Fungsi endokrin pankreas

Pankreas terletak di dinding belakang rongga perut, di belakang perut, pada tingkat L1-L2 dan memanjang dari duodenum ke gerbang limpa. Panjangnya sekitar 15 cm, berat - sekitar 100 g. Di pankreas, kepala yang terletak di lengkungan duodenum dibedakan, tubuh dan ekornya mencapai gerbang limpa dan berbaring retroperitoneally. Suplai darah pankreas dilakukan oleh arteri mesenterika limpa dan atas. Darah vena masuk ke vena mesenterika limpa dan bagian atas. Pankreas diinervasi oleh saraf simpatis dan parasimpatis, serat terminal yang bersentuhan dengan membran sel sel pulau kecil.

Pankreas memiliki fungsi eksokrin dan endokrin. Yang terakhir ini dilakukan oleh pulau Langerhans, yang merupakan sekitar 1-3% massa kelenjar (dari 1 sampai 1,5 juta). Diameter masing-masing sekitar 150 μm. Satu pulau berisi 80 sampai 200 sel. Ada beberapa jenis mereka untuk kemampuan mensekresikan hormon polipeptida. Sel-sel menghasilkan glukagon, sel B - insulin, sel D - somatostatin. Sejumlah sel pulau telah ditemukan yang mungkin menghasilkan polipeptida interstisial vasoaktif (VIP), peptida gastrointestinal (GIP), dan polipeptida pankreas. Sel B dilokalisasi di tengah pulau kecil, dan sisanya terletak di sepanjang pinggirannya. Massa utama - 60% sel - membentuk sel B, 25% - sel A, 10% - sel D, sisanya - 5% massa.

Insulin terbentuk pada sel B dari prekursornya, proinsulin, yang disintesis pada ribosom retikulum endoplasma kasar. Proinsulin terdiri dari 3 rantai peptida (A, B dan C). Rantai A dan B dihubungkan oleh jembatan disulfida, C-peptida mengikat rantai A dan B. Berat molekul proinsulin adalah 9000 dalton. Proinsulin yang disintesis memasuki aparatus Golgi, di mana, di bawah pengaruh enzim proteolitik, ia terbagi menjadi molekul C-peptida dengan berat molekul 3.000 dalton dan molekul insulin dengan berat molekul 6.000 dalton. Rantai insulin terdiri dari 21 residu asam amino, rantai B dari 30, dan peptida C 27-33. Prekursor proinsulin dalam proses biosintesisnya adalah preproinsulin, yang berbeda dari yang pertama dengan adanya rantai peptida lain yang terdiri dari 23 asam amino dan bergabung dengan ujung bebas rantai B. Berat molekul preproinsulin adalah 11.500 dalton. Dengan cepat berubah menjadi proinsulin pada polysomes. Dari aparatus Golgi (kompleks pelat), insulin, C-peptida dan sebagian proinsulin memasuki vesikel, di mana yang pertama mengikat seng dan disimpan dalam keadaan kristal. Di bawah pengaruh berbagai rangsangan, vesikula bergerak ke membran sitoplasma dan melepaskan insulin dalam bentuk terlarut ke dalam ruang precapillary oleh emiositosis.

Stimulan yang paling kuat dari sekresi adalah glukosa, yang berinteraksi dengan reseptor membran sitoplasma. Respon insulin efeknya adalah biphasic: fase pertama - cepat - sesuai saham rilis disintesis insulin (1 kolam renang), yang kedua - Lambat - ciri tingkat sintesis (2 kolam renang). Sinyal dari enzim sitoplasma, adenilat siklase, diteruskan ke sistem cAMP, yang memobilisasi kalsium dari mitokondria, yang berperan dalam pelepasan insulin. Selain glukosa merangsang efek pada sekresi pelepasan insulin dan memiliki asam amino (arginin, leusin), glukagon, gastrin, sekretin, pancreozymin, lambung penghambatan polipeptida neirotenzin, bombesin, obat sulfa, beta-adrenostimulyatorov, glukokortikoid, hormon pertumbuhan, ACTH. Menekan sekresi dan pelepasan insulin hipoglikemia, somatostatin, asam nikotinat, diazoksida, alfa-adrenostimulasi, fenitoin, fenotiazin.

