Pankrease endokriinsed funktsioonid

Kõhunääre asub kõhuõõne tagaseinal mao taga, L1-L2 tasandil ja ulatub kaksteistsõrmiksoolest põrna hiluni. Selle pikkus on umbes 15 cm, kaal umbes 100 g. Kõhunäärel on pea, mis asub kaksteistsõrmiksoole kaares, keha ja saba, mis ulatub põrna hiluni ja asetseb retroperitoneaalselt. Kõhunääre verevarustus toimub põrna ja ülemise mesenteeriumi arteri kaudu. Venoosne veri siseneb põrna ja ülemisse mesenteeriumi veeni. Kõhunääret innerveerivad sümpaatilised ja parasümpaatilised närvid, mille otsakiud kontakteeruvad saarekeste rakkude membraaniga.

Pankreasel on eksokriinsed ja endokriinsed funktsioonid. Viimast täidavad Langerhansi saarekesed, mis moodustavad umbes 1-3% näärme massist (1 kuni 1,5 miljonit). Iga saarekese läbimõõt on umbes 150 µm. Üks saareke sisaldab 80 kuni 200 rakku. Neid on mitut tüüpi, olenevalt nende võimest polüpeptiidhormoone eritada. A-rakud toodavad glükagooni, B-rakud insuliini ja D-rakud somatostatiini. Samuti on avastatud mitmeid Langerhansi saarekeste rakke, mis peaksid tootma vasoaktiivset interstitsiaalset polüpeptiidi (VIP), seedetrakti peptiidi (GIP) ja pankrease polüpeptiidi. B-rakud paiknevad saarekese keskel ja ülejäänud selle perifeerias. Suurem osa massist - 60% rakkudest - on B-rakud, 25% A-rakud, 10% D-rakud ja ülejäänud - 5% massist.

Insuliin moodustub B-rakkudes oma eelkäijast proinsuliinist, mida sünteesitakse kareda endoplasmaatilise retiikulumi ribosoomides. Proinsuliin koosneb kolmest peptiidahelast (A, B ja C). A- ja B-ahelad on ühendatud disulfiidsildadega ning C-peptiid seob A- ja B-ahelaid. Proinsuliini molekulmass on 9000 daltonit. Sünteesitud proinsuliin siseneb Golgi aparaati, kus proteolüütilised ensüümid lagundavad selle 3000 daltoni molekulmassiga C-peptiidi molekuliks ja 6000 daltoni molekulmassiga insuliini molekuliks. Insuliini A-ahel koosneb 21 aminohappejäägist, B-ahel 30-st ja C-peptiid 27-33-st. Proinsuliini biosünteesi eelkäijaks on preproinsuliin, mis erineb esimesest teise peptiidahela poolest, mis koosneb 23 aminohappest ja on kinnitunud B-ahela vaba otsa külge. Preproinsuliini molekulmass on 11 500 daltonit. See muutub polüsoomidel kiiresti proinsuliiniks. Golgi aparaadist (lamellkompleks) sisenevad insuliin, C-peptiid ja osaliselt proinsuliin vesiikulitesse, kus esimene seondub tsingi külge ja ladestub kristallilises olekus. Erinevate stiimulite mõjul liiguvad vesiikulid tsütoplasmamembraanile ja vabastavad insuliini lahustunud kujul prekapillaarsesse ruumi emüotsütoosi teel.

Selle sekretsiooni kõige võimsam stimulaator on glükoos, mis interakteerub tsütoplasma membraani retseptoritega. Insuliini reaktsioon selle toimele on kahefaasiline: esimene faas - kiire - vastab sünteesitud insuliini varude vabanemisele (1. bassein), teine - aeglane - iseloomustab selle sünteesi kiirust (2. bassein). Tsütoplasmaatilise ensüümi - adenülaattsüklaasi - signaal kandub cAMP-süsteemi, mobiliseerides mitokondritest kaltsiumi, mis osaleb insuliini vabanemises. Lisaks glükoosile stimuleerivad insuliini vabanemist ja sekretsiooni aminohapped (arginiin, leutsiin), glükagoon, gastriin, sekretiin, pankreosümiin, mao pärssiv polüpeptiid, neurotensiin, bombesiin, sulfanilamiidravimid, beeta-adrenergilised stimulandid, glükokortikoidid, STH, AKTH. Hüpoglükeemia, somatostatiin, nikotiinhape, diasoksiid, alfa-adrenergiline stimulatsioon, fenütoiin ja fenotiasiinid pärsivad insuliini sekretsiooni ja vabanemist.

