ЕНДОКРИННА РЕГУЛАЦИЯ ЕНДОКРИННА СИСТЕМА ПАНКРЕАС

ЕНДОКРИННА РЕГУЛАЦИЯ
ЕНДОКРИННА СИСТЕМА
ПАНКРЕАС
Лекция по физиология
за студенти по медицина


Проф. д-р Златислав Стоянов, д.м.н.

Панкреас

Панкреасът е смесена
жлеза – около 98% от
тъканта му подсигурява
екзокринната функция, а
1-2% е ендокринната
тъкан.

Функционална хистология
Ендокринните клетки са организирани в
клетъчни струпвания – Лангерхансови
острови (наброяват между 1 и 2 млн,
като повечето са в опашката на жлезата).

Функционална хистология
Островите са изградени от четири типа
клетки:

А (α) – 20 до 30 % от всички островни
клетки; секретират глюкагон;

В (β) – (60 до 80 %); секретират инсулин
(още амилин, панкреастатин и прептин);

D (δ) – до 10 %; отделят соматостатин;

F (РР) – секретират панкреатичен
полипептид.

Функционална
хистология
В-клетките са струпани предимно в средата на
островите.
А и D клетките преобладават в периферията.
F-клетките са дифузно разпръснати в островите
и сред екзокринната тъкан на панкреаса.

Функционална хистология
Между много от островните клетки
съществуват gap junctions, чрез които се
осигурява цитоплазмена непрекъснатост
между съседни клетки (В-В, А-D, А-В).

Така много клетки могат да получат една и
съща информация и да реагират
съвместно.

При секреторен стимул междуклетъчната
комуникация нараства.

ИНСУЛИН
Инсулинът е
изолиран и описан
през 1922 г. oт
Frederick Banting и
Charles Best.
Откриването му е
повратна точка в
лечението на
захарния диабет.
Frederick Grant Banting Charles Herbert Best

ИНСУЛИН
Синтез и секреция
Инсулинът е пептиден хормон.
Синтезира се под формата на пре-про-
хормон (пре-проинсулин).
Последният се разцепва в ендоплазмения
ретикулум до проинсулин.
В апарата на Голджи проинсулинът се
фрагментира до инсулин и се пакетира в
секреторни гранули.
В гранулите инсулинът е в комплекс с Zn
+
и
един С-пептид.

ИНСУЛИН
Синтез и
секреция

Молекулата на
секретирания
инсулин е
изградена от две
полипептидни
вериги – α (21
АК) и β (30 АК),
свързани чрез
два дисулфидни
моста.

ИНСУЛИН
Синтез
Фармакологични проекции

Има минимална разлика в АК -я състав на
инсулиновата молекула при различните
биологични видове. Свинският инсулин се
различава от човешкия само по една АК.
Терапевтично е приложим и животински
инсулин. Понастоящем човешки инсулин се
произвежда по рекомбинантна ДНК-
технология.

ИНСУЛИН
Синтез и секреция
Гранулите с хормона се придвижват с
помощта на микротубулния апарат на
клетката до мембраната й.

От гранулите чрез Са
++
-зависима
екзоцитоза инсулинът попада във
фенестрираните капиляри.

Наблюдават се фонова (базална) и
стимулирана секреция на инсулин.
Базална секреция се осъществява при
стойности на кръвната захар <5 mmol/l.

ИНСУЛИН
Кръвна циркулация и
матаболизиране
В кръвта инсулинът циркулира главно
в свободна (несвързана) форма.

Инсулинът се разгражда в черния
дроб (главно) и бъбреците от
ензима инсулиназа. Протеолитично
разграждане се наблюдава и в мускулната
тъкан.

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните
клетки
Инсулинът се свързва с
метаболитен
инсулинов рецептор и
го активира.

Инсулиновият рецептор
е гликопротеин изграден
от 2α и 2β субединици ,
свързани с дисулфидни
мостове.

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните клетки
α–субединиците са
локализирани изцяло
екстрацелуларно.
Съдържат хормон-
свързващ участък.

