Trzustka jako gruczoł dokrewny

Transkrypt

1 Trzustka jako gruczoł dokrewny I. Rodzaje i lokalizacja komórek wewnętrznego wydzielania trzustki: 1. wyspy trzustkowe (Langerhansa) reprezentują część wewnątrzwydzielniczą trzustki. Rozsiane są w miąŝszu trzustki w liczbie od 1 2 mln (stanowi to od 1 2% masy trzustki). Zbudowane są z 4 typów komórek: a) komórki A (20% komórek wyspowych) znajdują się w obwodowych częściach wyspy odpowiedzialne są za produkcję glukagonu b) komórki B (60 75% komórek wyspowych) znajdują się w centrum wyspy odpowiedzialne za produkcję i uwalnianie insuliny c) komórki D znajdują się między komórkami A i B wytwarzają SRIF (somatostatynę), czyli hormon hamujący uwalnianie hormonu wzrostu (rola SRIF w trzustce nie została ustalona, ale prawdopodobnie wpływa on ujemnie na uwalnianie innych hormonów wysp). d) komórki F (PP) (ok. 5 10%) uwalniają polipeptyd trzustkowy (PP), głównie pod wpływem pobudzenia nerwów błędnych i działania cholecystokininy (CC) rola fizjologiczna tego polipeptydu nie została do końca wyjaśniona, ale przypuszczalnie hamuje on czynność zewnątrzwydzielniczą trzustki 2. Regulacja pobudzenia wysp trzustkowych a) włókna układu autonomicznego, z których przywspółczulne włókna: n. błędnego cholinergiczne wywierają działanie pobudzające na uwalnianie insuliny b) włókna układu autonomicznego współczulne: adrenergiczne hamują uwalnianie insuliny c) podwzgórze część brzuszno boczna zawiera receptory dla insuliny i glukozy część brzuszno przyśrodkowa pobudza wydzielanie glukagonu i hamuje wydzielanie insuliny II. Hormony produkowane przez wyspy trzustkowe: 1. Glukagon: a) budowa chemiczna polipeptyd ze względu na podobieństwo do sekretny jelitowej zaliczany do rodziny polipeptydów sekretynowych (obok VIP i peptydu hamującego czynności Ŝołądka GIP)

2 2. Wydzielanie glukagonu & regulacja a) glukagon i insulina jako antagoniści glukagon wydzielany jest jednocześnie z insuliną. Stanowią dwuhormonalną jednostkę decydującą o regulacji przepływu materiału energetycznego, głównie glukozy i kwasów tłuszczowych glukagon jest antagonistą insuliny poniewaŝ: - zwiększa uwalnianie glukozy z wątroby w wyniku wzmoŝenia glikogenolizy i glukoneogenezy, zapoczątkowanych wzrostem camp w hepatocytach - zwiększa wydzielanie ciał ketonowych w wyniku wzmagania procesu utleniania długołańcuchowych kwasów tłuszczowych - w adipocytach uwalnia WKT wzmagając lipolizę b) wydzielanie glukagonu i jego regulacja najsilniejszym bodźcem do wydzielania tego hormonu jest spadek stęŝenia glukozy we krwi a jest on zahamowany po wzroście stęŝenia glukozy: po wstrzyknięciu insuliny spada pozim glukozy a wzrasta glukagonu w surowicy (tak samo jest w głodzeniu, z jednoczesnym spadkiem poziomu insuliny) stosunek na czczo insuliny do glukagonu jest 4:1 i spada do ok. 0,4 po 3 4 dniach głodzenia ta zmiana stosunków stęŝeń obu hormonów sprzyja procesowi glikogenolizy i glukoneogenezy, utrzymując stęŝenie glukozy w granicach normy po posiłku stosunek insulina : glukagon wzrasta z 4:1 do 70:1 Czynniki pobudzające i hamujące uwalnianie glukagonu Czynniki pobudzające Czynniki hamujące Hipoglikemia Hiperglikemia Aminokwasy glukogenne (arginina, alanina) Somatostatyna CCK i gastryna Sekretna Kortyzon WKT Wysiłek fizyczny i stres Ciała ketonowe Infekcje Insulina Wzrost liczby receptorów β adrenergicznych Receptory α Ach, teofilina, NA Kwas γ aminomasłowy (GABA) aminokwasy glukogenne: wzmagają wydzielanie glukagonu pobudzają jednocześnie wydzielanie insuliny, co zapobiega z jednej strony hipoglikemii aminogennej (dzięki glukagonowi), a z drugiej umoŝliwia (dzięki insulinie) syntezę białka z aminokwasów wchłanianych z jelit

