Познание мира

1. Поджелудочная железа — это железистый орган в верхней средней части, однако она выполняет функции двух органов в одном: экзокринного органа, связанного с желудком, и эндокринного органа, доставляющего гормоны.
2. Работая как экзокринный орган, поджелудочная железа выделяет катализаторы для разделения белков, липидов, сахаров и нуклеиновых кислот в процессе питания.
3. Работая как эндокринный орган, поджелудочная железа выделяет гормоны инсулин и глюкагон для контроля уровня глюкозы в течение дня.
4. Обе эти разные способности важны для выносливости тела.
5. Они создаются определенной тканью в поджелудочной железе, а затем выводятся на тонкий каркас и попадают в печень посредством венозной диссеминации на входе.
6. Специфическая ткань называется островками Лангерганса. 

В этих островках различают четыре типа клеток.

1. Клетки А — отвечают за выработку глюкагона (25% всех островковых клеток).
2. В-клетки — отвечают за выработку инсулина (60% всех островковых клеток).
3. D-клетки — отвечают за выработку соматостатина (10% всех островковых клеток).
4. F-клетки — отвечают за продукцию полипептидов поджелудочной железы (5% всех островковых клеток).

Островки Лангерганса берут на себя важную роль в переваривании крахмала и, следовательно, в абсорбции глюкозы в плазме. Это включает в себя:

1. Гликолиз — анаэробное превращение глюкозы в лактат. Происходит в эритроцитах, мозговом веществе, почках и скелетных мышцах.
2. Гликогенез — синтез гликогена из глюкозы. Глюкоза хранится (в печени, мышцах) в форме гликогена, и это служит для поддержания постоянной концентрации глюкозы в плазме.
3. Гликогенолиз — распад гликогена до глюкозы.
4. Глюконеогенез — производство глюкозы из молекул, не содержащих сахара (аминокислоты, лактат, глицерин).
5. Липолиз — расщепление триацилглицеринов на глицерин и свободные жирные кислоты.
6. Липогенез — синтез триацилглицеринов.

Функция

1. Гормоны поджелудочной железы отвечают за хранение жира и глюкозы в виде гликогена после еды.
2. Позволяет мобилизовать запасы энергии из-за недостатка пищи, стресса и физической активности.
3. Поддерживайте постоянную концентрацию глюкозы в плазме.
4. Способствует росту.

Инсулин

Состав

Инсулин — это пептид, который содержит α-цепь длиной 21 аминокислоту, связанную с β-цепью из 30 аминокислот через два дисульфидных мостика. Предшественником инсулина является препроинсулин, который содержит сигнальную последовательность, которая далее удаляется в эндоплазматическом ретикулуме, превращая предшественник в его прогормон, называемый проинсулином. Проинсулин превращается в инсулин после удаления С-пептида из прогормона.

Рецептор инсулина состоит из 2 внеклеточных α-субъединиц и двух трансмембранных β-субъединиц. Когда инсулин находится рядом с рецептором, он связывается с α-субъединицами рецептора. Это связывание приводит к аутофосфорилированию β-субъединиц рецептора инсулина. Эти β-субъединицы затем действуют как рецепторные тирозинкиназы, которые фосфорилируют субъединицы рецептора инсулина. Затем сигнал распространяется вниз по течению к внутриклеточным белкам.

Регулирование

Инсулин в основном секретируется в ответ на повышение уровня глюкозы в крови. Более высокий уровень глюкозы вызывает то, что глюкоза попадает в В-клетки и превращается в глюкозо-6-фосфат. Это создает цитозольный АТФ и приводит к закрытию АТФ-управляемых K + -канаается и задействует экзоцитоз инсулина и повторное открытие K + каналы.

Секреция инсулина стимулируется во время пищеварения за счет ацетилхолина (блуждающий нерв), гастрина, секретина. Некоторые аминокислоты, такие как аргинин и лейцин, также стимулируют секрецию, а также свободные жирные кислоты и некоторые стероидные гормоны. Секреция подавляется адреналином и норадреналином. Они активируются при обнаружении гипогликемии центральными каналами хеморецепторов и затем деполяризации.

Деполяризация вызывает открытие потенциалзависимых каналов Ca ^2+, и уровень цитозольного Ca ²⁺ повышается и инициирует экзоцитоз инсулина и повторное открытие каналов K ⁺. Секреция инсулина стимулируется во время пищеварения за счет ацетилхолина (блуждающий нерв), гастрина, секретина.

Некоторые аминокислоты, такие как аргинин и лейцин, также стимулируют секрецию, а также жирные кислоты и некоторые стероидные гормоны. Секреция подавляется адреналином и норадреналином. Они вводятся в действие при гипогликемии распознается фокальных хеморецепторы каналами и потом к деполяризации, которая приводит к напряжению закрытого Ca ²⁺ каналы открытия и уровень цитозольного Ca ²⁺ поднимается и инициирует экзоцитоз инсулина и повторного открытия K ⁺ каналов.

