Pankreas adalah salah satu daripada kelenjar endokrin kuno phylogenetic organisma vertebrata. Dasar-dasar pankreas mula-mula muncul di cyclostomes, termasuk lamprey dan mixin. Dalam ikan, lobulus yang terletak di dalam kelenjar terletak pada mesentery usus kecil, dalam amfibia terdapat pembezaan jelas usus kecil, pankreas multilobular terletak di dalam gelung proksimal usus kecil, dan saluran empedu melewati kelenjar, di mana kelebihan saluran pankreas pankreas. Dalam burung dan reptilia, pankreas diwakili oleh satu organ tunggal, mempunyai saluran utamanya sendiri, yang mengalir ke dalam duodenum. Dalam mamalia, pankreas tidak hanya terisolasi dengan jelas, lapisan stroma dibahagikan kepada segmen, yang terdiri daripada exocrine dan parenchyma endokrin, mempunyai saluran bisung sendiri.
Pankreas manusia, organ tidak berpasangan yang terletak di rantau epigastrik kiri secara retroperitoneally, mempunyai tiga bahagian utama: kepala, badan dan ekor. Parenchyma pankreatik berkembang dari dua buah pinggang endoderm duodenal: dorsal dan ventral. Pertumbuhan dorsal muncul pada minggu ke-3 perkembangan intrauterin seseorang di dinding dorsal duodenum. Pertumbuhan ventral terbentuk sekitar minggu ke 4 embriogenesis di sudut yang terbentuk oleh dinding usus dan kuman hati. Pendekatan asas dan gabungan antara satu sama lain oleh 6-7 minggu, membentuk satu organ tunggal. Budik dorsal memberikan pangkal badan dan ekor, dan putar ventral membentuk kepala kelenjar. Terdapat dua titik pandangan mengenai sumber perkembangan sel islet: yang pertama mengatakan bahawa ia berasal dari sel-sel cambial (sel epitelium duktus yang tidak dibezakan) dan mempunyai asal endodermal. Teori kedua menunjukkan bahawa radas islet berkembang daripada memindahkan sel-sel puncak neural, seperti unsur-unsur lain dari sistem endokrin yang meresap, dengan demikian mempunyai genetik ectodermal.
Endokrin, atau intrasecretory, sebahagian daripada pankreas adalah pulau kecil Langerhans, yang merupakan kelompok sel yang mencapai hingga 0.36 mm, jumlah keseluruhan sel beta sehingga 1.5% daripada kelantangan seluruh kelenjar.
Komposisi pulau kecil Langerhans termasuk empat jenis sel, masing-masing mempunyai perbezaan yang tinggi dan mensintesis salah satu sebatian.
Sel-sel alfa membentuk 20% sel-sel islet dan menghasilkan glukagon. Yang paling banyak adalah sel beta, membentuk 60-80% dari semua sel-sel islet dan bertanggungjawab untuk sintesis insulin. Dalam komposisi sel-sel β terdapat 2 subtipe. Subtipe sel beta pertama dicirikan oleh teras yang berkulit dan berkulit secara elektronik yang termasuk ion zink dan terutamanya mengandungi insulin. Subtipe sel kedua mempunyai kandungan amorf dan mengandungi kebanyakannya proinsulin. Sel-sel delta mempunyai perwakilan dari 5 hingga 10% daripada jumlah semua pancreatocytes dan mensintesis somatostatin. Sel PP terdiri daripada 2 hingga 5% daripada semua insulocytes dan merembeskan dua peptida: polipeptida pankreatik (PP) dan peptida usus vasoaktif (VIP).
Morfologi pankreas
Pankreas terletak hampir mendatar di peringkat vertebra lumbar I-II. Ia terletak di belakang peritoneum dan ditutup dengannya di hadapan. Di sebelah kanan, berdekatan dengan gelung duodenum, adalah bahagian paling besar dari kelenjar - kepala, maka badan, dan bahagian kiri adalah ekor, sampai ke limpa. Panjang kelenjar biasanya 16-22 cm Beratnya adalah 70-90 g Dalam ketebalan tisu kelenjar sepanjang ia melewati saluran ekskresi utama, yang mengalir ke duodenum bersama-sama dengan saluran empedu biasa.
Pankreas menerima darah arteri daripada arteri pankreas-duodenal dan cabang arteri splenik. Vena kelenjar sama ada terbuka terus ke vena portal, atau memasukkannya melalui urat mesenterik splenic atau superior.
Pembekalan darah ke pulau kecil lebih banyak daripada tisu acinar. Pemeliharaan kelenjar dilakukan oleh cawangan vagus dan saraf bersimpati, dan terdapat plexus saraf di sekitar pulau-pulau, dan dari plexus ini ada serat saraf yang berakhir di permukaan sel islet.
Kebanyakan kelenjar diwakili oleh tisu zymogenik, yang menghasilkan pelbagai jus pankreas, dan kira-kira hanya 1% kelenjar mengikut berat adalah tisu endokrin - pulau kecil Langerhans. Mereka mempunyai bentuk bulat, bujur atau tidak teratur dengan diameter 100-200 mikron, tetapi kadang-kadang lebih besar. Kelenjar ini mengandungi 500,000-1,500,000 islet, dan terdapat lebih banyak kelenjar di ekor kelenjar daripada di kepala.
Setiap pulau kecil terdiri daripada sel epitelium silinder. Pada manusia, terdapat tiga jenis sel. Satu spesies, sel-sel delta yang tidak dikenali dengan granulasi, mungkin merupakan pelopor sel-sel islet yang lain. Dua jenis sel lain mengandungi granul dalam sitoplasma. Lebih dekat ke pinggir pulau itu adalah sel-sel alfa. Mereka lebih besar, butirannya tidak larut dalam alkohol dan berwarna dengan cat asid. Terdapat dua jenis sel ini, argyrophilic dan nonargyrophilic, dan hanya spesis kedua adalah tapak pembentukan glukagon. Lebih dekat ke pusat pulau adalah lebih banyak sel beta. Mereka sedikit lebih besar daripada sel-sel alfa, butirnya larut dalam alkohol dan berwarna dengan cat asas. Insulin dihasilkan dalam sel beta. Lipocaine, yang mungkin hormon ketiga pankreas, tidak terbentuk di pulau-pulau kecil, tetapi di epitelum saluran pernafasan kecil.
Menggunakan mikroskopi elektron, didapati bahawa granul alfa dalam semua haiwan adalah sama-sama bulat dan homogen, dan granul beta adalah berbeza: pada tikus bulat dan inhomogeneous, dalam anjing segi empat tepat, dalam babi guinea tidak teratur; pada manusia, beberapa butiran bulat dan tertutup (satu atau lebih) dalam beg membran, butiran lain dalam profil kelihatan segiempat tepat. Bentuk-bentuk granul beta yang berbeza dalam spesies haiwan yang berbeza mungkin bergantung bukan hanya pada perbezaan dalam komposisi kimia insulin, tetapi juga pada tahap pempolimerannya, perbezaan dalam struktur ruang molekulnya atau struktur protein yang mana insulin digabungkan dalam butiran.
