ein Molekulargewicht von 3000 Dalton und eine Insulinmolekül mit einem Molekulargewicht von 6000 Dalton. Die A-Kette von Insulin besteht aus 21 Aminosäureresten, die B-Kette aus 30 und das C-Peptid aus 27-33. Der Vorläufer von Proinsulin im Prozess seiner Biosynthese ist Präproinsulin, das sich von dem ersteren durch das Vorhandensein einer anderen Peptidkette, die aus 23 Aminosäuren besteht und das freie Ende der B-Kette verbindet, unterscheidet. Das Molekulargewicht von Präproinsulin beträgt 11.500 Dalton. Es wandelt sich bei Polysomen schnell in Proinsulin um. Aus dem Golgi-Apparat (Plattenkomplex) gelangen Insulin, C-Peptid und teilweise Proinsulin in Vesikel, wobei die erste an Zink bindet und im kristallinen Zustand abgeschieden wird. Unter dem Einfluss verschiedener Stimuli wandern die Vesikel in die Zytoplasmamembran und setzen das Insulin in gelöster Form durch Evocytose in den präkapillären Raum frei.

Das stärkste Stimulans seiner Sekretion ist Glukose, die mit den Rezeptoren der Zytoplasmamembran interagiert. Insulinantwort auf seine Wirkung ist zweiphasige: eine erste Phase - schnell - Release Aktien synthetisierten Insulin (1 Pool) entspricht, die zweite - langsam - charakterisiert die Rate der Synthese (2 Pool). Das Signal aus dem zytoplasmatischen Enzyms - Adenylat - übertragen auf das cAMP-System Calcium-Mobilisierung aus den Mitochondrien, die in Insulin-Freisetzung beteiligt ist. Neben stimulierenden Glukose Effekt auf die Sekretion von Insulin-Freisetzung und besitzen Aminosäuren (Arginin, Leucin), Glucagon, Gastrin, Secretin, Pankreozymin-, Magen-hemmenden Polypeptid neirotenzin, Bombesin, Sulfonamide, Beta-adrenostimulyatorov, Glucocorticoide, Wachstumshormon, ACTH. Hemmen die Sekretion und die Freisetzung von Insulin Hypoglykämie, Somatostatin, Nicotinsäure, Diazoxid, alpha adrenostimulyatsiya, Phenytoin, Phenothiazine.

Insulin im Blut ist im freien (immunoreaktives Insulin, IRI) und ist an den Plasmaproteinzustand gebunden. Abbau von Insulin in der Leber auftritt (80%), Niere und Fettgewebe beeinflusst glyutationtransferazy und Glutathion-Reduktase (in der Leber), Insulinase (Niere), proteolytische Enzyme (Fettgewebe). Proinsulin und C-Peptid unterliegen ebenfalls einem Abbau in der Leber, jedoch viel langsamer.

Insulin wirkt multipel auf insulinabhängige Gewebe (Leber, Muskeln, Fettgewebe). Auf Nieren- und Nervengewebe, die Linse, rote Blutkörperchen, hat es keine direkte Wirkung. Insulin ist ein anaboles Hormon, das die Synthese von Kohlenhydraten, Proteinen, Nukleinsäuren und Fett verbessert. Seine Wirkung auf den Kohlenhydratstoffwechsel äußert sich in der Zunahme des Glukosetransports in Zellen insulinabhängiger Gewebe, der Stimulation der Glykogensynthese in der Leber und der Suppression der Glukoneogenese sowie der Glykogenolyse, die eine Abnahme des Blutzuckerspiegels bewirkt. Die Wirkung von Insulin auf den Proteinstoffwechsel wird in der Stimulierung des Transports von Aminosäuren durch die cytoplasmatische Membran von Zellen, der Synthese von Protein und der Hemmung seines Zerfalls ausgedrückt. Seine Beteiligung am Fettstoffwechsel ist durch die Aufnahme von Fettsäuren in Triglyceride des Fettgewebes, die Stimulierung der Lipidsynthese und die Unterdrückung der Lipolyse gekennzeichnet.