Insulin dalam darah berada dalam bebas (insulin imunoreaktif, IRI) dan terikat pada protein plasma. Degradasi insulin terjadi di hati (sampai 80%), ginjal dan jaringan adiposa di bawah pengaruh transferase glutathione dan glutathione reduktase (di hati), insulinase (di ginjal), enzim proteolitik (dalam jaringan adiposa). Proinsulin dan C-peptida juga mengalami degradasi di hati, namun jauh lebih lambat.

Insulin memberi banyak efek pada jaringan yang bergantung pada insulin (hati, otot, jaringan lemak). Pada jaringan ginjal dan saraf, lensa, sel darah merah, tidak memiliki efek langsung. Insulin adalah hormon anabolik yang meningkatkan sintesis karbohidrat, protein, asam nukleat dan lemak. Efeknya pada metabolisme karbohidrat dinyatakan dalam peningkatan pengangkutan glukosa ke sel-sel jaringan yang bergantung insulin, stimulasi sintesis glikogen di hati dan penekanan glukoneogenesis, dan glikogenolisis, yang menyebabkan penurunan kadar gula darah. Efek insulin pada metabolisme protein diekspresikan dalam merangsang pengangkutan asam amino melalui membran sitoplasma sel, sintesis protein dan penghambatan pembusukannya. Keikutsertaannya dalam metabolisme lemak ditandai dengan masuknya asam lemak pada trigliserida jaringan adiposa, stimulasi lipida dan penekanan lipolisis.

Efek biologis insulin adalah karena kemampuannya untuk mengikat reseptor spesifik sel sitoplasma sel. Setelah terhubung dengan mereka, sinyal melalui enzim diperkaya sel-adenilat siklase - dipindahkan ke sistem cAMP, yang, dengan keikutsertaan kalsium dan magnesium, mengatur sintesis protein dan penggunaan glukosa.

Konsentrasi insulin basal, yang ditentukan oleh radioimunologi, sehat 15-20 mU / ml. Setelah pemuatan oral dengan glukosa (100 g), levelnya setelah 1 jam meningkat 5-10 kali dibandingkan dengan yang pertama. Tingkat puasa insulin pada perut kosong adalah 0,5-1 U / jam, dan setelah makan meningkat menjadi 2,5-5 U / jam. Sekresi insulin meningkatkan parasimpatis dan mengurangi stimulasi simpatis.

Glukagon adalah polipeptida rantai tunggal dengan berat molekul 3485 dalton. Ini terdiri dari 29 residu asam amino. Perpecahan dalam tubuh dengan bantuan enzim proteolitik. Sekresi glukagon diatur oleh glukosa, asam amino, hormon gastrointestinal dan sistem saraf simpatik. Hal ini diintensifkan oleh hipoglikemia, arginin, hormon gastrointestinal, terutama pankreosimin, faktor yang merangsang sistem saraf simpatik (aktivitas fisik, dll), penurunan kandungan gula darah dalam darah.

Membekukan produksi glukagon somatostatin, hiperglikemia, peningkatan kadar serum FFA. Kandungan glukagon dalam darah meningkat dengan diabetes mellitus dekompensasi, glukagonoma. Waktu paruh glukagon adalah 10 menit. Hal ini diinaktivasi terutama di hati dan ginjal dengan membelah menjadi fragmen yang tidak aktif di bawah pengaruh enzim karboksipeptidase, tripsin, kemotrypsin, dll.

Mekanisme utama aksi glukagon ditandai dengan peningkatan produksi glukosa oleh hati dengan merangsang pembusukan dan aktivasi glukoneogenesisnya. Glukagon mengikat reseptor membran hepatosit dan mengaktifkan enzim adenilat siklase, yang merangsang pembentukan cAMP. Dalam hal ini, bentuk aktif fosforilasa, yang berpartisipasi dalam proses glukoneogenesis, terakumulasi. Selain itu, pembentukan enzim glikolitik kunci ditekan dan pelepasan enzim yang terlibat dalam proses glukoneogenesis dirangsang. Jaringan lain yang bergantung pada glukagon adalah lemak. Menghubungkan ke reseptor adipocyte, glukagon meningkatkan hidrolisis trigliserida dengan pembentukan gliserol dan FFA. Efek ini dicapai dengan stimulasi cAMP dan aktivasi lipase sensitif hormon. Penguatan lipolisis disertai dengan peningkatan FFA darah, dimasukkan ke dalam hati dan pembentukan asam keto. Glukagon merangsang glikogenolisis pada otot jantung, yang meningkatkan curah jantung, meningkatkan arteriol dan mengurangi resistansi perifer total, mengurangi agregasi trombosit, sekresi lambung, pancreosimin dan enzim pankreas. Pembentukan insulin, hormon pertumbuhan, kalsitonin, katekolamin, sekresi cairan dan elektrolit dengan urin di bawah pengaruh kenaikan glukagon. Tingkat basal di plasma darah adalah 50-70 pg / ml. Setelah mengkonsumsi makanan protein, saat puasa, dengan penyakit hati kronis, gagal ginjal kronis, glukagonoma, kandungan glukagon meningkat.