Sel beta adalah struktur yang sangat kompleks yang dibatasi oleh membran plasma berterusan. Antara sel-sel, ruang sangat kecil dan terganggu di tempat-tempat oleh agen penyimenan. Nukleus sel dikelilingi oleh membran ganda di mana liang-liang boleh dilihat di tempat-tempat. Granul beta sendiri tertutup dalam beg membran, dan biasanya ada ruang kecil antara kandungan granul (insulin) dan dinding beg. Mitokondria tersebar di seluruh sitoplasma. Peralatan Golgi, yang tertutup dalam kantung membran halus, terletak berhampiran dengan nukleus. Selebihnya sitoplasma kaya dengan ergastoplasma, terdiri dari dua plat dalam bentuk membran dengan granul ribonucleoprotein pada permukaan luar. Antara membran sel-beta dan endothelium kapilari, masih ada ruang di mana fibroblas dan serat saraf sering dilihat. Endothelium dari kapal isterinya menyerupai endotelium kelenjar endokrin lain kerana ia sangat menipis di tempat-tempat, dan di tempat-tempat ini sitoplasma sel endothelial hampir hilang sepenuhnya, sehingga membran sel hampir bersebelahan. Endothelium berterusan di mana-mana dan tidak mempunyai liang.
Granul Beta mengandungi insulin, yang, untuk melepaskan dari granul ke dalam aliran darah, mesti melalui beg membran di sekeliling granul, membran plasma sel beta dan dua membran utama endothelium.
Mekanisme pembentukan insulin dijejaki oleh tikus oleh mikroskop elektron. Pada mulanya, dalam sel beta, ergastoplasm berbentuk plat menjadi vesikular atau bentuk beg dengan granul ribonucleoprotein pada permukaan luar. Di dalam struktur ini, bahan amorf (prekursor insulin) berkumpul, yang secara beransur-ansur membentuk granul beta yang padat. Kemudian, granul ribonukleoprotein pada permukaan luar kantung tidak lagi ditentukan, dan butiran beta berbaring di dalam kantung-kantung ini. Apabila insulin dilepaskan dari sel beta, granul, bersama-sama dengan karung mereka, bergerak ke permukaan sel dan dibebaskan di sana. Di ruang ekstraselular, butiran-butiran larut dan insulin melepasi endothelium ke dalam darah. Bahagian baki kantung disimpan sebagai lekapan kecil pada permukaan sel.
DIABETES GULA
MORPHOLOGI DAN FISIOLOGI FUNGSI ENDOCRINE OF THE RIVER GLAND
Pankreas adalah organ yang tidak berpasangan yang terletak secara retroperitonial dan merembeskan enzim pencernaan (bahagian exocrine) dan pelbagai hormon (bahagian endokrin). Bahagian endokrin pankreas diwakili oleh pulau, yang digambarkan pada tahun 1869 oleh P. Langerhans. Puncak pancreatic (pulau-pulau Langerhans) tersebar luas di parenchyma exocrine pankreas, membentuk 1-1.5% daripada jumlah keseluruhan dan mempunyai garis pusat dari 50 hingga 400 mikron (kebanyakan pulau adalah 200 mikron diameter). Dalam pankreas dewasa ada dari 240-360 ribu hingga 2 juta pulau.
Dalam embriogenesis, pankreas berkembang dari dua protrusions duodenum: dari satu membentuk kepala, dan dari yang lain - badan dan ekor pankreas. Pembentukan pulau kecil di pankreas tikus berlaku pada hari ke-10, dan pada hari ke-11 insulin ditentukan di sana, tahap yang tetap stabil pada tempoh dari ke-12 hingga hari ke-14 kehamilan, dan kemudian (14-20 th hari) jumlah insulin meningkat secara dramatik. Pada hari ke-11 perkembangan, glukagon juga dikesan, dan parasnya adalah beberapa kali lebih tinggi daripada insulin.
Tisu pankreas endokrin dan exocrine berkembang dari epitel pankreas embrio. Mekanisme yang membezakan tisu ini menjadi acinous dan insular tidak difahami sepenuhnya. Faktor terpencil dari tisu mesenchymal yang merangsang sintesis DNA, RNA dan protein dalam epitelium epitel embrio dan, nampaknya, mengawal percambahan dan pembezaan epitel pankreas ke tisu dan sel B yang acinous.
Sel-sel endokrin dianggap berkembang dari saluran pankreas, yang berasal dari endoderma. Walau bagaimanapun, sesetengah penyelidik percaya bahawa pulau-pulau pankreas dan sel kromaffin dari saluran pencernaan berasal dari neural crest, yang pada peringkat awal pembangunan berpindah ke segmen anterior tiub usus.
Pulau pankreas dibekalkan dengan darah oleh kapilari, yang membentuk rangkaian sinusoidal. Di antara serat saraf yang dikesan di pulau-pulau, kedua-dua elemen saraf cholinergik dan adrenergik telah dikenalpasti. Stimulasi sistem saraf bersimpat menghalang rembesan insulin, dan peningkatan parasympatetik meningkatkan insulin.
Sel-sel pulau kecil mengandungi butiran-butiran rahasia, yang dikelilingi oleh membran. Mitokondria sel islet berbanding dengan mitokondria sel acinar agak kecil. Kompleks Golgi terletak berhampiran dengan nukleus, retikulum endoplasma kasar dan polysomes yang bertaburan di seluruh sitoplasma, terdapat sedikit lysosomes dan sistem mikrovillary tiub jelas dikesan, yang penting dalam proses melepaskan hormon dari sel.
Pulau kecil Langerhans diwakili oleh jenis sel berikut: a, b, d, g, f, atau PP. A-Sel membentuk 20-25% komposisi selular dari pulau-pulau kecil dan merupakan tempat pembentukan glukagon. Pada manusia dan babi guinea, mereka terletak hampir sama rata di seluruh kawasan pulau itu.
Nombor utama (75-80%) dari sel islet adalah sel B, yang berfungsi sebagai tapak untuk sintesis dan pemendapan insulin. Sel-sel ini mengandungi granul segi empat tepat yang mempunyai matriks kristal yang dikelilingi oleh bahan amorf.
sel-sel adalah tapak pembentukan somatostatin. Dengan mikroskopi elektron pankreas manusia, butiran-butiran rahsia sekeliling besar kelihatan di dalamnya, yang berbeza daripada granul sel a dan b.
Mikroskopi elektron mendedahkan sejenis sel-sel d yang mengandungi granul yang lebih kecil dan dipanggil sel-sel G. Diyakini bahawa ia berfungsi sebagai tempat pembentukan gastrin dan tidak mengandungi granul penyembur; sitoplasma mereka mengandungi retikulum endoplasma dan mitokondria.
Di samping itu, sel-sel yang dikenali sebagai E dikesan di pulau pankreas, yang mengandungi granul tidak tetap yang agak besar, yang jelas dibezakan daripada granul penyembur sel a, b dan d dalam kajian mikroskop elektron.
Di pulau-pulau pankreas anjing, sel-sel F dikesan, butiran-butiran rahsia yang mempunyai bentuk yang berbeza - dari bulat hingga berbentuk buah pinggang - dan berbeza dari butiran-butiran rahsia sel yang diterangkan di atas.
Menggunakan teknik mikroskopik dan immunocytochemical elektron, ia telah menunjukkan bahawa sel F adalah tapak rembesan polipeptida pankreas, antagonis cholecystokinin. Sel-sel F, atau sel-sel PP, kepingan pankreas manusia mengandungi granul yang lebih kecil daripada butiran a-, b-, dan d-sel. Sel-sel ini dilokalisasi di pinggir pulau-pulau kecil Langerhans, dan juga dikesan di antara sel-sel exocrine dan epitelium saluran pankreas.
