Trzustka jako gruczoł dokrewny

I.

Rodzaje i lokalizacja komórek wewnętrznego wydzielania trzustki:

1. wyspy trzustkowe (Langerhansa) – reprezentują część wewnątrzwydzielniczą

trzustki. Rozsiane są w miąższu 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
żołądka GIP)

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 ponieważ:
- zwiększa uwalnianie glukozy z wątroby w wyniku wzmożenia 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 stężenia

glukozy we krwi a jest on zahamowany po wzroście stężenia 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 stężeń obu hormonów sprzyja procesowi glikogenolizy i

glukoneogenezy, utrzymując stężenie 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 umożliwia (dzięki
insulinie) syntezę białka z aminokwasów wchłanianych z jelit

3. katabolizm glukagonu:

a) rozpad jego w osoczu krwi oraz w wielu różnych 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. działanie biologiczne glukagonu

a)

Schemat przedstawia rozpoczęcie glukogenolizy i zahamowanie syntezy

glukagonu pod wpływem cAMP – zależnej kinazy białkowej A.

Degradacja związanego z receptorem

glukagonu

Zmiana
konfirmacyjna
glukagonu

Pobudzenie związanej z tym receptorem

cyklazy

adenylanowej

cAM

P

Kineza białkowa A

Modyfikuje aktywność hepatocytu

+

Cześć lipolityczna glukagonu + swoisty receptor błonowy

Pobudzona cyklaza adenylanowa

b) cykl inozytolofosfolipidowy

Glikogenoliza pod wpływem glukagonu nie obejmuje mięśni szkieletowych, a dotyczy
głównie wątroby – źródło glukozy dla tkanek wrażliwych 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 dużego
- zmniejsza rozkurczowe ciśnienie krwi
d) na układ pokarmowy

• hamuje czynności motoryczne żołądka

GLUKAGON

+

w komórkach docelowych cykl
inozytolofisfolipidowy

powoduje

[IP

3

]

+

uwalnianie
Ca

2+

zwiększa aktywność
kinazy C

• hamuje wydzielanie hormonów żołądka i trzustki
• wzmaga wydzielanie żółci 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

wzmożonego wydalania z moczem

• spadek [PO

3

2-

] – zwiększone zużycie do fosforylacji glikogenu

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA UWALNIANIE GLUKAGONU

POBUDZAJĄCE

HAMUJĄCE

Pokarm bogatobialkowy (szczególnie
arginina)

Wzrost glukozy we krwi

Cholecystokinina (pobudza komórki A)
wydzielana pod wpływem aminokwasów

Wzrost insuliny i somatoatatyny

Wzrost sekrecji glukagonu przygotowuje
wątrobę do zwiększonej ilości wchłanianych
aminokwasów glukogennych i zamiany ich
w glukozę

Głód i wysiłek fizyczny i okres
miedzytrawienny

Wzrost uwalniania z wątroby glukozy
zmniejsza hipoglikemiczne działanie
insuliny, która też działa pod wpływem
insuliny

5) Insulina – hormon sytości
a) wydzielanie insuliny:

• produkowana przez komórki B (1 -2 mj/ dobę)
• prawidłowe stężenie we krwi 4,44 – 5 mmol/ l
• dobowe zapotrzebowanie wynosi 50 mj/dobę
• można wyróżnić dwie pule insuliny:
- I faza – łatwo i szybko uwalniana
- II faza – powoli uwalniana

• wydzielanie podstawowe zachodzi stale, choć w małych stężeniach. Wydzielanie to

wykazuje rytm dobowy ze szczytem w godzinach rannych i osłabieniem w
wieczornych. Jest ono znacznie większe u osób otyłych niż szczupłych. U osób
otyłych nadmiar wydzielanej insuliny prowadzi do rozwoju miażdżycy.

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 wrażliwych na insulinę

- wzrost transportu aminokwasów, jonów K

+

do wnętrza komórek wrażliwych na insulinę

• 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

Należy podkreślić, że węglowodany obecne w świetle jelit również 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 niż po jej zastosowaniu dożylnym.