3 3. katabolizm glukagonu: a) rozpad jego w osoczu krwi oraz w wielu róŝnych tkankach np. w wątrobie b) pod wpływem glukagonu wątroba z narządu magazynującego glukozę zmienia się w narząd uwalniający glukozę. Zmiana ta jest następstwem: pobudzenia fosforylazy i glikogenolizy zahamowanie glukokinazy, która zwiększa wychwytywanie glukozy przez hepatocyty pobudzenie glukonegogenezy zahamowanie syntezy glikogenu

4 4. działanie biologiczne glukagonu a) Cześć lipolityczna glukagonu + swoisty receptor błonowy Zmiana konfirmacyjna glukagonu Degradacja związanego z receptorem glukagonu Pobudzenie związanej z tym receptorem cyklazy adenylanowej Pobudzona cyklaza adenylanowa camp + Kineza białkowa A Modyfikuje aktywność hepatocytu Schemat przedstawia rozpoczęcie glukogenolizy i zahamowanie syntezy glukagonu pod wpływem camp zaleŝnej kinazy białkowej A.

5 b) cykl inozytolofosfolipidowy GLUKAGON + w komórkach docelowych cykl inozytolofisfolipidowy powoduje [IP 3 ] + uwalnianie Ca 2+ zwiększa aktywność kinazy C Glikogenoliza pod wpływem glukagonu nie obejmuje mięśni szkieletowych, a dotyczy głównie wątroby źródło glukozy dla tkanek wraŝliwych na jej brak np. układu nerwowego. c) na układ sercowo - naczyniowy działa chronotropowododatnio na serce: - wzrost camp w kardiomiocytach zwiększenie wyrzutu i pojemności minutowej serca - rozszerza naczynia wieńcowe i naczynia układu duŝego - zmniejsza rozkurczowe ciśnienie krwi d) na układ pokarmowy hamuje czynności motoryczne Ŝołądka

6 hamuje wydzielanie hormonów Ŝołądka i trzustki wzmaga wydzielanie Ŝółci i wydzielanie jelitowe e) wpływ na nerki i homeostazę działa diuretycznie (wzrost wydzielania jonów) wzrost filtracji kłębuszkowej w nerkach wzrost [K + ] w krwi wydzielanych przez hepatocyty a spadek [Ca + ] na skutek wzmoŝonego wydalania z moczem spadek [PO 3 2- ] zwiększone zuŝycie do fosforylacji glikogenu CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA UWALNIANIE GLUKAGONU POBUDZAJĄCE HAMUJĄCE Pokarm bogatobialkowy (szczególnie Wzrost glukozy we krwi arginina) Cholecystokinina (pobudza komórki A) Wzrost insuliny i somatoatatyny wydzielana pod wpływem aminokwasów Wzrost sekrecji glukagonu przygotowuje Głód i wysiłek fizyczny i okres wątrobę do zwiększonej ilości wchłanianych miedzytrawienny aminokwasów glukogennych i zamiany ich w glukozę Wzrost uwalniania z wątroby glukozy zmniejsza hipoglikemiczne działanie insuliny, która teŝ działa pod wpływem insuliny 5) Insulina hormon sytości a) wydzielanie insuliny: produkowana przez komórki B (1-2 mj/ dobę) prawidłowe stęŝenie we krwi 4,44 5 mmol/ l dobowe zapotrzebowanie wynosi 50 mj/dobę moŝna wyróŝnić dwie pule insuliny: - I faza łatwo i szybko uwalniana - II faza powoli uwalniana