Oleh itu, sebagai tambahan kepada 4 jenis utama - a, b, d dan sel PP di pulau pankreas, sel yang mengandungi gastrin, peptida usus vasoaktif (VIP), thyroliberin, somatoliberin dikesan. Jumlah sel-sel ini di pulau kecil tidak penting, bagaimanapun, di bawah keadaan tertentu, mereka dapat berfungsi sebagai sumber pembentukan adenoma yang menyembuhkan hormon-hormon ini. Ini membawa kepada pembangunan patologi ciri sama yang (sindrom Zollinger-Ellison, Sindrom Taun Pankreas, atau sindrom Werner-Morrison, acromegaly).
Insulin Untuk masa yang lama ia telah menganggap bahawa penemuan insulin milik saintis Kanada F. Banting dan C. Best, yang berasal dari pankreas ekstrak anjing menghapuskan hiperglisemia dan glycosuria. Mereka melaporkan hasilnya pada 30 Disember 1921 pada pertemuan Persatuan Ahli Fisiologi Amerika dan ekstrak pankreas yang mereka hasilkan diperkenalkan pada 1 Januari 1922 kepada budak lelaki berusia 14 tahun, Leonard Thompson, yang menderita diabetes dan berada di hospital pusat di Toronto. Walau bagaimanapun, kesan rawatan sedemikian tidak. Selepas itu, ekstrak daripada pankreas telah disediakan J.Collip kepada teknologi baru dan 23 januari 1922 telah digunakan untuk pesakit yang sama, yang telah disertai oleh penurunan dalam tahap gula dalam darah. Hasil kajian ini diterbitkan pada bulan Julai 1922. Setahun kemudian, persiapan insulin komersial telah disediakan, digunakan untuk merawat pesakit diabetes. Hampir setengah tahun (Ogos 1921) sebelum para saintis Kanada melaporkan mengenai penemuan insulin, jurnal Perancis menerbitkan karya saintis Romania, N. Paulescu, yang memperoleh ekstrak dari pankreas, memanggilnya pancrein dan buat kali pertama menunjukkan bahawa apabila suntikan ekstrak pankreas disuntik ke dalam darah binatang mengurangkan kadar gula darah dalam air kencing. F. Sanger et al. (1953) menguraikan struktur kimia insulin.
Insulin adalah dua rantai polipeptida yang mengandungi 51 residu asid amino. a-Rantaian mengandungi 21 residu asid amino, b-chain - 30. Kedua-dua rantaian ini dihubungkan oleh dua jambatan disulfide melalui sisa-sisa sistein di kedudukan B7 dan A7, B19 dan A20 (Skim 27).
Skim 27. Struktur insulin manusia.
Di samping itu, rantaian a mempunyai jambatan disulfida yang menghubungkan sisa sistein di kedudukan A6-11.
Sehingga kini, urutan residu asid amino dalam molekul insulin telah dikaji di lebih daripada 25 spesies haiwan. Insulin manusia dan babi mempunyai struktur yang paling dekat dan berbeza antara satu sama lain hanya dengan satu asid amino dalam kedudukan B30. Dalam insulin manusia dalam kedudukan ini terdapat threonine, dan dalam insulin babi - alanine.
Jenis insulin yang berbeza berbeza bukan sahaja dalam komposisi asid amino, tetapi juga satu-heliks, yang menentukan struktur sekunder hormon. Lebih sukar ialah struktur tersier, yang membentuk kawasan (pusat) yang bertanggungjawab terhadap aktiviti biologi dan sifat-sifat antigenik hormon itu. Struktur dalaman molekul insulin adalah penting untuk berinteraksi dengan reseptornya dan manifestasi kesan biologi. Kajian sinar-X telah menunjukkan bahawa unit hexameric dari insulin zink kristal terdiri daripada tiga dimer. Dimer insulin dikaitkan dengan kristal oleh jambatan hidrogen antara kumpulan peptida B24 dan B26.
Dalam larutan, molekul insulin mudah menjadi agregat, yang bergantung pada suhu, pH, dan kandungan zink. Insulin Kristal biasanya mengandungi 0.3-0.6% zink. Jisim molekul insulin adalah kira-kira 6 kDA dengan nilai pH alkali dan kira-kira 12 kDa - dengan nilai berasid. Apabila zink ditambahkan, bentuk agihan mol.m. dari 50 hingga 300 kDa.
Insulin disintesis oleh sel-sel pankreas. Gen yang mengawal proses ini dilokalkan pada lengan pendek kromosom ke-11. Kerja D. Steiner et al. (1967-1969) ditunjukkan bahawa dalam proses biosintesis, molekul proinsulin terbentuk pertama, di mana molekul insulin dan C-peptida kemudian dibelah (Skim 28).
Skim 28. Skim penukaran proinsulin kepada insulin.
Sintesis proinsulin berlaku dalam ribosom reticulum endoplasma kasar. Dibuktikan bahawa dalam proses biosintesis preproinsulin terbentuk pertama.
Pre-insulin dalam mikrosom sangat cepat berubah menjadi proinsulin, yang diangkut dari tangki ke kompleks Golgi. Tempoh dari awal hingga ketibaannya di kompleks Golgi adalah kira-kira 20 minit. Di kompleks Golgi terdapat penukaran kepada insulin. Ini adalah tindak balas yang tidak menentu, yang memerlukan 30-60 minit untuk disiapkan.
Penukaran proinulin kepada insulin berlaku dengan penyertaan dua jenis enzim proteolitik (peptidase spesifik): enzim seperti trypsin dan carboxypeptidase B, yang diperlukan untuk memecah serpihan C-terminal, mengakibatkan pembentukan satu bentuk perantaraan proinsulin - perantaraan-1, di mana peptida C dipisahkan dari kumpulan terminal rantaian. Terdapat satu lagi bentuk proinsulin (perantaraan-II), di mana C-peptida dipisahkan dari terminal C-b. Pembentukan perantaraan-aku berlaku apabila dua asid amino (arginin dan lisin) dibelah dari rantai a, dan perantaraan II berlaku apabila dua asid amino (arginine dan arginine) dibelah dari rantai-b. Pada manusia, pembentukan insulin dari proinsulin terutamanya berlaku melalui pembentukan pertengahan-I. Bahagian-bahagian ini dalam molekul proinsulin (arginine-lysine dan arginine-arginine) mempunyai kepekaan yang meningkat terhadap tindakan protease, yang mana penukaran proinsulin kepada insulin berlaku, dengan insulin dan C-peptida berada dalam nisbah equimolar.
Butiran rahasia mengandungi proinsulin, bentuk perantaraan I dan II, insulin, C-peptida dan ion zink, dan sebagai granula matang, jumlah proinsulin menurun dan jumlah peningkatan insulin, apabila berinteraksi dengan bentuk kristal ion zink. Yang terakhir adalah setempat di pusat butiran dan menentukan ketumpatan elektron meningkat semasa kajian morfologi pankreas. C-peptide terletak di pinggir butiran. Didapati bahawa kebanyakan zink yang terkandung di pulau-pulau pankreas, berada di granul dan dilepaskan dalam proses rembesan insulin. Sebagai tambahan kepada insulin dan C-peptide (94%), terdapat proinsulin dan perantaraan I dan II (kira-kira 6%), serta ion zink dalam kandungan "granule" yang lembut. Kebanyakan zink yang terkandung di pulau-pulau pankreas terdapat di granul dan, seperti yang dinyatakan di atas, dikeluarkan semasa rembesan insulin.
