Pankreas Pankreas Vtina m exokrinn funkci enzymy zavacho

Pankreas

Pankreas Většina má exokrinní funkci (enzymy zažívacího traktu). 1%-2% endokrinní funkce - Langerhansovy ostrůvky c

MIKROSKOPICKÁ STRUKTURA PANKREATU Langerhansovy ostrůvky Exokrinní buňky c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu • Buňky B (beta) produkují inzulín • Buňky A (alfa) produkují glukagon • Buňky D (delta) produkují somatostatin • Buňky F produkují pankreatický polypeptid (PP) c

Glykémie a její regulace Krevní zásobení jater Jaterní žíly ústí do dolní duté žíly Játra Vrátnicová žíla transportuje živiny ze střev do jater Žaludek Střevo Arteriální krev z aorty c

Jaterní regulace glykémie • Strava bohatá na cukry - glukóza do intestinálních kapilár - nepravidelná utilizace (aktivace velkých svalových skupin - vyžaduje zvýšenou dodávku energetických zdrojů). • Cestou v. portae do jater. • Játra pomáhají stabilizovat glykémii nadbytečná glukóza vstupuje do jaterních buněk - konvertuje se na glykogen (uskladněn v hepatocytech - zásoba sacharidů). • Přesahuje-li glykémie glykogenovou kapacitu jater mění se na tuk. • Stoupne-li potřeba glukózy, mění se glykogen zpět na glukózu. Regulace glykémie játry Reakce podporovaná inzulínem Reakce podporovaná glukagonem Po jídle Glukóza Syntéza tuků Glykogen Vstup glukózy do jater cestou vrátnicové žíly Ukládání tuků v tukové tkáni Po dlouhodobém hladovění Glukóza v jaterních žilách Glukóza Glykogen Rozklad tuků v tukové tkáni c

Regulace glykémie Faktory zvyšující glykémii Faktory snižující glykémii Absorbované sacharidy ze stravy Utilizace tkáněmi a tvorba energie Tvorba z glykogenu Uskladnění glykogenu v játrech a jiných tkáních Tvorba z tuků, aminokyselin a dalších látek Stimulace glukagonem, inhibice inzulínem Konverze na tuk Stimulace inzulínem c

Pankreatická beta-buňka Syntéza inzulínu Preproinzulín Syntéza inzulínu Preinzulín Golgiho aparát c. AMP a Ca Exocytóza Inzulín a C-peptidy cc

A- a B-řetězce inzulínu C-řetězec (spojovací) A-řetězec (1 -21) B-řetězec (1 - 30) c

INZULÍN • Je nezbytný pro vstup glukózy do většiny buněk, zejména svalových (včetně myokardu) a tukových. • Avšak mozkové buňky a krevní částice na inzulín nereagují! Glukóza vstupuje do těchto buněk pasivně na základě strmého koncentračního gradientu mezi krevní plazmou a vnitřním prostředím buňky. • Vedle toho snižuje inzulín glykémii stimulací tvorby glykogenu z glukózy v játrech a ve svalech a inhibicí rozkladu jaterního glykogenu na glukózu. c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - inzulín • Účinek 1. Usnadňuje difúzi glukózy do buněk (zvyšuje počet GLUT). 2. Zvyšuje vstup aminokyselin a K do buněk. 3. Stimuluje proteosyntézu a inhibuje rozpad proteinů (anabolikum). 4. Zesiluje glykogenezi v játrech (aktivuje glykogen syntetázu) a inhibuje glykogenolýzu. 5. Stimuluje lipogenezi (aktivuje lipogenetické enzymy) a inhibuje lipolýzu. c

ČISTÝ ÚČINEK INZULÍNU • TVORBA ZÁSOBNÍCH SACHARIDŮ • TVORBA PROTEINŮ • TVORBA LIPIDŮ • TVORBA NUKLEOVÝCH KYSELIN c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - inzulín • Regulace 1. jednoduchou z. v. glykémií (stimulace sekrece při glykémii nad 4, 5 mmol/l) - potrava se sacharidy = vzestup inzulínu simultánně se vzestupem glykémie 2. Podráždění vagu Zesilovače - střevní hormony, ACTH, TSH, GRH + všechny vlivy zvyšující glykémii Inhibitory - katecholaminy, somatostatin c

REGULACE SEKRECE INZULÍNU glukóza + aminokyseliny + sacharidy mastné kyseliny + + ++ Pankreatická beta-buňka + + + INZULÍN Vagová stimulace redukce glykémie sympatická stimulace glukagon somatostatin ACTH, TSH GRH Gastrointestinální hormony c

Vztah glykémie a inzulinémie v klidu Pokles inzulinémie pod výchozí hladinu c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - inzulín Inzulín působí na specifické receptory v játrech, svalech a tukové tkáni Nadbytek inzulínu = zvýšená spotřeba receptorů (inhibiční regulace - down regulation) c

down regulation inzulín neobsazený receptor hyperglykémie Příklad: Stimulace receptoru = transport 50 molekul glukózy z plazmy do buňky 8 receptorů = 400 molekul glukózy z plazmy do buňky 16 receptorů = 800 molekul glukózy z plazmy do buňky 9 x 50 molekul glukózy se nedostane z plazmy do buňky – chybí jako energetický substrát