Die biologische Wirkung von Insulin beruht auf seiner Fähigkeit, an spezifische Rezeptoren der cytoplasmatischen Zellmembran zu binden. Nach der Verbindung mit ihnen wird das Signal durch die zellangereicherte Enzym-Adenylatzyklase in das cAMP-System übertragen, das unter Beteiligung von Calcium und Magnesium die Proteinsynthese und Glukoseverwertung reguliert.

Die basale Insulinkonzentration, bestimmt durch Radioimmunologie, beträgt bei gesunden Menschen 15-20 mC / ml. Nach oraler Beladung mit Glucose (100 g) erhöht sich sein Spiegel nach 1 Stunde um das 5- bis 10-fache im Vergleich zu dem ersten. Die Fastenrate von Insulin auf nüchternen Magen beträgt 0,5-1 U / h, und nach den Mahlzeiten steigt auf 2,5-5 U / h. Sekretion von Insulin erhöht parasympathisch und reduziert sympathische Stimulation.

Glucagon ist ein einkettiges Polypeptid mit einem Molekulargewicht von 3485 Dalton. Es besteht aus 29 Aminosäureresten. Spaltet sich im Körper mit Hilfe von proteolytischen Enzymen. Die Sekretion von Glucagon wird durch Glukose, Aminosäuren, gastrointestinale Hormone und das sympathische Nervensystem reguliert. Seine Erhöhung Hypoglykämie, Arginin, Magen-Darm-Hormone, vor allem Pankreozymin-, Faktoren, die das sympathische Nervensystem stimulieren (körperliche Aktivität und andere.) Eine Abnahme des Blut FFA.

Opiat die Produktion von Glucagon Somatostatin, Hyperglykämie, erhöhte Serumspiegel von FFA. Der Gehalt an Glucagon im Blut steigt mit dekompensiertem Diabetes mellitus, Glucagonom. Die Halbwertszeit von Glucagon beträgt 10 Minuten. Es wird hauptsächlich in der Leber und den Nieren inaktiviert, indem es unter dem Einfluß von Enzymen Carboxypeptidase, Trypsin, Chemotrypsin usw. In inaktive Fragmente gespalten wird.

Der Hauptwirkungsmechanismus von Glucagon ist durch eine Erhöhung der Glucoseproduktion durch die Leber gekennzeichnet, indem es dessen Zerfall und Aktivierung der Gluconeogenese stimuliert. Glucagon bindet an die Hepatozytenmembranrezeptoren und aktiviert das Enzym Adenylatcyclase, das die Bildung von cAMP stimuliert. In diesem Fall akkumuliert die aktive Form der Phosphorylase, die am Prozess der Gluconeogenese beteiligt ist. Zusätzlich wird die Bildung von Schlüssel-Glycolyse-Enzymen unterdrückt und die Freisetzung von Enzymen, die am Prozess der Gluconeogenese beteiligt sind, wird stimuliert. Ein anderes Glucagon-abhängiges Gewebe ist Fett. In Verbindung mit Adipozytenrezeptoren fördert Glucagon die Hydrolyse von Triglyceriden unter Bildung von Glycerin und FFA. Dieser Effekt wird durch Stimulierung von cAMP und Aktivierung von hormonsensitiver Lipase erreicht. Die Verstärkung der Lipolyse wird begleitet von einer Erhöhung der Blut-FFA, ihrer Aufnahme in die Leber und der Bildung von Ketosäuren. Glucagon stimulierte Glykogenolyse im Herzmuskel, die Herzleistung erhöht Arteriolen erweitern und die Abnahme der gesamten peripheren Widerstand verringern die Plättchenaggregation, die Sekretion des gastro-on, Pankreozymin und Pankreasenzyme. Die Bildung von Insulin, Wachstumshormon, Calcitonin, Katecholaminen, Sekretion von Flüssigkeit und Elektrolyten mit Urin unter dem Einfluss von Glucagon erhöhen. Sein Grundniveau im Blutplasma beträgt 50-70 pg / ml. Nach der Einnahme von Protein-Lebensmitteln, während des Fastens, mit chronischer Lebererkrankung, chronischem Nierenversagen, Glucagonom, steigt der Glucagon-Gehalt.

