Medical knowledge | Endocrinology » Dr. Miklós Zsuzsanna - A hasnyálmirigy endokrin funkciói, az intermedier anyagcsere hormonális szabályozása

A hasnyálmirigy endokrin funkciói - az intermedier anyagcsere hormonális szabályozása Dr. Miklós Zsuzsa Energiaforgalom • Az egyensúlyi állapotot fenn kell tartani Az energia bevitel mindig meg kell egyezzen az energia leadással. szénhidrátok fehérjék zsírok Az egyes tápanyagok elégetéséhez adott mennyiségű oxigén szükséges. Energiafelhasználás • Nyugalmi metabolikus érték – BMR - szintetikus és lebontási kémiai reakciók - kémiai és elektromos grádiens létrehozása - mechanikus munka, hőveszteség, ingerületvezetés • Táplálkozás-indukálta hőtermelés • Fakultatív hőtermelés • Fizikai aktivitás Energiatermelés • A fő energiaforrás: ATP - Szénhidrátok lebontása (glukóz, fruktóz, galaktóz) Anaerób fázis Aerób fázis - Zsírok lebontása (zsírsavak) β-oxidation - Fehérjék lebontása – a hidrolízis aminosavakat eredményez A citromsav ciklus köztes termékei keletkeznek Respirációs

Kvóciens (RQ) • RQ = keletkezett szén-dioxid / felhasznált oxigén RQ = 1, ha szénhidrátok oxidálódnak (glukóz) RQ = 0.7, ha zsírok oxidálódnak (palmitoil sav) RQ = 0.8, ha aminosavak oxidálódnak (átlag érték) Az egyes szövetek szerepe a szénhidrátok átalakulásában és raktározásában glukóz bél glukóz glikogén aminosav laktát máj glicerin FFA glicerin aminosav triglicerid protein glukóz glikogén zsírszövet vázizom laktát laktát laktát CO2+ H2O glukóz glukóz agy glukóz vvt Az egyes szövetek szerepe a lipidek átalakulásában Cholesterol, bile acids liver intestine FFA LDL cholesterol VLDL chilomicrons HDL remnants+IDL lipoprotein endothelium lipase FFA adipose tissue esterified cholesterol muscles LCAT HDL all cells free cholesterol A pancreas szigetsejtjei • kb. 1 millió Langerhans-sziget • a pancreas tömegének 1-1,5%-át teszik ki • a pancreas vérellátásának 10 %-át kapják

65% β-sejt – inzulin 25% α-sejt – glukagon 10% δ-sejt – szomatosztatin 1-2% PP-sejt – pancreas polipeptid A pancreas szigetsejtjei β-sejtek α-sejtek δ-sejtek A Langerhans-szigetek működésének integratív szabályozása β-sejt inzulin - - + α-sejt glukagon + - δ-sejt szomatosztatin Sertés proinzulin felépítése A β-sejt szekréciója I. Inzulin • Tárolása: a szekréciós granulumban cinkatomokkal hexamert képez. • Szállítása a plazmában: momomerként, fehérjéhez nem kötődik. • Szekretált mennyisége: 30-40 egység/nap. Ennek 50%-át a máj az első áthaladás során felveszi, 50%-a jut a perifériás szövetekhez. • Metabolizmus helye: máj, vese. • Metabolizmus módja: az A és B lánc közti diszulfidhidak bontása. • Plazma felezési ideje: 5 perc. A β-sejt szekréciója II. Proinzulin • A szekrétum kb 5%-a • Bioaktivitása 5-10%-a az inzulinénak • Plazma felezési ideje 15 perc C-peptid

• Az inzulinnal azonos mennyiségben szekretálódik • Biológiailag inaktív • A vesében ürül, változatlan formában • Plazma felezési ideje 30 perc glukóz GLUT-2 glukóz foszfolipáz C ATP-érzékeny K+-csatorna ATP K+ K+ ADP+P CO2 + H2O depolarizáció inozitol-triszfoszfát diacilglicerol adenilát-cikláz cAMP protein kináz C protein kináz A Ca2+ ↑ Ca2+ feszültségfüggő Ca2+-csatorna Az inzulin szekrécióját fokozó hatások ATP-szint növelése szénhidrátok: glükóz, galaktóz, mannóz aminosavak: arginin, lizin, leucin, alanin cAMP-szint növelése glukagon glukagon-like peptid gasztrikus inhibitoros polipeptid szekretin foszfolipáz C aktiválása kolecisztokinin acetilkolin (vagusstimuláció) Az inzulinszekrécióhoz szükséges: K+, Ca2+ Az inzulin szekrécióját gátló hatások ATP-függő K+-csatornák nyitása leptin cAMP-szint csökkentése adrenalin prosztaglandin E2 szomatosztatin interleukin-1 leptin