Rembesan insulin dilakukan oleh emiositosis: penghijrahan granul ke membran sel-b, penggabungan granul dengan membran sel, pembubaran membran di tempat kontak, dan akhirnya, penyemperitan emositik terhadap granul - memecahkan kandungan granul. Proses pengangkutan granul ke membran sel dilakukan oleh sistem microtubule-villous. Microtubules dibentuk oleh pempolimeran protein (tubulin) subunit, dan dalam banyak jenis sel polymerizable tubul berada dalam keseimbangan dinamik dengan kolam mereka subunit. kem dan ion kalsium mempengaruhi rembesan insulin, mengubah keseimbangan antara microtubules dan subunit (microtubules) ke arah microtubule pempolimeran. Adalah mungkin bahawa kesan cAMP pada sistem microtubule ini dimantapkan melalui fosforilasi protein microtubule. Mikrotubul dapat mengikat dan berehat, menggerakkan granul ke arah membran plasma.
Microvilli (microfilaments), yang merupakan sebahagian daripada sistem mikrotubular-villous, terletak di pinggir sel, berdekatan dengan membran plasma. Apabila granul yang mengandungi insulin mendekati membran microvilli, ia menyelubunginya dan membawanya ke membran sel, menjalankan proses penggabungan dan membubarkan membran pada titik sentuhan, dengan itu memudahkan proses penyemperitan - mengosongkan granul, mengeluarkan kandungannya ke luar. Oleh kerana perubahan sifat fizikal medium, zink dikeluarkan dan insulin kristal menjadi larut. Mekanisme rembesan insulin ditunjukkan dalam angka 29.
Skim 29. Skema biosintesis insulin dan mekanisme penyembunyian sel beta.
Terletak di dalam kandungan granul 3 protein (insulin, C-peptida dan proinsulin) berbeza dalam aktiviti biologi dan tempoh kewujudan. Oleh itu, separuh hayat insulin adalah 3-10 minit, C-peptida - kira-kira 30 minit, proinsulin - kira-kira 20-23 minit. Jika aktiviti biologi diambil sebagai 100%, maka proinsulin mempunyai aktiviti 10%, pertengahan-I - kira-kira 25%, dan C -peptida tidak mempunyai apa-apa. Kaedah yang kami perolehi untuk menilai aktiviti biologi bahan-bahan biologi yang disenaraikan di atas menunjukkan bahawa C-peptida adalah bahagian biologi dari molekul proinsulin. Walau bagaimanapun, dalam tahun-tahun kebelakangan ini telah ditunjukkan bahawa penggunaan C-peptide bersama-sama dengan insulin untuk merawat pesakit yang menghidap diabetes berasaskan insulin membawa kepada penstabilan komplikasi vaskular diabetes dan kemunculan manifestasi baru angiopati. Dalam kes pelanggaran penukaran proinsulin kepada insulin (kekurangan protease yang sepadan), sejumlah besar proinsulin akan mengalir ke peredaran, yang mungkin disertai dengan pelanggaran metabolisme karbohidrat yang mempunyai kepelbagaian yang berbeza-beza, sehingga dan termasuk diabetes.
Mekanisme tindakan insulin. Dalam hampir semua tisu badan, insulin mempengaruhi metabolisme karbohidrat, lemak, protein, dan elektrolit, meningkatkan pengangkutan glukosa, protein, dan bahan lain melalui membran sel. Insulin melakukan tindakan biologi di peringkat sel melalui reseptor yang sesuai.
Reseptor insulin adalah struktur protein tetramerik, yang merupakan bahagian penting dari membran sel. Banyak kajian menunjukkan bahawa reseptor termasuk dua subunit, masing-masing juga terdiri daripada dua bahagian. Rantai polipeptida subunit terdiri daripada 719 residu asid amino, dan berat molekulnya (mol.m.) adalah 135,000 D. Subunit b mengandungi 620 residu asid amino dan mempunyai mol.m. 95000D.
Reseptor melakukan tiga fungsi utama: 1) dengan kekhususan yang tinggi, mengiktiraf tapak insulin yang mengikat dalam molekul dan menjalankan integrasi dengan yang kedua; 2) menstabilkan penghantaran isyarat yang sama, yang bertujuan untuk mengaktifkan proses metabolik intraselular; 3) endositosis (rendaman dalam sel) kompleks reseptor hormon, yang membawa kepada proteolisis insulin lysosomal dengan pulangan serentak subunit ke membran sel.
Interaksi hormonoreceptor dilakukan oleh a-subunit reseptor, yang mengandungi laman mengikat; Subunit b mempunyai aktiviti tyrosine kinase, yang meningkat di bawah pengaruh insulin selepas mengikat ke subunit.
Gen yang bertanggungjawab untuk sintesis reseptor insulin diselaraskan pada lengan pendek kromosom ke-19. Kehidupan setengah (kewujudan) reseptor mRNA untuk insulin adalah 2 jam.
Kajian mikroskopik elektron menunjukkan bahawa selepas mengikat insulin ke reseptor sel, keseluruhan kompleks direndam dalam sitoplasma, mencapai lisosom, di mana ia musnah. Separuh hayat reseptor itu sendiri adalah 7-12 jam, tetapi dengan kehadiran insulin, ia berkurangan hingga 2-3 jam. Di lisosom, kompleks reseptor insulin memisahkan di bawah pengaruh enzim proteolitik, dan reseptor kembali ke membran sel (fungsi ulang-alik). Sebelum reseptor mengalami degradasi, ia mempunyai masa untuk bergerak beberapa kali dari membran ke lisosom dan belakang (kitar semula reseptor).
Transduksi isyarat transmembran dan mekanisme tindakan insulin tidak difahami sepenuhnya. Jika cAMP adalah utusan sekunder untuk banyak hormon polipeptida, mekanisme penghantaran tindakan insulin adalah jauh lebih rumit, dan dalam proses ini protein reseptor kinase protein memainkan peranan penting, yang memataliskan pemindahan kumpulan fosfat dari ATP ke residu asid amino hidroksil dalam kinase protein.
Interaksi insulin dengan reseptor membawa kepada peningkatan aktiviti protein kinase C, fosforilasi residu residu tirosin dan rangsangan fosforilasi diri seterusnya reseptor. Di samping itu, interaksi insulin dengan reseptor membawa kepada rangsangan phospholipase tertentu C, kepada hidrolisis glycosylphosphatidylinositol dan pembentukan dua utusan kedua: inositol triphosphate dan diacylglycerol. Inositol triphosphate melepaskan kalsium dari retikulum endoplasma. Diacylglycerol bertindak pada calmodulin dan protein kinase C, yang memfosforasikan pelbagai substrat, yang membawa kepada perubahan dalam aktiviti sistem sel.