Секреция инсулина стимулируется во время пищеварения за счет ацетилхолина (блуждающий нерв), гастрина, секретина. Секреция инсулина стимулируется во время пищеварения за счет ацетилхолина (блуждающий нерв), гастрина, секретина.

Функция

Инсулин обладает анаболическим и липогенным действием. Накопление глюкозы в печени стимулируется, а также активирует ферменты, способствующие гликолизу и гликогенезу. Кроме того, он способствует усвоению и хранению аминокислот в виде белков и способствует росту. Инсулин также увеличивает количество GLUT-4.

(Транспортеры глюкозы присутствуют в скелетных миоцитах, так что глюкоза может проникать в клетку. Глюкоза может перемещаться в клетку двумя разными способами. Один — с натрием в качестве вторичного активного транспорта, а другой — через перенос глюкозы, облегчая диффузию).

Инсулин поражает многие органы.

• стимулирует волокна скелетных мышц;
• принять глюкозу и превратить ее в гликоген;
• забирает аминокислоты из крови и превращает их в белок;
• действует на клетки печени;
• стимулируя их поглощать глюкозу из крови и превращать ее в гликоген;
• ингибирование продукции ферментов, участвующих в расщеплении гликогена, ингибирование «глюконеогенеза», то есть преобразование жиров и белков в глюкозу;
• действует на жировые клетки, стимулируя усвоение глюкозы и синтез жира;
• действует на клетки гипоталамуса, снижая аппетит.

В таких обстоятельствах инсулин активирует эти эффекты путем связывания с рецептором инсулина трансмембранного белка, встроенного в клеточную мембрану реагирующих клеток.

Подводя итог, конечный продукт этих реакций:

1. Способность растворимых добавок, удерживаемых из пищеварительной системы, превращаться в нерастворимые, богатые жизненной силой вещества (гликоген, белок, жир).
2. Падение уровня сахара в крови.

Глюкагон

Состав

Глюкагон — это пептид, производный от проглюкагона (гликентина). Секреция глюкагона стимулируется аминокислотами, аргинином и аланином из расщепленных белков и, кроме того, гипогликемией из-за физических упражнений и симпатических движущих сил. Выделению препятствуют глюкоза, соматостатин и высокие концентрации свободных жирных кислот в плазме.

Функция

Глюкагон в основном противодействует инсулину. Сигнал от рецептора глюкагона распространяется через цАМФ. Глюкагон увеличивает гликогенолиз в печени, стимулирует глюконеогенез за счет лактата, деградацию белка и липолиз. Его основная роль — поддерживать регулярную концентрацию глюкозы между приемами пищи, чтобы обеспечить постоянное снабжение энергией.

Соматостатин

Соматостатин высвобождается в ответ на более высокие концентрации глюкозы и аргинина в плазме. Через паракринные пути подавляет высвобождение инсулина, а также секрецию глюкагона. Во время дефицита глюкозы этот процесс не происходит из-за высвобождения катехоламинов, подавляющих секрецию соматостатина.

Полипептид поджелудочной железы

F-клетки островков секретируют полипептид поджелудочной железы из 36 аминокислот, который снижает аппетит. Функция заключается в саморегуляции секреции поджелудочной железы (эндокринной и экзокринной). Также влияет на уровень гликогена в печени и секрецию желудочно-кишечного тракта. Его секреция у людей увеличивается после белковой пищи, голодания, физических упражнений и острой гипогликемии и снижается соматостатином и внутривенным введением глюкозы.

Сахарный диабет

Сахарный диабет — это эндокринное заболевание, для которого характерно множество признаков и симптомов. Основными из них являются:

1. Неспособность почки эффективно восстанавливать глюкозу целиком, что приводит к переполнению глюкозы с мочой
2. В результате повышается уровень мочи из-за осмотического эффекта глюкозы.

Существует три категории сахарного диабета:

1. Тип 1.
2. Тип 2.
3. Наследственные формы сахарного диабета.

Сахарный диабет 1 типа

• проявляется в значительной степени низким уровнем инсулина или его отсутствием;
• чаще всего проявляется в молодости;
• происходит в результате уничтожения бета-клеток островков;
• аннигиляция является результатом атаки иммунной системы на бета-клетки;
• что вызывает это нападение, остается загадкой.

Одна перспектива: пептиды, полученные из инсулина, могут присоединяться к случайным пептидам, образуя «неоантиген»; то есть антиген, который отсутствовал, когда повышалась устойчивость к аутоантигенам. Диабет 1 типа сдерживается осторожными инфузиями инсулина.

