pancreas
Il pancreas endocrino comprende cordoni cellulari anastomizzati
a rete , frammisti a capillari sanguigni, diffusi nel tessuto del pancrea
il pancreas ha due funzioni distinte:
esocrina :
partecipa alla digestione degli alimenti a livello intestinale
endocrina:
produce tre ormoni da parte di alcuni gruppi cellulari isolati
detti isole del Langerhans nei quali si possono distinguere:
cellule alfa
che producono ormone glucagone
cellule beta
che producono ormone insulina
cellule delta
che regolano la funzione gastrica attraverso la gastrina?
insulina
partecipa al metabolismo di protidi,glucidi,lipidi in
particolare permette alle cellule di assumere dal sangue il
glucosio necessario alle loro funzioni
glucagone
induce la idrolisi,trasformazione del glicogeno epatico, in
glucosio reso così disponibile per le funzioni cellulari
favorisce la crescita corporea, regolato sembra
dall’ormone somatotropo GH
in particolare la regolazione della glicemia comporta la
necessità di prelevare il glucosio dai depositi per renderlo
disponibile alle cellule e la sua rimozione dal circolo
sanguigno per essere utilizzato o ritrasformato in glicogeno
di riserva(in cellule adipose,muscolari)
 la insulina
ha il compito specifico di ridurre la glicemia favorendo
l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule o la sua
trasformazione in glicogeno di riserva:
azione ipoglicemizzante
regola in parte , riducendola, la trasformazione di
protidi in glucosio
il glucagone,
insieme ad altri ormoni iperglicemizzanti,come cortisone,
adrenalina,somatotropo,tiroxina tende invece a trasformare in
glucosio il glicogeno di riserva:
azione iperglicemizzante
particolare disfunzione nella regolazione della glicemia in senso
di aumento del glucosio nel sangue si può verificare nel diabete
mellito con alcuni sintomi
tipici(glicosuria,poliuria,polidipsia,polifagia)
Lo stimolo che induce la liberazione della insulina è l’aumento
di glucosio circolante:
la insulina passando per il fegato viene in parte neutralizzata
mediante l’azione di enzimi particolari:
insulina + glutatione-insuliina-transidrogenasi >separa le due catene A-B
A B + insulinasi >> idrolisi in amminoacidi
(reazione controllata da enzima antiinsulinasi)
enzima
enzina
L’insulina favorisce la utilizzazione del glucosio facilitandone
l’entrata nelle cellule come fonte energetica o per trasformarlo
in glicogeno (cellule muscolari, epatiche)
favorisce anche la sintesi di acidi grassi a partire dal glucosio
influenzando particolari enzimi intracellulari
rende disponibili amminoacidi per la sintesi proteica trasformando
glucosio in eccesso
Stimola la entrata del potassio nelle cellule
Il glucagone induce la idrolisi del glicogeno epatico
immettendo il glucosio in circolazione
La gastrina, secreta da cellule delta e da cellule della mucosa
gastricastimola le cellule gastriche nella produzione di HCl
Fegato
glicogeno (+ glucagone) > glucosio
Cellula che richiede glucosio
insulina
glucagone
pancreas
Glucosio circolante in eccesso
Cellule muscolari-epatiche
Sintesi di glicogeno
insulina
insulina
Cortisolo-tiroxina-somatotropo
Particolare disfunzione nella regolazione della glicemia:diabete
Diabete magro, giovanile: causato da mancanza di insulina > acidosi
Cellula che richiede glucosio
Diabete grasso o dell’adulto,normoinsulinico: causato da mancata
utilizzazione della insulina presente
Cellula che richiede glucosio
Diabete dovuto a eccesso di azione iperglicemizzante per la presenza
anomala di ormoni come cortisolo, somatotropo, tiroxina