Somatostatin adalah tetradecapeptide dengan berat molekul 1600 dalton, terdiri dari 13 residu asam amino dengan satu jembatan disulfida. Somatostatin pertama kali terdeteksi di hipotalamus anterior, dan kemudian di ujung saraf, vesikel sinaptik, pankreas, saluran pencernaan, kelenjar tiroid, retina. Jumlah terbesar hormon terbentuk di hipotalamus anterior dan sel D pankreas. Peran biologis somatostatin adalah untuk menekan sekresi hormon pertumbuhan, ACTH, TSH, gastrin, glukagon, insulin, renin, sekretin, lambung vasoaktif peptida (VZHP), asam lambung, enzim pankreas dan elektrolit. Ini mengurangi penyerapan xilosa, kandung empedu kontraktilitas, aliran darah dari organ-organ internal (30-40%), peristaltik usus dan juga mengurangi pelepasan asetilkolin dari ujung saraf dan electroexcitability saraf. Waktu paruh somatostatin yang diperkenalkan secara parenteral adalah 1-2 menit, yang memungkinkannya mengobatinya sebagai hormon dan neurotransmitter. Banyak efek somatostatin dimediasi melalui efeknya pada organ dan jaringan yang disebutkan di atas. Mekanisme aksinya di tingkat sel masih belum jelas. Kandungan somatostatin dalam plasma darah individu sehat adalah 10-25 pg / l dan peningkatan pada pasien diabetes tipe 1, akromegali dan tumor sel pankreas D-sel (somatostatinoma).

Peran insulin, glukagon dan somatostatin di homeostasis. Dalam keseimbangan energi tubuh, peran utama dimainkan oleh insulin dan glukagon, yang menopangnya pada tingkat tertentu di bawah berbagai kondisi tubuh. Selama puasa, kadar insulin dalam tetes darah, dan glukagon meningkat, terutama pada hari 3-5 puasa (sekitar 3-5 kali). Peningkatan sekresi glukagon menyebabkan disintegrasi protein yang meningkat dalam otot dan meningkatkan proses glukoneogenesis, yang berkontribusi terhadap penambahan glikogen di hati. Dengan demikian, tingkat konstan glukosa dalam darah, yang diperlukan untuk fungsi otak, sel-sel darah merah, lapisan ginjal otak didukung oleh penguatan glukoneogenesis, glikogenolisis, penekanan penggunaan glukosa di jaringan lain di bawah pengaruh meningkatkan sekresi glukagon dan mengurangi glukosa insulin-dependent konsumsi jaringan dengan mengurangi produksi insulin. Pada siang hari, jaringan otak menyerap 100 sampai 150 g glukosa. Hiperproduksi glukagon merangsang lipolisis, yang meningkatkan kadar FFA dalam darah, yang digunakan oleh jantung dan otot lainnya, hati, ginjal sebagai bahan energi. Dengan kelaparan berkepanjangan, asam keto terbentuk di hati menjadi sumber energi. Dengan puasa alami (pada malam hari) atau dengan istirahat panjang dalam asupan makanan (6-12 jam), kebutuhan energi akan jaringan tubuh yang bergantung insulin dipertahankan karena asam lemak terbentuk selama lipolisis.

Setelah makan (karbohidrat), terjadi peningkatan kadar insulin yang cepat dan penurunan glukagon dalam darah diamati. Yang pertama menyebabkan percepatan sintesis glikogen dan pemanfaatan glukosa oleh jaringan yang bergantung insulin. Makanan protein (misalnya, 200 g daging) merangsang kenaikan tajam dalam konsentrasi glukagon dalam darah (50-100%) dan insulin tidak signifikan, yang meningkatkan glukoneogenesis dan meningkatkan produksi glukosa oleh hati.

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