Долгое время использовался инсулин, удаленный из органов коров и свиней. Тем не менее, свиной инсулин отличается от человеческого инсулина на одну едкую аминокислоту, мясной инсулин на три. Хотя оба они работают у людей, снижая уровень глюкозы, они воспринимаются невосприимчивой структурой как «чужие» и вызывают у пациента реакцию противодействия, которая ослабляет их воздействие и требует более высоких дозировок.

Это можно решить следующими способами:

1. Превратить свиной инсулин в человеческий инсулин, удалив одну аминокислоту, вызывающую коррозию, которая их распознает, и заменив ее человеческой адаптацией. Эта методология дорогостоящая, поэтому теперь поддерживаемая методология.
2. Вставьте человеческий ген инсулина в  E. coli  и вырастите рекомбинантный человеческий инсулин в культуральных резервуарах. Инсулин не является гликопротеином, поэтому кишечная палочка может производить полностью полезные частицы. Также используются дрожжи.
3. Инновации в области рекомбинантной ДНК также сделали возможным создание незначительно измененных типов человеческого инсулина, которые работают быстрее или медленнее, чем стандартный человеческий инсулин.

Инъекции инсулина нужно делать осторожно. Инъекции после чрезмерной активности или спустя долгое время после обеда могут снизить уровень глюкозы до опасно низкого уровня, вызывая реакцию инсулина.

Пациент становится вспыльчивым, истощенным и может потерять сознание. В случае, если пациент еще осознает, если дать ему источник сахара (например, сладкого) через рот, как правило, проблема быстро решается. Иногда используются инъекции глюкагона.

Сахарный диабет 2 типа

У многих людей сахарный диабет 2 типа развивается без снижения уровня инсулина (во всяком случае с самого начала). Как правило, проблема создает впечатление неспособности передать адекватное количество переносчиков глюкозы в плазматическую мембрану (и Т-систему) их скелетных мышц.

Обычно в этот момент инсулин связывается со своим рецептором на поверхности клетки и запускает цепочку событий, которая вызывает включение в плазменную пленку увеличенных количеств трансмембранного переносчика глюкозы (называемого GLUT4). Этот транспортер формирует сеть, которая позволяет облегчить диффузию глюкозы в клетку.

Скелетные мышцы — это основной «сток» для удаления избыточной глюкозы из крови (и превращения ее в гликоген). При СД2 способность пациента выводить глюкозу из крови и превращать ее в гликоген может составлять всего 20% от типичной. Это называется инсулинорезистентностью.

Любопытно, что чрезмерные жизненно важные упражнения, по-видимому, укрепляют роль переносчика глюкозы в скелетных мышцах, и это может прояснить, почему СД2 становится все более регулярным у людей, которые живут роскошной жизнью.

СД2 обычно возникает у взрослых и в основном у людей с ожирением. Однако за последние пару лет в США частота диабета 2 типа у детей выросла до 20% от всех недавно проанализированных случаев.

Некоторые лекарства, которые можно принимать внутрь, помогают восстановить контроль над глюкозой у пациентов с СД2.

В любом случае, в конце периода болезни, пациентам может потребоваться начать прием инсулина. Это похоже на то, как после длительного откачивания инсулина с конечной целью преодолеть инсулиновую непроходимость пациента, β-клетки истощаются.

Наследственные формы сахарного диабета

Несколько случаев диабета являются результатом мутировавших генов, полученных от одного из двух родителей. Примеры:

• мутантный наследуемый фактор для того или иного фактора транскрипции, необходимого для транскрипции гена инсулина;
• изменения в одном из двух дубликатов качества, кодирующего рецептор инсулина. У этих пациентов, по большей части, очень высокий уровень инсулина, но с несовершенными рецепторами. Мутировавшие рецепторы:
  • может не получиться точно сочленяться на клеточной поверхности;
  • возможно, не удалось передать оперативный знак внутрь камеры;
• мутировавшая разновидность гена, кодирующего глюкокиназу;
• мутации наследуемого фактора, кодирующего часть калиевых каналов в клеточной мембране β-клетки. Каналы не могут закрыться надлежащим образом, в результате чего клетка становится гиперполяризованной и блокирует секрецию инсулина;
• изменения некоторых свойств митохондрий, которые уменьшают выделение инсулина β-клетками. Эти недуги передаются от матери, поскольку в подготовленном яйце проходят только ее митохондрии.

Хотя симптомы обычно появляются в детстве или подростковом возрасте, пациенты с приобретенным диабетом отличаются от большинства молодых людей с СД2.

Амилин

Амилин — пептид из 37 аминокислот, который также выделяется β-клетками поджелудочной железы.

Некоторые из его действий:

• подавляет секрецию глюкагона;
• замедляет очищение желудка;
• посылает в мозг сигнал о насыщении.

Все его действия в целом увеличивают такие действия, как инсулин, уменьшая уровень глюкозы в крови.

Произведенный тип амилина с модификацией используется при лечении T2D.