Veres on insuliin vaba (immunoreaktiivne insuliin, IRI) ja seotud plasmavalkudega. Insuliini lagunemine toimub maksas (kuni 80%), neerudes ja rasvkoes glutatioontransferaasi ja glutatioonreduktaasi (maksas), insulinaasi (neerudes) ja proteolüütiliste ensüümide (rasvkoes) mõjul. Proinsuliin ja C-peptiid lagunevad samuti maksas, kuid palju aeglasemalt.

Insuliinil on insuliinist sõltuvatele kudedele (maks, lihased, rasvkude) mitmekordne mõju. Sellel puudub otsene mõju neeru- ja närvikoele, läätsele ja erütrotsüütidele. Insuliin on anaboolne hormoon, mis suurendab süsivesikute, valkude, nukleiinhapete ja rasvade sünteesi. Selle mõju süsivesikute ainevahetusele avaldub glükoosi suurenenud transpordis insuliinist sõltuvatesse kudedesse, glükogeeni sünteesi stimuleerimises maksas ning glükoneogeneesi ja glükogenolüüsi pärssimises, mis põhjustab veresuhkru taseme langust. Insuliini mõju valkude ainevahetusele avaldub aminohapete transpordi stimuleerimises läbi rakkude tsütoplasmaatilise membraani, valkude sünteesis ja nende lagunemise pärssimises. Selle osalemist rasvade ainevahetuses iseloomustab rasvhapete lisamine rasvkoe triglütseriididesse, lipiidide sünteesi stimuleerimine ja lipolüüsi pärssimine.

Insuliini bioloogiline toime tuleneb selle võimest seonduda rakulise tsütoplasmamembraani spetsiifiliste retseptoritega. Pärast nendega seondumist edastatakse signaal rakumembraani sisseehitatud ensüümi - adenülaattsüklaasi - kaudu cAMP-süsteemi, mis kaltsiumi ja magneesiumi osalusel reguleerib valgusünteesi ja glükoosi kasutamist.

Radioimmunoloogiliselt määratud insuliini basaalkontsentratsioon on tervetel inimestel 15-20 μU/ml. Pärast suukaudset glükoosikoormust (100 g) suureneb selle tase 1 tunni pärast 5-10 korda võrreldes algtasemega. Insuliini sekretsiooni kiirus tühja kõhuga on 0,5-1 U/h ja pärast sööki suureneb see 2,5-5 U/h-ni. Insuliini sekretsiooni suurendab parasümpaatiline stimulatsioon ja vähendab sümpaatiline stimulatsioon.

Glükagoon on üheahelaline polüpeptiid molekulmassiga 3485 daltonit. See koosneb 29 aminohappejäägist. Organismis lagundavad seda proteolüütilised ensüümid. Glükagooni sekretsiooni reguleerivad glükoos, aminohapped, seedetrakti hormoonid ja sümpaatiline närvisüsteem. Seda soodustavad hüpoglükeemia, arginiin, seedetrakti hormoonid, eriti pankreosümiin, sümpaatilist närvisüsteemi stimuleerivad faktorid (füüsiline aktiivsus jne) ja vabade rasvhapete taseme langus veres.

Glükagooni tootmist pärsivad somatostatiin, hüperglükeemia ja vabade rasvhapete kõrgenenud tase veres. Glükagooni sisaldus veres suureneb dekompenseeritud suhkurtõve ja glükagonoomi korral. Glükagooni poolväärtusaeg on 10 minutit. See inaktiveeritakse peamiselt maksas ja neerudes, jagunedes inaktiivseteks fragmentideks karboksüpeptidaasi, trüpsiini, kümotrüpsiini jt ensüümide mõjul.

Glükagooni peamiseks toimemehhanismiks on glükoosi tootmise suurenemine maksas, stimuleerides selle lagunemist ja aktiveerides glükoneogeneesi. Glükagoon seondub hepatotsüütide membraaniretseptoritega ja aktiveerib ensüümi adenülaattsüklaasi, mis stimuleerib cAMP moodustumist. See viib fosforülaasi aktiivse vormi akumuleerumiseni, mis osaleb glükoneogeneesi protsessis. Lisaks pärsitakse oluliste glükolüütiliste ensüümide moodustumist ja stimuleeritakse glükoneogeneesi protsessis osalevate ensüümide vabanemist. Teine glükagoonist sõltuv kude on rasvkude. Seondudes adipotsüütide retseptoritega, soodustab glükagoon triglütseriidide hüdrolüüsi glütserooli ja vabade rasvhapete moodustumisega. See efekt saavutatakse cAMP stimuleerimise ja hormoontundliku lipaasi aktiveerimise teel. Suurenenud lipolüüsiga kaasneb vabade rasvhapete suurenemine veres, nende kaasamine maksa ja ketohapete moodustumine. Glükagoon stimuleerib glükogenolüüsi südamelihases, mis suurendab südame väljundmahtu, laiendab arterioole ja vähendab perifeerset resistentsust, vähendab trombotsüütide agregatsiooni, gastriini, pankreosüümiini ja pankrease ensüümide sekretsiooni. Glükagooni toimel suureneb insuliini, somatotroopse hormooni, kaltsitoniini, katehhoolamiinide moodustumine ning vedeliku ja elektrolüütide eritumine uriiniga. Selle basaalväärtus vereplasmas on 50–70 pg/ml. Pärast valgurikaste toitude söömist, paastumisel, kroonilise maksahaiguse, kroonilise neerupuudulikkuse ja glükagooni korral glükagooni sisaldus suureneb.