7 wydzielanie podstawowe zachodzi stale, choć w małych stęŝeniach. Wydzielanie to wykazuje rytm dobowy ze szczytem w godzinach rannych i osłabieniem w wieczornych. Jest ono znacznie większe u osób otyłych niŝ szczupłych. U osób otyłych nadmiar wydzielanej insuliny prowadzi do rozwoju miaŝdŝycy. b) Czynniki pobudzające i hamujące wydzielanie insuliny Pobudzające Hamujące Glukoza, mannowa, fruktoza Somatostatyna Aminokwasy 9leucyna, arginina) 2-deoksyglukoza Enterohormony CCK, gastryna, GIP, sekretna, glukagon i inne) Czynniki pobudzające receptory α- adrenergiczne Ciała ketonowe Adrenalina, noradrenalina FFA Galanina Acetylocholina - Czynniki pobudzające receptory β adrenergiczne Insulina Teofilina - c) kierunek działania insuliny kilka sekund po uwolnieniu z komórek B - wzrost transportu glukozy do wnętrza komórek wraŝliwych na insulinę - wzrost transportu aminokwasów, jonów K + do wnętrza komórek wraŝliwych na insulinę

8 kilka minut po uwolnieniu z komórek B - pobudza syntezę białka - hamuje rozpad białek - aktywacja syntezy glikogenu i enzymów glikolitycznych - hamowanie fosforylazy i enzymów glukoneogenezy d) wpływ insuliny na pobieranie glukozy przez tkanki tkanki gdzie zwiększa wychwyt: - mm. szkieletowe - m. sercowy - mm. gładkie - tk. tłuszczowa - komórki A wysp trzustkowych tkanki gdzie nie ułatwia wychwytu - kanaliki nerkowe - mózg - krwinki czerwone - błona śluzowa jelita NaleŜy podkreślić, Ŝe węglowodany obecne w świetle jelit równieŝ wywierają silny wpływ pobudzający uwalnianie insuliny zanim jeszcze nastąpi wchłanianie i zwiększenie glukozy we krwi. Ta sama ilość glukozy podana dojelitowo prowadzi znacznie silniej do pobudzenia komórek B i uwalniania insuliny niŝ po jej zastosowaniu doŝylnym. WyŜej wymieniony efekt tłumaczy się następująco: uaktywnienie w jelicie osi jelitowo trzustkowej w pobudzeniu komórek B pośredniczą zarówno jelitowo trzustkowe odruchy nerwowe jak i hormony jelitowe uwalniane przez węglowodany błony śluzowej jelit np. GIP (peptyd hamujący czynność Ŝołądka), CCK, gastryna

9 w odruchu jelitowo trzustkowym uczestniczą nerwy: - nn. błędne uwalniają na swych zakończeniach Ach i inne mediatory np. VIP (działa pobudzająco na ten odruch) - układ współczulny oraz A i NA działają silnie hamująco na ten odruch. Hamują wydzielanie komórek B stymulując receptory α 2 (adrenergiczne). Ma to miejsce w stanach kryzysowych np. stres, aby moŝna było je przezwycięŝyć i uruchomić rezerwy energetyczne. Pobudzający wpływ na wydzielanie insuliny mają teŝ: - hormony przysadki ( hormon wzrostu) - hormony kory nadnerczy (kortyzol) Długotrwale leczenie tymi hormonami powoduje wyczerpanie komórek B prowadzące do cukrzycy charakteryzującej się bardzo duŝa opornością na leczenie insulina. Znaczenie działania insuliny zwiększa: - tkanka tłuszczowa: - wchodzenie glukozy do komórek - odkładanie TG - aktywację lipazy lipoproteinowej - wychwyt jonów K + - tkanka mięśniowa:

10 - wchodzenie glukozy do komórek - syntezę glikogenu - wychwyt aminokwasów - wychwyt ketonów i jonów K + - rozpad białka - wątroba: - zmniejszenie ektogenezy - syntezę białka - syntezę lipidów - syntezę glikogenu - inne: - zwiększenie wzrostu komórki e) próby czynności wewnątrzwydzielniczej trzustki: W celu uzyskania oceny metabolizmu węglowodanów oraz wpływu na niego insuliny przeprowadza się następujące próby: 1. badanie stęŝenia glukozy we krwi na czczo 2. krzywa po doustnym i doŝylnym obciąŝeniu glukozą 3. doŝylny test tolbutaminowy 4. próba z glukagonem 5. oznaczanie poziomu insuliny w osoczu

11 Ad. 1. StęŜenie glukozy na czczo wynosi 3,64 5,32 mmol / L U chorych na cukrzycę wartość ta wzrasta powyŝej 6,72 mmol / L Ad. 2. StęŜenie glukozy po doustnym podaniu zdrowemu i cukrzykowi Zdrowy Zwiększenie stęŝenia glukozy do ok. 8,96 mmol / L Szczyt osiągany jest w ciągu 30 min Po upływie 2 h poziom sopada nieco poniŝej normy Cukrzyk Zwiększenia stęŝenia glukozy powyŝej 16,6 mmol / L Szczyt stęŝenia występuje nieco później (~ 1,5 h) StęŜenie po 2 h nie wraca do normy wiec przez to cała krzywa cukrowa jest płaska Ad.3. U osób z prawidłową pracą komórek B dochodzi do zmniejszenia stęŝenia glukozy we krwi, które po upływie 30 min siega minimum ok. 2,24 mmol / L Ad. 4. U zdrowych osób prowadzi do wzrostu stęŝenia glukozy we krwi, osiągając szczyt po min. Jest to wynikiem pobudzenia wątrobowej glukoneogenezy f) zjawiska wywołane zaburzeniami w poziomie insuliny Objawy niedoboru insuliny:

12 - cukrzyca jest choroba przewlekłą spowodowaną brakiem lub nieprawidłowym działaniem insuliny. WyróŜniamy dwa typy cukrzycy: - typ I (insulinozaleŝna, młodzieńcza) rozpoznawana, gdy trzustka w ogóle nie produkuje insuliny - typ II (insulinozaleŝna, dorosłych) rozpoznawana, gdy insuliny jest zbyt mało lub komórki ciała nie są zdolne do wykorzystania własnej insuliny - hiperglikemia objawia się zmniejszeniem poziomu i zuŝycia glukozy przy jednoczesnej glikogenolizie. Prowadzi do wydalania glukozy z moczem oraz wywołuje: - wzmoŝone pragnienie - suchość skóry - mdłości - wzmoŝony apetyt ( polifagia) -odwodnienie (poliuria) - zmeczenie, utrata wagi ciała (polidypsja) RównieŜ w tym stanie dochodzi do kwasicy i wysokiego poziomu ciał ketonowych, co prowadzi do arytmii serca, depresji UN a nawet do śpiączki cukrzycowej. We krwi objawia się to: W moczu: - lipidemią - ketozą - nadmierna utrata sodu i potasu

13 - zaburzenia równowagi kwasowo zasadowej - nadmierne wydalanie ciał ketonowych Objawy nadmiaru insuliny - hipoglikemia -obniŝenie stęŝenia glukozy poniŝej 2,8 mmol / L. Powoduje to m. in. : - osłabienie - zaburzenie ośrodkowego układu nerwowego - przyspieszenie akcji serca - nadmierne pocenie - drŝenie mięśniowe - bóle głowy - śpiączkę hipoglikemiczną Stan ten wywołany jest np. po przedawkowaniu insuliny lub po pominięciu posiłku po podaniu insuliny. JOANNA GUNARYS