Kesan utama insulin adalah untuk meningkatkan pengangkutan glukosa melalui membran sel. Stimulasi insulin membawa kepada kenaikan kadar glukosa dalam sel 20-40 kali. Glukosa diangkut melalui membran sel oleh pengangkut protein. Apabila dirangsang dengan insulin, peningkatan sebanyak 5-10 kali kandungan protein pengangkutan glukosa dalam membran plasma diperhatikan, manakala kandungannya dalam kolam intraselular berkurangan sebanyak 50-60%. Jumlah tenaga yang diperlukan dalam bentuk ATP perlu terutamanya untuk pengaktifan reseptor insulin, dan bukan untuk fosforilasi pengangkut protein. Stimulasi pengangkutan glukosa meningkatkan penggunaan tenaga dengan faktor 20-30, sedangkan hanya sejumlah kecil diperlukan untuk menggerakkan pengangkut glukosa.
Translocation pengangkut glukosa ke membran sel berlaku dalam beberapa minit selepas interaksi insulin dengan reseptor, dan kesan merangsang lagi insulin diperlukan untuk mempercepat atau mengekalkan kitar semula protein transporter.
Dua kelas pengangkut glukosa telah dikenalpasti: Na + -glucose cotransporter dan lima isoforms pengangkut glukosa kita sendiri (G. Bell et al., 1990). Mengikut data pengarang ini, Na + -glucose cotransporter, atau symporter, dinyatakan oleh sel-sel ciliated epitel khusus usus kecil dan tubulus proksimal buah pinggang. Protein ini secara aktif mengangkut glukosa dari lumen usus atau nefron terhadap kecerunan kepekatannya dengan mengikat glukosa kepada ion-ion natrium yang diangkut di bawah gradien tumpuan. Kecerunan konsentrasi Na + dikekalkan oleh protein pengangkut natrium aktif melalui permukaan sel-sel silikat sempadan melalui membran membran Na +, K + -dependen ATPase. Molekul protein ini - pengangkut terdiri daripada 664 residu asid amino, sintesisnya dikodkan oleh gen yang terletak pada kromosom ke-22.
Kelas kedua pembawa glukosa diwakili oleh pengangkut glukosa sendiri. Ini adalah protein membran yang berada di permukaan semua sel dan mengangkut glukosa di bawah kecerunan tumpuannya melalui penyebaran yang sesuai, iaitu. dengan pengangkutan pasif, di mana translocation glukosa merentasi membran bilipid sel dipercepat oleh protein pengangkutan terikat membran. Pengangkut glukosa terutamanya mengangkut glukosa bukan sahaja ke dalam sel, tetapi juga dari sel. Pengangkut kelas II juga terlibat dalam pergerakan glukosa intraselular. Glukosa diserap pada permukaan sel epitel yang menghadap lumen usus atau nephron menggunakan Na + -glucose cotransport.
Faktor yang mengawal ungkapan pengangkut glukosa adalah insulin, faktor pertumbuhan, ubat oral yang mengurangkan tahap gula, vanadium, glucocorticoid, kAMP, kelaparan, pembezaan sel dan protein kinase C.
GLUT-1 (jenis erythrocyte) adalah pengangkut protein klon pertama. Pengekodan gen protein ini terletak pada kromosom I. GLUT-1 dinyatakan dalam banyak tisu dan sel: sel darah merah, plasenta, buah pinggang, kolon. Menurut K. Kaestner et al. (1991), sintesis GLUT-1 dan GLUT-4 dalam adiposit adalah transkripsi yang dikawal selia oleh cAMP dalam cara yang timbal balik. Seiring dengan ini, ungkapan GLUT-1 dalam otot dirangsang oleh perencatan glikosilasi N-linked (F. Maher, L. Harrison, 1991).
GLUT-2 (jenis hati) disintesis hanya di hati, buah pinggang, usus kecil (membran basolateral) dan sel-sel pankreas. Molekul GLUT-2 mengandungi 524 residu asid amino. Pengekodan gen protein ini dilokalkan pada kromosom ketiga. Perubahan jumlah atau bentuk struktur GLUT-2 menyebabkan penurunan sensitiviti sel-sel ke glukosa. Ini berlaku pada jenis diabetes mellitus jenis II, apabila induksi ekspresi GLUT-2 dalam tubulus proksimal ginjal diperhatikan, dengan jumlah mRNA GLUT-2 yang meningkat sebanyak 6.5 kali, dan jumlah mRNA GLUT-1 berkurang kepada 72% norma (JH Dominguez et al., 1991).
GLUT-3 (jenis otak) dinyatakan dalam banyak tisu: otak, plasenta, buah pinggang, otot rangka janin (tahap protein ini dalam otot rangka dewasa adalah rendah). Molekul GLUT-3 terdiri daripada 496 residu asid amino. Pengekodan gen protein ini terletak pada kromosom ke-12.
GLUT-4 (jenis otot-adiposa) dijumpai di dalam tisu di mana pengangkutan glukosa cepat dan meningkat dengan ketara selepas pendedahan insulin: otot putih dan merah tulang, tisu lemak putih dan coklat, otot jantung. Molekul protein terdiri daripada 509 residu asid amino. Pengekodan gen GLUT-4 terletak pada kromosom ke-17. Penyebab utama rintangan insulin selular dalam diabetes mellitus yang obesiti dan bukan insulin (NIDD), menurut W. Garvey et al. (1991), adalah perencatan pretranslasi terhadap sintesis GLUT-4, namun kandungannya dalam serat otot jenis I dan II pada pesakit dengan INDI dengan obesitas dan toleransi glukosa terjejas adalah sama. Rintangan otot insulin pesakit ini mungkin tidak dikaitkan dengan pengurangan bilangan GLUT-4, tetapi dengan perubahan dalam fungsi fungsional atau gangguan translocation.
GLUT-5 (jenis usus) terdapat dalam usus kecil, buah pinggang, otot rangka dan tisu adipose. Molekul protein ini mengandungi 501 residu asid amino. Sintesis protein pengekodan gen terletak pada kromosom 1.
Selepas interaksi insulin dengan reseptor, kompleks reseptor hormon diperkenalkan ke dalam sel. Proses ini melibatkan pencerobohan tapak membran, di mana kompleks reseptor insulin berkumpul, dan pembentukan vesikel pinocytosis, yang berpecah dari membran dan memasuki sel. Proses ini tidak menentu, dan jumlah kompleks reseptor hormon yang diserap adalah berkadar dengan jumlah insulin terikat pada membran plasma. Ini menunjukkan bahawa integrasi adalah titik menentukan dan mengawal proses ini. Biasanya, vesikel endokrit menggabungkan dengan lisosom yang terletak di kompleks Golgi, di mana kompleks reseptor hormon telah rosak dan reseptor dipotong, yang kembali ke membran sel. Proses reseptor insulin kitar semula, translocation dan peredaran protein pembawa glukosa mempunyai banyak ciri biasa. Khususnya, sejumlah tenaga diperlukan untuk menggerakkan substrat ini dalam kedua-dua arah, kitar semula kitaran penuh mengambil masa 5-10 minit, dan intensiti proses ini menurun apabila suhu medium inkubasi berkurangan.