Somatostatiin on tetradekapeptiid molekulmassiga 1600 daltonit, mis koosneb 13 aminohappejäägist ja ühest disulfiidsillast. Somatostatiin avastati esmakordselt hüpotalamuse eesmises osas, seejärel närvilõpmetes, sünaptilistes vesiikulites, kõhunäärmes, seedetraktis, kilpnäärmes ja võrkkestas. Suurim kogus hormooni moodustub kõhunäärme eesmises osas ja D-rakkudes. Somatostatiini bioloogiline roll on somatotroopse hormooni, AKTH, TSH, gastriini, glükagooni, insuliini, reniini, sekretiini, vasoaktiivse maopeptiidi (VGP), maomahla, kõhunäärme ensüümide ja elektrolüütide sekretsiooni pärssimine. See vähendab ksüloosi imendumist, sapipõie kontraktiilsust, verevoolu siseorganites (30–40%), soolestiku peristaltikat ning vähendab ka atsetüülkoliini vabanemist närvilõpmetest ja närvide elektrilist erutuvust. Parenteraalselt manustatud somatostatiini poolväärtusaeg on 1–2 minutit, mis võimaldab meil seda pidada hormooniks ja neurotransmitteriks. Paljud somatostatiini toimed tulenevad selle mõjust eespool nimetatud organitele ja kudedele. Selle toimemehhanism rakulisel tasandil on siiani ebaselge. Tervete inimeste vereplasmas on somatostatiini sisaldus 10–25 pg/l ja see suureneb I tüüpi diabeedi, akromegaalia ja kõhunäärme D-rakulise kasvajaga (somatostatinoom) patsientidel.

Insuliini, glükagooni ja somatostatiini roll homöostaasis. Insuliin ja glükagoon mängivad peamist rolli organismi energia tasakaalus, hoides seda teatud tasemel erinevates keha seisundites. Paastu ajal insuliini tase veres langeb ja glükagooni tase suureneb, eriti paastu 3.-5. päeval (umbes 3-5 korda). Glükagooni suurenenud sekretsioon põhjustab lihastes suurenenud valkude lagunemist ja suurendab glükoneogeneesi protsessi, mis aitab täiendada glükogeenivarusid maksas. Seega säilib veres püsiv glükoositase, mis on vajalik aju, erütrotsüütide ja neerumedulla toimimiseks, glükoneogeneesi ja glükogenolüüsi suurendamise, glükoosi kasutamise pärssimise teistes kudedes glükagooni suurenenud sekretsiooni mõjul ja glükoosi tarbimise vähendamise kaudu insuliinsõltuvates kudedes insuliini tootmise vähenemise tagajärjel. Päeva jooksul omastab ajukude 100–150 g glükoosi. Glükagooni hüperproduktsioon stimuleerib lipolüüsi, mis suurendab veres vabade rasvhapete taset, mida süda ja teised lihased, maks ja neerud kasutavad energiamaterjalina. Pikaajalise paastumise ajal muutuvad energiaallikaks ka maksas moodustunud ketohapped. Loodusliku paastumise (üleöö) või pikkade toidupauside (6–12 tundi) ajal säilitavad insuliinist sõltuvate kehakudede energiavajaduse lipolüüsi käigus tekkivad rasvhapped.

Pärast söömist (süsivesikuid) täheldatakse insuliini taseme kiiret tõusu ja glükagooni taseme langust veres. Esimene põhjustab glükogeeni sünteesi kiirenemist ja glükoosi kasutamist insuliinist sõltuvates kudedes. Valgurikkad toidud (näiteks 200 g liha) stimuleerivad glükagooni kontsentratsiooni järsku tõusu veres (50–100%) ja insuliini ebaolulist tõusu, mis aitab kaasa glükoneogeneesi suurenemisele ja glükoosi tootmise suurenemisele maksas.

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