éhezés fizikai terhelés hypokalaemia hypocalcaemia Az inzulinszekréció szabályozása Az inzulinszekréció szabályozása Az inzulinhatás mechanizmusa Insulin binding S α S S plasma membrane β S β S S α autophosphorilation to active tyrosine kinase Phosphorilation Activate serine kinases Activate phosphoprotein phosphatases Phosphorilation Dephosphorilation Activate target enzymes Activate target enzymes Az inzulin hatásai a sejtekben insulin glucose amino acids glut-4 glucose Insulin receptor substrate amino acids proteins Activation deactivation glycogen pyruvate FFA Changes in levels of mRNAs potassium phosphate magnesium Az inzulin hatása a máj szénhidrát-anyagcseréjére glukóz glikogén glukóz-6-foszfatáz glukokináz glukóz-6-foszfát foszforiláz glikogén-szintáz glukóz-1-foszfát fruktóz-6-foszfát fruktóz-1,6-bifoszfatáz foszfofruktokináz fruktóz-1,6-difoszfát foszfoenolpiruvát PEP-karboxikináz

piruvát-kináz oxálacetát piruvát-karboxiláz piruvát piruvát-dehidrogenáz acetil-CoA laktát Az inzulin hatása a máj lipid-anyagcseréjére trigliceridek glicerol-foszfát acetil-CoA-karboxiláz zsírsav-szintáz malonil-CoA FFA-CoA acetil-CoA karnitin-aciltranszferáz hidroximetilglutaril-CoA HMG-CoA-reduktáz mevalonát koleszterin FFA-karnitin karnitin-aciltranszferáz FFA-CoA acetoacetil-CoA ketontestek Az inzulin hatása a vázizmok anyagcseréjére GLUT-4 glukóztranszporter glikogén glikogén-szintáz glukóz glukóz piruvát acetil-CoA piruvát-dehidrogenáz lipoprotein-lipáz FFA proteinek aminosavak FFA aminosavak lipoproteinek Az inzulin hatása a zsírszövet anyagcseréjére GLUT-4 glukóztranszporter glukóz glukóz gliceraldehid-foszfát gliceraldehid-foszfát-dehidrogenáz α-glicerofoszfát trigliceridek hormonszenzitív lipáz FFA FFA lipoprotein-lipáz lipoproteinek Az inzulin anyagcserehatásai VÁZIZOM ZSÍRSZÖVET glikogén

fehérjék trigliceridek glukóz FFA aminosavak glikogén ↓ glukóz ↓ FFA ↓ ketontestek ↓ aminosavak glukóz piruvát MÁJ ketontestek Az inzulin hatása a szérum elektrolitszintekre Csökken a sejtmembrán Na+- és K+-permeabilitása. A Na+ permeabilitása nagyobb mértékben csökken, ezért a sejt hiperpolarizálódik. Fokozódik a vesetubulusokban a Na+, K+, és foszfát reabszorpciója. Fokozódik a máj- és izomsejtek K+-felvétele, a szérum K+-koncentráció csökken. A glukagon szekréciójának szabályozása A glukagon szekrécióját serkentő anyagok: aminosavak kolecisztokinin gasztrin A glukagon szekrécióját gátló anyagok: glukóz FFA inzulin szomatosztatin GLP-1 szekretin A glukagon hatása a máj szénhidrát-anyagcseréjére glikogén glukóz glukóz-6-foszfatáz glukokináz glukóz-6-foszfát foszforiláz glikogén-szintáz glukóz-1-foszfát fruktóz-6-foszfát fruktóz-1,6-bifoszfatáz foszfofruktokináz fruktóz-1,6-difoszfát

