Глава 3. Эндокринная часть поджелудочной железы (островки лангерганса, гормоны, их функция, эффекты, механизм действия)

Поджелудочная железа состоит из двух функционально различных частей: экзокринной и эндокринной. В экзокринной части, которая составляет 97—98% массы железы, вырабатываются пищеварительные ферменты. Эндокринная часть представлена островками клеток, которые вкраплены в экзокринную часть. В поджелудочной железе сотни тысяч островков (2—3% общей массы железы).

Островки Лангерганса состоят из четырех видов клеток, которые вырабатыва­ют глюкагон (А (альфа)-клетки), инсулин (В (бета)-клетки, соматостатин (D (дельта)-клетки) и панкреатический полипептид (РР) (F-клетки) (табл.1).

БИОСИНТЕЗ ИНСУЛИНА

Ген инсулина локализуется в коротком плече 11-й хромосомы. Предшественником

Рис.1Созревание молекулы инсулиниа

Схема 2.Схема биосинтеза инсулина и секреторного механизма бета-клеток.

молекулы инсулина является препроинсулин, который синте­зируется в эндоплазматическом ретикуломе В-клеток. Сразу же, под влиянием протеолитических энзимов, препроинсулин превращается в проинсулин и транс­портируется в аппарат Гольджи, где запасается в виде гранул. Там же протеолитические энзимы расщепляют проинсулин в равных количествах на инсулин и С-пептид, с остатком небольшого количества проинсулина.

Проинсулин состоит из 86 аминокислот, в виде одной цепи с молекулярным весом (MB) 9000. В него входят А- и В-цепи инсулина и соединяющий их С-пеп­тид. Проинсулин имеет слабо выраженную биологическую активность, секретируется в кровь в небольших количествах (3—5% иммунореактивного инсулина в плазме крови). С-пептид, соединяющий А - и В-цепи инсулина в проинсулине, состоит из 31 аминокислоты в виде одной цепи. Он не обладает биологической активностью, и освобождается в кровь в равных количествах с инсулином. В связи с этим по кон­центрации С-пептида в плазме крови можно судить о синтетической и секретор­ной активности В-клеток островков. Период полураспада С-пептида в 3—4 раза длиннее, чем инсулина, так как он не катаболизируется в печени. Поэтому в базальном состоянии (натощак) концентрация С-пептида в плазме крови значитель­но превышает концентрацию инсулина (в 10—15 раз).

Инсулин состоит из 51 аминокислоты в виде двух цепей, соединенных двумя дисульфидными мостиками. Короткая цепь, или цепь А, состоит из 21 аминокис­лоты, и цепь В, или длинная цепь,— из 30 аминокислот. Один дисульфидный мос­тик расположен между седьмыми аминокислотами обеих цепей, другой соединяет 20-ю аминокислоту короткой цепи и 19-ю аминокислоту длинной цепи. Кроме того, в короткой цепи инсулина имеется дисульфидный мостик между 6-й и 11-й аминокислотами. Молекулярный вес человеческого инсулина 5808. У взрослого человека секретируется в кровь 30—40 ЕД инсулина в сутки. Пери­од полураспада составляет 2—3 мин. Катаболизм происходит главным образом в печени и в почках.

Базальная сек­реция инсулина — это секреция его в кровь в отсутствие стимулов, т. е. натощак, при голодании и при уровне глюкозы крови 3,2—5,5 ммоль/л (54—100 мг/дл). Такая концентрация глюкозы в плазме крови не стимулирует секрецию инсулина, она необходима для поддержания базальной секреции инсу­лина.

Стимулированная секреция инсулина происходит в ответ на экзогенные стиму­лы. Наиболее мощным стимулятором секреции инсулина является глюкоза. Меха­низм ее действия точно не установлен. Полагают, что в В-клетках секрецию инсу­лина стимулируют метаболиты глюкозы, которые действуют через кальций, спо­собствуя выходу последнего из микротрубочек клеток. Кальций стимулирует выход С-пептида и инсулина из аппарата Гольджи и секрецию их в плазму крови путем экзоцитоза. Возможно, что действие глюкозы в В-клетках на кальций связа­но с активацией ею циклическим аденозин монофосфатом (цАМФ).

Секрецию инсулина, но в меньшей степени, стимулируют аминокислоты, в частности лейцин, вагусные влияния, препараты сульфонилмочевины.

Стимулированную глюкозой секрецию инсулина увеличивают кишечные гор­моны: холецистокинин, секретин, гастрин; аминокислота аргинин, β адренергические стимулы. Тормозят секрецию инсулина а-адренергические стимулы, катехоламины, соматостатин и некоторые лекарства: колхицин, винбластин, фенитион.

Две фазы стимулированной секреции инсулина: начальную (короткую) и медленную (длительную). Начальная фаза (следствие выхода в кровь запасенного в гранулах инсулина) продолжается в течение первых 10 мин от начала еды, затем секреция инсулина снижается и вновь медленно повышается, достигая максимума через 30—45 мин после начала стимуляции его секреции (секреция вновь синтезированного инсулина).

У здоровых лиц уровень стимулированного (постпищевого) инсулина в плазме крови редко превышает 690 пмоль/л (100 нг/мл).

Распад. Около 40% инсулина (по данным некоторых авторов, 15-20%) инактивируется почками. Гормон фильтруется в клубочках, а в проксимальных канальцах почти полностью реабсорбируется и разрушается протеолитическими ферментами.