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - inzulín Inzulín působí na specifické receptory v játrech, svalech a tukové tkáni Nadbytek inzulínu = zvýšená spotřeba receptorů (inhibiční regulace - down regulation) Diabetes mellitus IDDM (I. typ, juvenilní) poškození B buněk autoimunním procesem hypoinzulinémie + hyperglykémie Diabetes mellitus NIDDM (II. typ, stařecký) hyperinzulinémie (nedostatek receptorů inzulínová rezistence) + hyperglykémie c

Při tělesné práci se stává buněčná membrána pracujících svalových vláken propustná pro glukózu nezávisle na inzulínu! c

Inzulínový receptor IGF-1 Při stimulaci inzulínového receptoru se signál přenáší autofosforylacemi Buněčná membrána c

Inzulínový receptor IGF-1 Inzulínové receptory mohou selektivně vázat autofosforylační místa s IRS proteiny (proteiny inzulínového receptorového substrátu) IRS c

Inzulínový receptor IGF-1 IRS proteiny ukotvují řadu enzymů umožňujících přenos signálu IRS c

IRS proteiny • Mají centrální úlohu v kaskádě dějů za inzulínovým receptorem. • IRS protein nemá enzymatickou aktivitu, ale funguje jako vazebný (ukotvující ) protein pro vazbu enzymů převádějících signál za inzulínovým receptorem. • Změny IRS proteinů a jejich blokování nacházíme u IR a DM. • Úloha IRS proteinů se projevuje metabolickými efekty inzulínu. c

GLUT 4 • Při nepřítomnosti inzulínu je z 90% obsažen v cytoplazmatických vezikulech. • Jejich transport k membráně je aktivován inzulínovým receptorem • Další možností je aktivace a transport GLUT 4 cvičením! • Po uvolnění se GLUT 4 ukotvují v membráně a po fúzi s membránou funguje GLUT 4 jako přenašeč glukózy. c

Inzulínový receptor IGF-1 buněčná membrána c

GLUT 4 Vezikul obsahující GLUT 4 c

buněčná membrána ATP c. AMP IRS kinázy Proteinkináza B Transport glukózy do buňky Atypická proteinkináza C c

Fyzická zátěž ATP c. AMP kináza Transport glukózy do buňky při fyzické zátěži Vezikul obsahující GLUT 4 odpovídající na zátěž c

Fyzická zátěž Vezikul obsahující GLUT 4 odpovídající na zátěž Vezikul obsahující GLUT 4 c odpovídající na inzulín

GLUT 4 !!!!!!! U NIDDM klesá množství GLUT 4 v tukové tkáni !!!!!! c

buněčná membrána ATP c. AMP IRS kinázy Proteinkináza B Transport glukózy do buňky Atypická proteinkináza C c

4 x Normální účinek = 4 x x Množství inzulínu „x“ 4 receptory zesílí podnět 4 -krát c

4 x x 2 x x INZULÍNOVÁ REZISTENCE c

4 x x 2 x x: 2 Snížená účinnost inzulínu c

4 x x 2 x x: 2 4 x 4 (x: 2) c

Inzulínová rezistence Snížená účinnost inzulínu Hyperinzulinémie 4 x 4 (x: 2) c

4 x x 4 x 4 (x: 2) c

4 x 4 x normoinzulinémie x 4 x 4 x hyperinzulinémie 4 (x: 2) c

NORMÁLNÍ! Ale jaká je glykémie? c

Trénink snižuje klidovou produkci inzulínu, ale u trénovaných osob je pokles inzulínu v průběhu zatížení menší než u osob netrénovaných c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - glukagon • Regulace 1. Inhibice hyperglykémií, stimulace hypoglykémií (opak inzulínu), 2. Inhibice sacharidy a tuky v potravě, inzulínem a somatostatinem 3. Stimulace adrenalinem (stres), kortizolem, střevními hormony, aminokyselinami z potravy a vagem • Účinek Glykogenolytický, glukoneogenetický, lipolytický a ketogenní (stimulace adenylcyklázy a tvorba c. AMP) c

c

Glukagon u trénovaných osob stoupá v průběhu zátěže méně než u osob netrénovaných c

glukagon inzulín glykémie c

Langerhansovy ostrůvky pankreatu - somatostatin inhibuje sekreci inzulínu a glukagonu přímo v Langerhansových ostrůvcích („šetří“ A a B buňky) c

Diabetes mellitus • Vysoká glykémie • Překročení ledvinového „prahu“ sacharidů = velká exkrece cukrů ledvinami (glykosurie) • Vzestup osmotického tlaku moči = redukce zpětné sekrece vody = zvýšení objemu moči (polyurie) = žízeň (polydipsie) Léčení: • Inzulín • Dieta • Pohyb c

Vysoká inzulinémie (např. po aplikaci velké dávky inzulínu) vede k hypoglykémii Důsledkem je nedostatek glukózy v mozkových buňkách = desorientace, později hypoglykemické koma c

Glukagon Nedostatek se nevyskytuje Nadbytek = slabý diabetes (jako nedostatek inzulínu), je často spojen se stresem, chronickým onemocněním jater a ledvin. Doprovází často diabetes mellitus (zesiluje jeho příznaky) c