foszfoenolpiruvát PEP-karboxikináz piruvát-kináz oxálacetát piruvát-karboxiláz piruvát acetil-CoA laktát A glukagon hatása a máj lipid-anyagcseréjére trigliceridek acetil-CoA-karboxiláz malonil-CoA acetil-CoA glicerol-foszfát FFA-CoA karnitin-aciltranszferáz hidroximetilglutaril-CoA HMG-CoA-reduktáz mevalonát koleszterin FFA-karnitin karnitin-aciltranszferáz FFA-CoA acetoacetil-CoA ketontestek A glukagon anyagcserehatásai ZSÍRSZÖVET VÁZIZOM trigliceridek glukóz FFA aminosavak ↑ glukóz ↑ FFA ↑ ketontestek ↓ aminosavak glikogén glukóz glukóz prekurzorok MÁJ ketontestek Az inzulin/glukagon moláris arány változásai a vérben fiziológiás körülmények között állapot inzulin/glukagon arány bőséges, szénhidrátdús étkezés 70 kisebb étkezés 7,0 reggel, étkezés előtt 2,3 csekély szénhidráttartalmú diéta 1,8 intenzív sportteljesítmény < 0,5 éhezés 0,4 A tápanyagellátás

szabályozása éhezésben inzulin glukagon GH ↓ ↑ ↑ proteolízis proteinszintézis ↑ ↓ vázizom glukoneogenezis glikogenolízis glikogénszintézis zsírsav-oxidáció ketontestképzés ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ máj ↑ lipolízis trigliceridszintézis ↓ zsírszövet A vérplazmában lévő tápanyagok koncentrációja (mmol/l) posztabszorptív állapotban és éhezés során glukóz FFA acetecetsav posztabszorptív 4,5 0,5 0,01 0,01 4,5 1 hetes éhezés 4,5 1,5 1,0 4,0 4,5 5 hetes éhezés 4,49 2,0 1,1 6,7 3,1 βOHvajsav aminosav A leptin fiziológiás hatásai A zsírszövetben termelődő hormon. Szintézisének fő ingere a zsírraktárak telítettsége. A neoropeptid Y szint csökkentése révén a hypothalamusban csökkenti az éhségérzetet. Emberben a leptinhiány okozta elhízás igen ritka. A kórosan kövér emberek többségében leptinrezisztencia áll fenn. Az adrenalin anyagcserehatásai VÁZIZOM ZSÍRSZÖVET glukóz

glikogén trigliceridek glukóz FFA laktát glikogén glukóz ↑ glukóz ↑ FFA ↑ ketontestek glukóz prekurzorok MÁJ ketontestek A kortizol anyagcserehatásai VÁZIZOM ZSÍRSZÖVET glukóz fehérjék trigliceridek glukóz FFA aminosavak ↑ glukóz ↑ FFA ↑ ketontestek ↑ aminosavak glikogén glukóz glukóz prekurzorok MÁJ ketontestek A vérplazma tápanyagszintjének szabályozása felszívódás glukóz 4,5 mM T4 + glikogenolízis katekol., G + I − kort., G + I − I+ kort., I + energiafelhasználás felszívódás aminosav 4,5 mM FFA 0,5mM glukoneogenezis I+ glikogén triglicerid proteolízis kort. + I − kort., G + I − glukoneogenezis GH, I + protein szintézis felszívódás lipolízis energiafelhasználás G, GH, katekol. + I − I+ energiafelhasználás triglicerid szintézis Vércukorvizsgálat Vércukor-meghatározást vénás plazmából, enzimatikus eljárással végeznek. Az éhomi vércukorszint értékelése:

normál IGT diabetes mellitus ─ ─ ─ < 6,1 mmol/l 6,1 – 7,0 mmol/l > 7,0 mmol/l Glukóztolerancia-teszt • Reggel, 10-16 óra koplalás után végezhető. • A vizsgálatot megelőző 3 nap min. 150 g/nap szénhidrátot kell fogyasztani. • A teszt során 75 g glukózt 250-300 ml vízben feloldva 5 perc alatt kell elfogyasztani. A kétórás glukózszintek értékelése: normál IGT diabetes mellitus ─ ─ ─ < 7,8 mmol/l 7,8 – 11,1 mmol/l > 11,1 mmol/l Egészséges és kóros glukózterhelési görbe A diabeteses szervezet anyagcseréje VÁZIZOM ZSÍRSZÖVET glikogén fehérjék trigliceridek glukóz glicerol aminosavak glikogén glukóz ↑ glukóz ↑ FFA ↑ ketontestek FFA glukóz prekurzorok MÁJ ketontestek A diabétesz típusai IDDM (I) NIDDM (II) A diabéteszes keringési elégtelenség és kóma kialakulása