Cellula che richiede glucosio
Diabete giovanile ( ereditabile è la tendenza ad ammalarsi):
possibili cause:
mancata produzione di insulina da parte delle cellule beta:
per familiarità , tendenza a ridurre, perdere capacità di produrre insulina
sensibilità anomala ad agenti tossici, infettivi che distruggono cellule beta
formazione di anticorpi contro le cellule beta
eccessiva distruzione della insulina a livello epatico mediante insulinasi
Pancreas normale
Pancreas anomalo
Pancreas normale
Pancreas danneggiato da agenti tossici
Pancreas normale
Fegato
insulina + insulinasi >> demolita
Manifestazioni tipiche in caso di mancanza di insulina o di mancata
utilizzazione da parte delle cellule o eccesso di disponibilità
di glucosio per preponderante attività di ormoni antagonistici
della insulina, iperglicemizzanti, come cortisolo, tiroxina…
Iperglicemia:
il glucosio circolante, non potendo entrare nelle cellule
per mancata azione insulinica o per eccesso di disponibilità produce
aumento di glucosio circolante : iperglicemia ( e carenza di glucosio
all’interno delle cellule per il normale metabolismo)
Cellule che esigono glucosio : carenza, danno
glucosio
Glicosuria:
comparsa di glucosio nell’urina
(se concentrazione supera valori di circa 1.6 – 1.8 g/l
essendo mediamente di 0.6- 1.2 g/l)
Normalmente a livello dei tubuli renali tutto il glucosio viene riassorbito
(nel caso di diabete renale, compare glucosio nell’urina anche se la glicemia
è normale, per anomala capacità locale di ricambio tra tubuli e capillari):
se esiste iperglicemia, la capacità di riassorbimento normale viene
superata e quindi appare glucosio , non riassorbito, nell’urina
ultrafiltrazione
Riassorbimento totale
Riassorbimento parziale Glucosio nella urina
Poliuria e polidipsia
la eliminazione di glucosio , glicosuria, comporta anche la
eliminazione di acqua al seguito e quindi aumento della urina emessa
fino a circa 3-5 litri al giorno
poliuria
segue come effetto sull’organismo una esigenza di riidratazione
ottenuta aumentando la introduzione di liquido: senso di sete
polidipsia
La mancata disponibilità di glucosio per il metabolismo cellulare provoca
una reazione che tende ad aumentare l’apporto alimentare (per senso
di fame) :
polifagia
( ed eventuale aumento di peso per mancata
utilizzazione degli alimenti ingeriti ma non utilizzati)
obesità
Principali vie metaboliche cellulari
ed effetti dovuti a mancanza di insulina
Il glucosio, in presenza di insulina, penetra nelle cellule
viene trasformato in glucosio 6- fosfato che può seguire tre vie:
via che porta alla sintesi di glicogeno (riserva energetica)
via della glicolisi, via dei pentosi (attivato da insulina)>> fosfogliceraldeide
Fosfogliceraldeide >>> entra nella via per sintesi di trigliceridi
fosfogliceraldeide >>> via che porta ad acido piruvico >>>
Acido piruvico >>> via per sintesi di amminoacidi
acido piruvico >>> via con produzione acido ossalacetico >>>
acido piruvico >>> via che porta a acetilcoenzima-A
Acetilcoenzima – A >>> via con reazioni che coinvolgono trasformazioni
su glucidi, lipidi, protidi, glucosio, acidi grassi, glicerina, amminoacidi
in processi di sintesi, idrolisi, trasformazioni varie
Acetilcoenzina –A + acidoossalacetico >>> ciclo di Krebs >>> produzione di
ATP + CO2 + H2O ( >>> energia disponibile per cellula)
Insulina interviene in particolare nel processo dei pentosi
Nota fondamentale
le cellule hanno bisogno di energia che ricavano normalmente
utilizzando la molecola di ATP