Degradasi hormon yang berkaitan dengan reseptor dan pengurangan insulin yang disebabkan oleh kepekatan penerima reseptor (fenomena pengurangan yang dikawal selia atau regulasi turun) adalah proses yang saling berkaitan. Terdapat keadaan keseimbangan dinamik antara kadar pengenalan kompleks-kompleks reseptor insulin, degradasi dan kitar semula mereka, dimasukkan semula dalam struktur membran, serta kelajuan sintesis mereka. Ini disahkan oleh fakta bahawa kepekatan insulin, yang diperlukan untuk mula mengurangkan kepekatan reseptor, berkadar songsang dengan magnitud dan kadar pengenalan hormon ke dalam sel; di bawah keadaan yang menyebabkan penurunan bilangan reseptor, kadar pinositosis dalam sel meningkat.
Tindakan insulin bermula dengan proses menggabungkannya dengan subunit reseptor. Pembentukan kompleks reseptor insulin adalah titik utama dalam manifestasi lanjut mengenai banyak kesan biologi insulin. Pengikatan insulin kepada reseptor membawa kepada fosforilasi diri dengan penyertaan protein kinase reseptor, yang berlaku sebelum atau semasa penyerapan kompleks reseptor insulin. Oleh itu diaktifkan reseptor yang melibatkan phospholipase C menyumbang kepada hidrolisis fosfolipid membran (glycosylphosphatidylinositol), disertai dengan pembentukan inositol triphosphate dan diacylglycerol. Reseptor yang diaktifkan mencetuskan rangkaian fosforilasi berurutan protein lain, termasuk aktiviti serina kinase. Ia juga boleh berinteraksi dengan protein yang mengikat GTP atau cAMP, yang membawa kepada pengaktifan fosforilasi / dephosphorylation, merangsang fosfodiesterase, mengurangkan aktiviti protein kinase, menyebabkan perubahan dalam fungsi membran sel.
Pada masa yang sama, proses memperkenalkan kompleks insulin-reseptor ke dalam sel mempengaruhi retikulum endoplasma, mengaktifkan semula sirkulasi protein transporter glukosa ke dalam sel. Kompleks yang sama berinteraksi dengan mikrosom, lisosom dan struktur nuklear. Selepas penyisihan, reseptor kembali ke membran sel, dan insulin mengaktifkan proses dephosphorylation protein nuklear, mengubah metabolisme mRNA, yang membawa kepada peningkatan dalam sintesis protein dan kesan "lewat" yang lain dari tindakan biologi insulin.
Kebanyakan insulin dimetabolisme di hati, dan dalam satu petanda 40-60% hormon dari sistem vena portal dikekalkan di dalamnya.
Sekitar 40% insulin (menurut beberapa penulis, 15-20%) tidak aktif oleh buah pinggang. Perlu diingatkan bahawa dalam kekurangan buah pinggang, penyerapan dan penurunan insulin oleh buah pinggang dikurangkan kepada 9-10%, oleh itu, pada pesakit diabetes mellitus dalam kekurangan buah pinggang, perlunya insulin berkurang. Peranan ginjal dalam penyahaktifan insulin eksogen adalah hebat, kerana, kerana ia diserap dari tapak suntikan, insulin memasuki bulatan besar bekalan darah dan buah pinggang, dan insulin endogen pertama memasuki hati dan hanya kemudian bahagian yang lebih kecil memasuki peredaran besar dan buah pinggang. Di dalam ginjal, insulin disaring di glomeruli, dan di tubulus proksimal ia hampir sepenuhnya diserap semula dan dimusnahkan oleh enzim proteolitik, dengan inaktifasi insulin endosomal-lisosom dalam tubulus buah pinggang tidak praktikal.
Keadaan metabolisme karbohidrat ditentukan oleh bilangan reseptor dan keupayaan mereka untuk mengikat dengan insulin. Oleh itu, dalam adiposit, sehingga 50,000 reseptor per sel jatuh, dalam hepatosit, sehingga 250,000, dalam monosit dan eritrosit, urutan magnitud kurang.
Fungsi sel-sel adalah untuk mengekalkan homeostasis tenaga dalam badan, dan reseptor tenaga sel-sel ini melihat penyimpangan yang minimum dalam perubahan dalam kandungan darah molekul kalori, termasuk glukosa, asid amino, badan keton dan asid lemak. Kepekatan fisiologi D-glukosa, asid L-amino, badan keton dan asid lemak merangsang rembesan insulin, sementara metabolit (laktat, piruvat, gliserin) tidak menjejaskannya. Ia harus ditekankan bahawa kesan merangsang badan-badan keton, asid lemak dan asid amino berlaku pada tahap glukosa tertentu (substimulasi), dan dalam kaitan ini lebih tepat untuk memanggil bahan-bahan ini sebagai rahsia insulin insulin glukosa.
Kandungan glukosa dalam serum darah adalah refleksi dari keadaan dua proses yang sentiasa berubah yang berada di bawah kawalan berterusan insulin: penggunaan glukosa oleh tisu dan glukosa yang memasuki aliran darah.
Glukosa yang memasuki darah dari saluran pencernaan menyumbang kepada pembebasan insulin yang lebih ketara dari sel-sel pankreas dan, secara semulajadi, ke tahap insulin yang lebih tinggi dalam serum darah berbanding dengan jumlah glukosa yang sama, tetapi diberikan secara intravena. Perbezaan dalam pelepasan insulin sebagai tindak balas kepada jumlah glukosa yang sama adalah kerana glukosa memasuki saluran pencernaan merangsang rembesan insulin bukan sahaja dengan meningkatkan tahap darah, tetapi juga dengan mengaktifkan mekanisme yang merangkumi rembesan beberapa hormon saluran gastrointestinal: gastrin, secretin, pancreozymin, glucagon, polipeptida menghalang gastrik, peptida insulinotropik yang bergantung kepada glukosa.
Protein dan asid amino juga merangsang pelepasan insulin. Daripada asid amino, arginin dan lisin mempunyai kesan yang paling ketara pada rembesan insulin.
Dalam mengawal rembesan insulin, satu tempat penting diberikan kepada faktor lain - pengaruh sistem saraf simpatik dan parasympatetik, hormon pertumbuhan hormon, hormon korteks adrenal, laktogen plasenta, estrogen, dan sebagainya.
Rembesan insulin sebagai tindak balas kepada rangsangan glukosa adalah tindak balas biphasic yang terdiri daripada tahap insulin awal yang cepat, yang dipanggil tahap pertama rembesan (tempohnya ialah 1-3 minit), dan fasa kedua (tempohnya ialah 25-30 minit).
Mekanisme pelepasan insulin adalah sistem multikomponen di mana cAMP dan ion kalsium memainkan peranan utama. Pengaktifan proses pelepasan insulin disertai dengan peningkatan kepekatan kalsium intrasel. Di bawah pengaruh glukosa, pergerakan kalsium dari cecair ekstraselular ke dalam sel meningkat. Kadar pengikatan kalmodulin dan pemisahan perubahan kompleks kalsium-calmodulin.
Glucagon Tidak lama selepas menerima persediaan insulin komersil, didapati bahawa ekstrak pankreas mengandungi faktor yang menyebabkan hipoglikemia, glukagon. Glucagon adalah polipeptida dengan urutan berikut 29 residu asid amino: NH2-His-Ser-Gly-Gly-Tre-Fen-Tre-Ser-As-Tyr-Ser-Liz-Tyr-Ley-Asp-Ser- Gly-Asp-Fen-Val-Gln-Tri-Leu-Met-Asn-Tre-CO2N.