Wyżej 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 żołądka), CCK, gastryna

• 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 można było je przezwyciężyć i uruchomić rezerwy
energetyczne.

• Pobudzający wpływ na wydzielanie insuliny mają też:

- hormony przysadki ( hormon wzrostu)

- hormony kory nadnerczy (kortyzol)

Długotrwale leczenie tymi hormonami powoduje wyczerpanie komórek B prowadzące
do cukrzycy charakteryzującej się bardzo duża opornością na leczenie insulina.

• Znaczenie działania insuliny – zwiększa:

- tkanka tłuszczowa:

- wchodzenie glukozy do komórek

- odkładanie TG

- aktywację lipazy lipoproteinowej

- wychwyt jonów K

+

- tkanka mięśniowa:

- 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 stężenia glukozy we krwi na czczo

2. krzywa po doustnym i dożylnym obciążeniu glukozą

3. dożylny test tolbutaminowy

4. próba z glukagonem

5. oznaczanie poziomu insuliny w osoczu

Ad. 1.

• Stężenie glukozy na czczo wynosi 3,64 – 5,32 mmol / L

• U chorych na cukrzycę wartość ta wzrasta powyżej 6,72 mmol / L

Ad. 2.

Stężenie glukozy po doustnym podaniu zdrowemu i cukrzykowi

Zdrowy

Cukrzyk

Zwiększenie stężenia glukozy do ok. 8,96
mmol / L

Zwiększenia stężenia glukozy powyżej 16,6
mmol / L

Szczyt osiągany jest w ciągu 30 min

Szczyt stężenia występuje nieco później (~
1,5 h)

Po upływie 2 h poziom sopada nieco poniżej
normy

Stężenie 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 stężenia

glukozy we krwi, które po upływie 30 min siega minimum ok. 2,24 mmol / L

Ad. 4.

U zdrowych osób prowadzi do wzrostu stężenia glukozy we krwi, osiągając

szczyt po 30 – 60 min. Jest to wynikiem pobudzenia wątrobowej glukoneogenezy

f) zjawiska wywołane zaburzeniami w poziomie insuliny

• Objawy niedoboru insuliny:

- cukrzyca – jest choroba przewlekłą spowodowaną brakiem lub nieprawidłowym działaniem
insuliny. Wyróżniamy dwa typy cukrzycy:

- typ I (insulinozależna, młodzieńcza) rozpoznawana, gdy trzustka w ogóle nie

produkuje insuliny

- typ II (insulinozależna, dorosłych) rozpoznawana, gdy insuliny jest zbyt mało lub

komórki ciała nie są zdolne do wykorzystania własnej insuliny

- hiperglikemia – objawia się zmniejszeniem poziomu i zużycia glukozy przy jednoczesnej
glikogenolizie. Prowadzi do wydalania glukozy z moczem oraz wywołuje:

- wzmożone pragnienie

- suchość skóry

- mdłości

- wzmożony apetyt ( polifagia)

-odwodnienie (poliuria)

- zmeczenie, utrata wagi ciała (polidypsja)

Również 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:

- lipidemią

- ketozą

W moczu:

- nadmierna utrata sodu i potasu

- zaburzenia równowagi kwasowo – zasadowej

- nadmierne wydalanie ciał ketonowych

• Objawy nadmiaru insuliny

- hipoglikemia -obniżenie stężenia glukozy poniżej 2,8 mmol / L. Powoduje to m. in. :

- osłabienie

- zaburzenie ośrodkowego układu nerwowego

- przyspieszenie akcji serca

- nadmierne pocenie

- drżenie mięśniowe

- bóle głowy

- śpiączkę hipoglikemiczną

Stan ten wywołany jest np. po przedawkowaniu insuliny lub po pominięciu posiłku po
podaniu insuliny.

JOANNA GUNARYS