sintetizzata in particolare in un ciclo complesso di reazioni
ciclo di Krebs
nel quale sono essenziali l’acido ossalacetico e l’acetilcoenzima-A
che derivano da reazioni che hanno generato fosfogliceraldeide
utilizzando il glucosio-6 fosfato specialmente con la via dei pentosi
il glucosio fornito alla cellula viene trasformato in CO2 + H2O
e la energia presente viene usata per la sintesi di ATP
ADP + P > ATP
Principali vie metaboliche cellulari
ed effetti dovuti a mancanza di insulina
Il glucosio, in presenza di insulina, penetra nelle cellule
viene trasformato in glucosio 6- fosfato che può seguire tre vie:
via che porta alla sintesi di glicogeno (riserva energetica)
via della glicolisi, via dei pentosi (attivato da insulina)>> fosfogliceraldeide
glicogeno
Glicolisi-pentosi
fosfogliceraldeide
Principali vie metaboliche cellulari
ed effetti dovuti a mancanza di insulina
Fosfogliceraldeide >>> entra nella via per sintesi di trigliceridi
fosfogliceraldeide >>> via che porta ad acido piruvico >>>
fosfogliceraldeide
Glicerolo+ acidi grassi > trigliceridi
Acido piruvico
Principali vie metaboliche cellulari
ed effetti dovuti a mancanza di insulina
Acido piruvico >>> via per sintesi di amminoacidi
acido piruvico >>> via con produzione acido ossalacetico >>>
acido piruvico >>> via che porta a acetilcoenzima-A
Acido piruvico
Sintesi amminoacidi > proteine
Acido ossalacetico >> Krebs >>>
Acetilcoenzima-A >> ciclo di Krebs
Principali vie metaboliche cellulari
ed effetti dovuti a mancanza di insulina
Acetilcoenzina –A + acidoossalacetico >>> ciclo di Krebs >>> produzione di
ATP + CO2 + H2O ( >>> energia disponibile per cellula)
Acetilcoenzima-A
Acido ossalacetico
ATP + CO2 + H2O
Ciclo di Krebs
glicogeno
trigliceridi
fosforogliceraldeide
Amminoacidi> proteine
Acido piruvico
Acido ossalacetico
Acetilcoenzima-A
ATP+H2O+CO2
Ciclo di Krebs
Effetti della carenza di insulina o della sua lnattivazione
La mancanza di insulina
comporta mancato o ridotto assorbimento
di glucosio da parte delle cellule:
seguono
iperglicemia, glicosuria, poliuria, polidipsia
La mancanza o riduzione di glucosio nelle cellule
comporta
alterazione nel metabolismo dei glucidi-lipidi.protidi
sintesi di glicogeno ridotta
ciclo dei pentosi con produzione di fosfogliceraldeide e sua
utilizzazione nel ciclo di Krebs insufficiente
seguono carenza di zuccheri, grassi,proteine, ATP
e quindi si spiega la magrezza, debolezza presenti
la mancata utilizzazione di acetilcoenzima-A comporta
la comparsa di corpi chetonici, acetone, nel fegato, vescica, polmoni
e conseguente chetoacidosi
la mancanza di ATP derivante da Krebs insufficiente
richiede idrolisi dei trigliceridi con accumulo di acetilcoenzima-A
conseguente alla idrolisi stessa
la trasformazione di amminoacidi per produrre acido piruvico
mancante comporta pure aumento di acetilcoenzima-A
appare magrezza, stancabilità , difficoltà a riparare ferite
accumulo di acetilcoenzima-A
2 molecole di Acetilcoenzima-A formano acetacilcoenzima –A
che nel fegato diventa Coenzima-A e acido acetacetico
acido acetacetico nei polmoni e vescica diventa acetone
nel fegato diventa acido beta-idrossibutirrico
accumulo di acetone, acido acetacetico, beta idrossibuticco (chetoni)
comporta la comparsa di chetosi, che produrrebbe variazione
nel pH :se non tamponato si passa alla acidosi ( > coma)
i corpi chetonici vengono in parte neutralizzati legandoli al sodio
ed eliminati con l’urina: perdita di sodio e acqua > essicosi
influenza su centro respiratorio per eliminare acetone, CO2