Ia harus ditekankan bahawa manusia, babi dan lembu glukagon mempunyai urutan asid amino yang sama. Mol.m glucagon 3485 D. Dalam bentuk kristal, glukagon adalah trimer dengan kandungan struktur menengah yang tinggi.
Dalam proses biosintesis glukagon, proglucagon pertama kali dibentuk dengan mol.m. 18000 D dan separuh hayat kira-kira 1 jam. Metabolisme dan degradasi glukagon berlaku di hati dan buah pinggang.
Glucagon, yang disembur oleh sel-sel di pulau-pulau kecil Langerhans, mula-mula memasuki ruang intercellular dan cairan interstisial, dan kemudian melalui darah melalui vena portal ke hati, di mana ia meningkatkan glikogenolisis, mengurangkan penggunaan glukosa dan sintesis glikogen, meningkatkan glukoneogenesis dan pembentukan badan keton. Kesan terkumpul kesan ini adalah peningkatan dalam pembentukan dan pembebasan glukosa dari hati. Dalam tisu periferal, glukagon mempunyai kesan lipolitik, meningkatkan lipolisis, mengurangkan lipogenesis dan sintesis protein. Lipolysis diaktifkan oleh lipase sensitif hormon.
Ada kemungkinan bahawa dalam badan glukagon diangkut dalam keadaan yang berkaitan dengan globulin. Ini, khususnya, menerangkan data yang menunjukkan bahawa separuh masa kehilangan glukagon plasma adalah 3 hingga 16 minit. Bentuk glukagon bebas dimetabolisme dan dikeluarkan dari darah dengan cepat, sedangkan glukagon terikat kepada protein plasma dimetabolisme dengan lebih perlahan. Kepekatan glukagon dalam urat portal berkisar antara 300 hingga 4500 pg / ml, manakala dalam darah periferal ia mencapai 90 pg / ml dan sebagai tindak balas kepada pentadbiran arginine atau pancreozymin meningkat kepada 1200 pg / ml.
Reseptor glukagon yang diasingkan dari membran plasma hati tikus tergolong dalam glikolipoprotein (mol.m. kira-kira 190,000 D) dan terdiri daripada beberapa subunit (mol.m. sekitar 25,000 D). Keupayaan reseptor glukagon untuk berinteraksi dengan hormon yang sama adalah berubah-ubah dan bergantung kepada beberapa faktor. Pengikatan glukagon kepada reseptor dikurangkan dengan hiperglucagemia yang disebabkan oleh kelaparan yang berpanjangan, kekurangan insulin atau pentadbiran glukagon eksogen. Walau bagaimanapun, walaupun peraturan sebaliknya ini, proses mengaktifkan silikase adenylate di bawah pengaruh glukagon tidak berubah. Keadaan ini dicapai oleh fakta bahawa reseptor selebihnya memperoleh keupayaan meningkat menjadi kompleks dengan hormon.
Kesan glikogenogenik utama glukagon adalah di hati, di mana ia mengikat kepada reseptor hepatosit dan mengaktifkan adenylate siklase, yang mengubah ATP ke cAMP. Selanjutnya, kinase protein yang bergantung kepada cAMP diaktifkan, yang merangsang phosphorylase kinase. Yang terakhir menukarkan fosforilasi tidak aktif ke dalam bentuk aktifnya (fosforilasi A), di bawah pengaruh glycogenolysis yang dipercepatkan. Seiring dengan ini, kinase protein tidak mengaktifkan sintesis glikogen, sebagai akibat daripada sintesis glikogen yang diperlahankan.
Pemusnahan glukagon berlaku di hati dan ginjal. Sistem enzim yang memusnahkan glukagon, menurut satu data, berbeza dengan glutathione-insulin-transhydrogenase; pada yang lain, prostesis khusus insulin terlibat dalam pemusnahan kedua-dua insulin dan glukagon. Kira-kira 0.5 mg / hari glukagon yang diretas oleh sel-sel disyorkan dengan hempedu.
Untuk masa yang lama, dipercayai, sebagai tambahan kepada pucuk pankreas, glukagon terbentuk oleh sel-sel endokrin saluran pencernaan dan dikenali sebagai immunoreactivity seperti glukagon, yang mempunyai berat dan sifat molekul yang berbeza. Immunoreaktiviti seperti glukagon mempunyai beberapa sifat lipolitik dan glikogenogenik, merangsang pembebasan insulin, mengikat reseptor insulin. Peptida yang dikenal pasti dari ekstrak ini dipanggil proglucagon atau glygentin. Hanya pada tahun-tahun kebelakangan ini ia telah jelas menunjukkan bahawa proglucagon dalam a-sel pankreas dan proglucagon usus endokrin L-sel berasal dari satu gen, dan dalam kedua-dua tisu untuk membuang mRNA yang serupa. Walau bagaimanapun, pemprosesan pasca translasi dalam tisu-tisu ini berbeza, menghasilkan glucagon dalam sel-sel, dan gleptagon seperti peptida-1 (GLP-1) dalam sel endokrin usus, yang mempunyai sifat yang bertentangan. Ia adalah hormon anabolik dan merangsang rembesan insulin, mempromosikan penyerapan glukosa selepas makan. Glukagon, seperti yang ditunjukkan di atas, adalah hormon katabolik dan penting semasa tempoh puasa, menjalankan pecahan glikogen di hati, pelepasan glukosa ke dalam aliran darah dan mengekalkan tahapnya dalam lingkungan normal. Glucagon seperti peptide-1 adalah dengan itu dalam incretins persatuan dan gastrik peptida yg melarang (GIP) merangsang rembesan insulin selepas makan. Glucagon-like peptide-1, apabila diberikan kepada pesakit dengan diabetes mellitus jenis 2, mengembalikan puncak pertama dan seterusnya rembesan insulin, yang membawa kepada normalisasi metabolisme karbohidrat.
Seperti yang dinyatakan, glukagon mempunyai sifat glikogenogenik dan glukoneogenik. Dalam hal ini, peranan utamanya dalam badan adalah untuk mengatur pembentukan dan pelepasan glukosa dari hati untuk mengekalkan glukosa dan homeostasis darah untuk membekal tisu sistem saraf pusat secukupnya, yang menggunakannya sebagai bahan energik pada kadar 4 g / jam. Sel-sel, serta sel-sel b, sensitif kepada perubahan minimum dalam tahap glukosa dalam darah dan di ruang ekstraselular, bergantung kepada kadar perubahan kadar insulin atau glukagon. Hubungan ini ditunjukkan dalam rajah 30.
Skim 30. Penyertaan insulin dan glukagon dalam homeostasis glukosa.
Oleh itu, tahap glukosa dalam darah disokong oleh rembesan insulin dan glukagon. Dalam tempoh kelaparan atau pengambilan pengambilan karbohidrat, selepas 40-48 jam, kandungan glukagon dalam darah meningkat sebanyak 50-100% berbanding dengan kepekatannya pada perut kosong. Perubahan rembagan glukagon ini disertai oleh penurunan kepekatan darah insulin, dan oleh itu nisbah paras insulin dan glukagon berkurangan kepada 0.4 (di bawah keadaan normal 3.0). Peningkatan pembentukan glukagon membawa kepada peningkatan dalam glikogenolisis dan gluconeogenesis dan penurunan dalam kedai glikogen. Penurunan rembesan insulin merangsang lipolisis, dan peningkatan rembesan glukagon diperlukan untuk menukar sel lemak bebas kepada badan keton. Dalam keadaan normal, dengan fungsi sel a dan b yang mencukupi, hipoglikemia tidak berkembang walaupun dengan puasa berpanjangan.