Somatostatin ist ein Tetradecapeptid mit einem Molekulargewicht von 1600 Dalton aufweist, zusammengesetzt aus 13 Aminosäureresten mit einer Disulfidbrücke. In den Nervenendigungen, synaptischen Vesikeln, Bauchspeicheldrüse, Magen, Darm, Schilddrüse, die Netzhaut - zum ersten Mal wurde im anterioren Hypothalamus und dann Somatostatin gefunden. Die größte Menge des Hormons im Hypothalamus und anterioren D-Zellen der Bauchspeicheldrüse. Die biologische Rolle von Somatostatin ist die Sekretion von Wachstumshormon, ACTH, TSH, Gastrin, Glucagon, Insulin, Renin, Sekretin, gastrischer vasoaktive Peptid (VZHP), Magensaft, Pankreasenzymen und Elektrolyten zu unterdrücken. Es reduziert die Absorption von Xylose, Gallenblase Kontraktilität, Blutfluss von inneren Organen (30-40%), Darmperistaltik und verringert auch Acetylcholin-Freisetzung aus Nervenenden und Nerven electroexcitability. Die Halbwertszeit von Somatostatin parenteral 1-2 min, verabreicht, die es als Hormon und Neurotransmitter zu prüfen erlaubt. Viele Wirkungen von Somatostatin werden durch seine Wirkung auf die oben erwähnten Organe und Gewebe vermittelt. Der Mechanismus seiner Wirkung auf zellulärer Ebene ist noch unklar. Der Gehalt von Somatostatin im Blutplasma von gesunden Personen beträgt 10-25 pg / L, und bei Patienten mit Diabetes Typ I, Akromegalie und D-Zellen Pankreastumor (Somatostatinom) erhöht.

Die Rolle von Insulin, Glucagon und Somatostatin in der Homöostase. In der Energiebilanz des Körpers wird durch Insulin und Glucagon, bestimmt, welche auf einem bestimmten Niveau in den verschiedenen Zuständen des Körpers unterstützen. Während Nüchternblutinsulinspiegel sinkt und Glukagon - Raises, vor allem auf dem 3-5-ten Tag des Fastens (ca. 3-5 mal). Erhöhte Sekretion von Glukagon verursacht erhöhte Proteinabbau im Muskel und erhöht die Gluconeogenese Prozess, der die Wiederauffüllung der Glykogenreserven in der Leber fördert. Somit wird ein konstantes Niveau von Glukose im Blut, die für das Funktionieren des Gehirns, der roten Blutzellen, Gehirnnierenschicht unterstützt durch Gluconeogenese, Glykogenolyse, Unterdrückung der Glucoseverwertung in anderen Geweben unter dem Einfluss der Erhöhung der Sekretion von Glucagon-Verstärkung und Verringerung der Glucose insulinabhängigen Geweben Verbrauch durch Insulinproduktion zu reduzieren. Während des Tages absorbiert das Gehirngewebe 100 bis 150 g Glukose. Hyper Glucagon stimuliert die Lipolyse, die Blutspiegel an freien Fettsäuren erhöht werden das Herz und andere Muskeln, Leber, Nieren als Energiematerial verwendet. Bei längerem Verhungern werden in der Leber gebildete Ketosäuren zu einer Energiequelle. Mit natürlichen Fasten (über Nacht) oder bei langen Zeiten der Nahrungsaufnahme (6-12 h) insulinabhängigen Energiebedarf des Körpergewebes durch die Fettsäuren während der Lipolyse gebildet unterstützt.

Nach dem Verzehr (Kohlenhydrat) beobachtet man einen schnellen Anstieg der Insulinspiegel und eine Abnahme des Glukagonspiegels im Blut. Die erste bewirkt die Beschleunigung der Glykogensynthese und die Verwendung von Glukose durch insulinabhängige Gewebe. Proteinfutter (zum Beispiel 200 g Fleisch) stimuliert einen starken Anstieg der Konzentration von Glucagon im Blut (um 50-100%) und unbedeutend - Insulin, das die Gluconeogenese verstärkt und die Glucoseproduktion in der Leber erhöht.

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