Pancreasul și Insulina

Pancreas-ul este un organ din aparatul digestiv şi endocrin care îndeplineşte două funcţii majore: exocrină ( produce sucul pancreatic care conţine enzime digestive) şi endocrină ( produce mulţi hormoni importanţi,incluzând şi insulina).

Pancreasul este format din:

1. coada pancreasului

2. corpul pancreasului

3. canal pancreatic principal

4. canal accesor

Topografie şi funcţii

Este o glandă situată sub stomac, de formă alungită, cu o greutate de circa 70 g. Are atât

o secreţie externă (exocrină) necesară digestiei, cât şi o secreţie internă (endocrină) necesare în reglajul glicemiei. Secreţia externă numită şi suc pancreatic, se varsă în intestinul subţire. Acţiunea lui influenţează în special substanţele adipoase. Este bogat în enzime: amilaza (care transformă glucidele în glucoză), maltaza (maltoza, în glucoză), tripsina (care scoate aminoacizii pe rând din protide şi peptide), lipaza (grăsimile cu acizi graşi şi glicerina), carbonaţi şi bicarbonaţi de Na, care dau alcalinitatea sucului pancreatic. Secreţia internă este insulina, care reglează cantitatea de zahăr din sânge, reţinând surplusul de glucoză sub formă de glicogen, la nivelul ficatului. Lipsa insulinei duce la o boală foarte gravă, numită diabet zaharat. Pancreasul secretă enzime vitale pentru organism. În caz că se consumă multe alimente prelucrate industrial, se solicită dirijarea unui număr mare de enzime în stomac şi intestin. În felul acesta, este compromisă imunitatea, prin scăderea aportului enzimatic al funcţiilor imunitare. Enzimele au multiple roluri: de rupere a alimentelor în bucăţi mai mici; determină lanţul reacţiilor chimice care duc la nutrienţi; sintezInsulina este un hormon, secretat de insulele lui Langerhans, ce participă la metabolismul glucidelor. Insulina are o acţiunea antagonistă glucagonului.

Structura insulinei

Insulina este un hormon, ce este compus din 2 lanţuri peptidice, formate din 20 - 30 aminoacizi, unite între ele prin 2 legături bisulfidice. Moleculele de insulină sunt asemănătoare la mamifere, astfel încât mulţi bolnavi de diabet sunt trataţi cu insulină extrasă de la porci. Aceste molecule tind să formeze dimeri în soluţie.

Insulina este o proteină mică cu masa de 5734 daltoni şi cuprinde 51 resturi aminioacidice.Este alcătuită din două lanţuri, un lanţ A (cu 21 resturi aminoacidice) şi unul B (cu 30 resturi aminoacidice) legate prin două punţi disulfurice (A7-B7 şi A20-B19); o a treia legătură disulfurică leagă restul Cys-A6 cu Cys-A11.Insulinele altor specii diferă de cea umană.Diferenţa cea mai mică există între insulina umană şi cea de porc, acesta deosebindu-se numai prin natura restului C-terminal al lanţului B.La om este treonina, la porc alanina.Insulina de porc din care s-a detaşat treonina terminală este practic lipsită de antigenicitate şi este folosită în tratamentul diabetului.Prin tehnologia ADN recombinant s-a obţinut insulina umană pentru uz terapeutic. Insulina formează cu ionii Zn2+ agregate, dimeri, tetrameri, hexameri.În pancreas insulina se află sub formă de hexameri.Forma activă circulantă este probabil monomerul.

Sinteza insulinei

Insulina este sintetizată în insulele lui Langerhans, pancreas, de către celulele-beta. Sinteza acesteia cuprinde câteva etape:

1. După gena insulinei, aflată în cromozomul al 11-lea, se formează ARN-ul corespunzător;

2. după mARN-ul dat (ARN mesager), este translat un lanţ peptidic, care introdus în reticulul endoplasmatic, se transformă în proinsulină;

3. după expunerea proinsulinei la unele endopeptidaze, apare forma matură a insulinei.

Insulina, ca şi alte proteine secretorii, este sintetizată sub forma unui precursor, pre-pro-insulină.Segmentul N-terminal, pre, cu 23 aminoacizi, peptidul semnal hidrofob are rolul de a conduce polipeptidul născând în cisternele reticulului endoplasmatic unde este îndepărtat. Proinsulina, polipeptid cu 86 resturi aminoacidice, cuprinde lanţurile A şi B ale moleculei virtuale de insulină legate prin punţi disulfurice.

Capătul N-terminal al lanţului A este legat de capătul C-terminal al lanţului B prin intermediul unui peptid de legătură.

Proinsulina este transportată din reticulul endoplasmatic în aparatul Golgi unde este transformată în insulină. Prelucrarea proinsulinei are loc sub acţiunea unei endopeptidaze care rupe două legături peptidice flancate de resturi aminoacidice bazice.Rezultă trei fragmente asupra cărora acţionează o carboxipeptidază care detaşează resturile de arginină şi lizină de la capătul C-terminal al lanţului B (din insulină) şi la peptidului de legătură. Complexitatea structurală a proinsulinei este necesară stabilirii corecte a punţilor disulfurice din insulină. Lanţurile A şi B separate nu se pot organiza spontan în molecula activă a insulinei.

Insulina, peptidul C şi o cantitate mică de proinsulină sunt încorporate în granule secretorii şi sunt eliberate împreună în circulaţie.

Reglarea secreţiei

Reglarea secretiei de insulina se face prin doua mecanisme:

- UMORAL(mecanismul principal) se realizeaza prin feedback: cresterea concentratiei de glucoza sangvina mareste secretia de insulina, iar insulina determina transportul glucozei in ficat, muschi, diverse cellule.

- NERVOS(mecanismul secundar) este declansat de variatii ale glicemiei care stimuleaza chemoreceptorii din sistemul vascular.

Acestia transmit impulsuri la centrii glicoreglarii din hipotalamus, de unde pornesc comenzi spre centrii parasimpatici ce stimuleaza secretia de insulina.

- secretia de insulina este reglata si de alti hormon cum ar fi: *adrenalina si noradrenalinao inhiba

*secretina, colecistokinina, gastrina, glucagonulo stimuleaza

*STH, cortizolul, progesteronul si estrogeniicresc secretia de insulina

Glicemia este factorul reglator principal al secreţiei de insulină.Glicemia à jeun (80-100 mg/dl) este suficientă pentru a declanşa secreţia de insulină.

Eliberarea insulinei creşte odată cu glicemia, răspunsul maxim obţinându-se la 300-500 mg/dl.