Hyperglycemia mengurangkan rembesan glukagon, tetapi mekanisme tindakan ini belum ditubuhkan. Ada cadangan bahawa sel-sel mengandungi gluoreceptor spesifik yang sensitif terhadap perubahan paras glukosa darah dan, apabila meningkat, mengurangkan pembentukan dan rembesan glukagon. Kemungkinan penurunan ini dalam rembesan glukagon dengan peningkatan kadar glukosa diantarkan oleh pengeluaran dan pembebasan insulin yang meningkat sebagai tindak balas kepada peningkatan kadar glukosa dalam darah.
Penerimaan atau penyerapan asid amino juga merangsang pelepasan glukagon, sambil meningkatkan kepekatan asid lemak bebas dalam darah mengurangkan tahap glukagon dalam plasma.
Hormon gastrousus mempunyai pengaruh yang besar terhadap rembesan glukagon. Jadi, gastrin, neurotensin dan bahan P, bombenzin, pancreoimin-cholecystokinin, polipeptida menghalang gastrik, polipeptida usus vasoaktif meningkatkan pengeluaran glucagon, dan secretin menghalang pembebasannya.
Semasa tekanan dan senaman berkekalan, rembesan glucagon bertambah dan pelepasan insulin berkurangan.
Pengenalan L-DOPA meningkatkan tahap glukosa, insulin dan glukagon dalam individu yang sihat, mungkin dengan merangsang reseptor dopaminergik dalam hipotalamus atau sel-sel b dan di pankreas, sementara serotonin menghalang aktiviti penyembunyian sel-sel.
Somatostatin. Untuk pertama kalinya, somatostatin diasingkan dari gopothalamus domba R. Guillemin et al. pada tahun 1973. Hormon pituitari ini menghalang pembebasan spontan hormon pertumbuhan dari somatotrophs kelenjar pituitari anterior. Di atas dibentangkan ciri hormon hipotalamik somatostatin dan menerangkan mekanisme tindakannya. Somatostatin, sebagai tambahan kepada hipotalamus, juga dihasilkan di d-sel di pulau-pulau kecil Langerhans. Sel-sel ini menduduki kedudukan perantaraan antara sel-sel yang terletak di pinggir pulau, dan sel-sel b, yang tertumpu di bahagian tengah pulau itu. Sel-sel D menjalankan fungsi unik (yang dipanggil paracrine): mereka melakukan tindakan tempatan dengan memindahkan (mengangkut) hormon secara langsung dari sel ke sel. Kajian mikroskopik elektron telah mendedahkan jambatan penghubung antara sel yang membolehkan hormon dengan ketumpatan molekul kurang daripada 800 D untuk bergerak dari satu sel ke sel yang lain, mungkin tanpa pembebasan hormon ke ruang ekstraselular.
Somastotin menghalang rembesan insulin dan glukagon pada manusia dan haiwan. Pembebasan somatostatin dirangsang oleh pengenalan leucine, arginine, glukosa, pancreoimin-cholecystokinin, gastrin, polipeptida, perencatan dan cAMP. Norepinephrine dan diazoksida menghalang pembebasan somatostatin. Seperti yang disebutkan di atas, somatostatin, bertindak di saluran gastrointestinal, menghalang pelepasan gastrin dan rembesan gastrin yang dirangsang asid hidroklorik, pancreaszymin-cholecystokinin melepaskan, pengecutan pundi hempedu, penyerapan usus dan aliran darah dalam saluran saluran pencernaan.
Perangsang somatostatin oleh hormon gastrointestinal dan sebaliknya, perencatan somatostatin melalui jenis "maklum balas" mereka membolehkan peraturan kadar penyerapan nutrien dari saluran gastrointestinal, dengan mengambil kira komposisi kualitatif mereka.
Pengambilan makanan dalam saluran pencernaan menyebabkan rembesan hormon gastrointestinal (khususnya, somatostatin), yang menjejaskan aktiviti sel a dan b-alat keluaran pankreas, aktiviti berfungsi yang bertujuan untuk mengekalkan paras glukosa darah dalam julat normal.
Perubahan dalam rembesan somatostatin dinyatakan dalam beberapa patologi. Oleh itu, pada tikus dengan obesiti dan hiperglikemia, kedua-dua penurunan kandungan somatostatin dan pengurangan jumlah sel-sel di pulau-pulau kecil Langerhans, dan sebaliknya, pada pesakit yang menghidap diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin, dan pada tikus dengan pemusnahan sel-sel oleh streptozotocin sel-d dikesan peningkatan jumlah, yang menunjukkan peningkatan aktiviti berfungsi mereka.
Tumor yang ditakrifkan dari radang pankreas, yang terdiri daripada sel-sel d (somatostatinoma). Tahap insulin dan glukagon dalam serum pesakit dengan tumor tersebut telah dikurangkan dengan ketara: diabetes mellitus sederhana tanpa hiperglikemia yang signifikan dan ketosis dikesan.
Polipeptida pankreas. Dirembeskan ke dalam PP-sel Langerhans, terletak terutamanya di sekitar pinggir pulau itu, dan adalah polipeptida yang terdiri daripada 36 residu asid amino dan mempunyai berat molekul 4200 D. Hiperplasia sel-sel yang merembeskan polipeptida pankreas dikesan dalam pankreas orang yang menghidap diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin. Kurang biasa, hiperplasia seperti itu terdapat di pankreas dalam diabetes mellitus yang bergantung kepada insulin.
Polipeptida pankreas merangsang rembesan jus gastrik, tetapi menghalang rembesannya, dirangsang oleh pentagastrin, menghalang cholecystokinin dan menghalang rembesan pankreas, dirangsang oleh cholecystokinin. Kandungan polipeptida pankreas dalam serum individu sihat pada perut kosong adalah kira-kira 80 pg / ml. Sebagai tindak balas kepada menerima santapan yang bercampur ditanda ciri rembesan keluk dwifasa polipeptida pankreas dan tahap dalam serum meningkat 8-10 kali berbanding dengan yang asal. Penerimaan glukosa, lemak juga disertai oleh peningkatan kepekatan polipeptida pankreas dalam darah, sedangkan pentadbiran intravena bahan-bahan ini tidak mengubah rembesan hormon tersebut. Pengenalan atropin atau vagotomy menghalang rembesan polipeptida pankreas sebagai tindak balas kepada pengambilan makanan, dan sebaliknya, rangsangan saraf vagus, serta pengenalan gastrin, secretin atau cholecystokinin disertai dengan peningkatan kadar serum hormon ini. Data-data ini menunjukkan bahawa hormon gastrointestinal terlibat bersama dengan sistem saraf parasympatetik dalam pengawalan rembesan polipeptida pankreas. Aspek metabolik dan fungsi tindakan polipeptida pankreatik belum lagi jelas. Meningkatkan rembesan diperhatikan pada tumor gormonalnoaktivnyh pankreas (insulinoma, glucagonoma) dengan sindrom Werner - Morrison dan gastrinoma.