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните клетки
β–субединиците
пресичат КлМ и имат
екстра и интрацелуларна
част.
Вътрешната част на β-
субединиците притежава
тирозин-киназна
активност
(представлява локална
тирозин киназа).

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните клетки
При свързване на инсулина с α-
субединицата, β-субединицата се
активира и автофосфорилира.
Активираната β тирозин киназа
фосфорилира множество други
клетъчни ензими (някои се
активират, други се
инактивират) и способства за:
транслокацията на глюкозни
преносители към клетъчната
мембрана;
стимулиране или потискане
на генна транскрипция .
Р Р

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните клетки
NB! Инсулиновите рецептори менят своя
афинитет и брой:

При високо плазмено ниво на Инс
афинитетът на Рец намалява.
Причината – фосфорилирането на β-СЕ
снижава афинитета на α-СЕ към
инсулин.

При високо плазмено ниво на Инс броят
на Рец намалява (интернализация) –
down regulation.
……..

ИНСУЛИН
Въздействие върху прицелните клетки
NB! Инсулиновите рецептори менят своя афинитет и брой:
…….
При гладуване броят на Рец нараства
(up regulation).

При затлъстяване – снижен брой
поради хиперинсулинемия.

ИНСУЛИН
Физиологични ефекти
Участва в регулацията на енергийния
метаболизъм :

Неутрализира излишъка от циркулиращи
субстрати на енергийния метаболизъм;

Играе важна роля за депониране
(складиране) на енергийния излишък;

N.B. Ефектите му се разпростират върху
въглехидратната, мастната и белтъчната
обмяна.

ИНСУЛИН
Физиологични ефекти
Ефектите на Инс могат да се подразделят
според времето си на поява на:
Бързи (сек.) – ↑ трансмембранен транспорт
(навлизане) на глюкоза, АК и К
+
;
Междинни (10–15 мин.) – промяна на
активността на вътреклетъчни ензими;
Забавени (часове до дни) – нарастване на
скоростта на транскрипция (синтез на иРНК)
и на транслация на иРНК до рибозомите с
краен ефект синтез на нови протеини.

Ефекти на инсулина върху
въглехидратната обмяна
Инсулинът има хипогликемичен ефект –
предпазва от поддържане на
нефизиологично високи нива на
кръвната захар. Този ефект Инс постига
повлиявайки:
трансмембранния транспорт
(навлизането) на глюкоза в някои
тъкани;
вътреклетъчното натрупване и
използване на глюкозата.

Стимулиране навлизането (улеснената
дифузия) на глюкоза в клетките на някои
тъкани
В мастната тъкан, скелетните
мускули, миокарда и маточната
мускулатура трансмембранното
навлизане на Глю е инсилино-
зависим процес .
В останалите тъкани (черен дроб,
ЦНС, бъбреци, еритроцити и т.н.)
транспортът е инсулино-независим.

Стимулиране навлизането (улеснената дифузия) на
глюкоза в клетките на някои тъкани
В клетките с инсулино-зависим
транспорт хормонът стимулира
навлизането на глюкоза като
увеличава броя и активността
на преносителите [главно ГП-
4 (GLUT-4)] в КлМ.
Глюкозните преносители (ГП) са
семейство от поне 5 сродни
мембранни белтъци: ГП-1 до ГП-5.
Инсулино-зависим е ГП-4.

Стимулиране навлизането (улеснената дифузия) на
глюкоза в клетките на някои тъкани
След свързване на инсулина с инсулиновите
рецептори, цитоплазмени везикули съдържащи
ГП се придвижват към клетъчната мембрана и
чрез екзоцитоза вграждат в нея ГП -4.

Стимулиране навлизането (улеснената дифузия) на
глюкоза в клетките на някои тъкани
Ефекти на инсулина върху
мастна клетка. ГП-4 са
маркирани с флуоресцентни
антитела. Без инсулинова
стимулация ГП-4 са
концентрирани във
вътрешността на адипоцита.
Под действие на инсулин ГП-4
се придвижват към клетъчната
мембрана. (A. Saltiel, C. Kahn. Nature, 2001,
414, 799-806)
Базално
С инсулин