e se non compensazione > coma
la mancanza di ATP derivante da Krebs insufficiente
richiede idrolisi dei trigliceridi con accumulo di acetilcoenzima-A
conseguente alla idrolisi stessa
la trasformazione di amminoacidi per produrre acido piruvico
mancante comporta pure aumento di acetilcoenzima-A
appare magrezza, stancabilità , difficoltà a riparare ferite
accumulo di acetilcoenzima-A
Ciclo di Krebs
carente
ATP
trigliceridi
idrolisi
amminoacidi
trasformazione
Acetilcoenzima -A
Acido piruvico
Aumenta concentrazione di
acetilcoenzima-A
2 molecole di Acetilcoenzima-A formano acetacilcoenzima –A
che nel fegato diventa Coenzima-A e acido acetacetico
acido acetacetico nei polmoni e vescica diventa acetone
nel fegato diventa acido beta-idrossibutirrico
accumulo di acetone, acido acetacetico, beta idrossibuticco (chetoni)
fegato
coenzima-A
Acido acetacetico
Acetilcoenzima-A
Acetacetilcoenzima-A
acetone
Acido idrossibutirrico
Polmoni-vescica
fegato
accumulo di acetone, acido acetacetico, beta idrossibuticco (chetoni)
comporta la comparsa di chetosi, che produrrebbe variazione
nel pH :se non tamponato si passa alla acidosi ( > coma)
i corpi chetonici vengono in parte neutralizzati legandoli al sodio
ed eliminati con l’urina: perdita di sodio e acqua > essicosi
influenza su centro respiratorio per eliminare acetone, CO2
e se non compensazione > coma
acetone
Tubuli
urina
Acido acetacetico
Acido idrossibutirrico
renali
sodio
Centro respiratorio bulbare
CO2+acetone
Diabete mellito , grasso: colpisce adulti oltre i 40 anni circa
La insulina è presente ma risulta inattiva
particolarmente su cellule muscolari e epatiche
sembra attiva nelle cellule adipose nelle quali favorisce l’entrata
del glucosio poi usato per la sintesi di grassi dai quali
ottenere energia
ipotesi su alcune possibili cause della inattivizione insulinica
La insulina circola legata a proteine collegate a livello epatico
forse le proteine legate sono errate e non permettono alla insulina di
essere attiva a livello dei tessuti
forse esistono molecole capaci di neutralizzare
la azione della insulina
forse il pancreas sintetizza molecole di insulina anormali
Sintomi principali
iperglicemia e glicosuria , poliuria e polidipsia
stanchezza e difficoltà a riparare le ferite
(dovuta a mancanza di amminoacidi > proteine)
La disponibilità di grassi e la energia ricavabile
permette una vitalità cellulare accettabile e non si
accumulano corpi chetonici ( evitata acidosi)
La iperglicemia può indurre un lavoro eccessivo nel tempo
per il pancreas fino a esaurimento: si passa al
diabete tipo magro, per mancanza di insulina
Alcune particolari complicazioni
Fenomeni infettivi per attenuazione delle difese immunitarie
Angiopatie specialmente a carico di arteriole e capillari
(retina, reni, cuore, cervello, arti inferiori)
Conclusione
diabete giovanile, magro > mancanza di insulina
seguono iperglicemia, glicosuria, poliuria, polidipsia
possibile acidosi e coma diabetico
si rimedia con somministrazione di insulina
Diabete adulto, grasso > insulina presente ma inattiva
seguono iperglicemia, glicosuria, poliuria, polidipsia
improbabile acidosi
si rimedia con dieta adeguata, attività fisica,
uso di ipoglicemizzanti
Non si eredità il diabete ma una certa disponibilità a
manifestarlo in particolari situazioni: tale disponibilità
sembra dovuta a un gene recessivo d
Genitori dd omozigotici > figli 100% dd
genitori eterozigotici Dd > figli 25 % dd 25% DD 25 % Dd
genitori DD / dd > figli 100 % Dd
genitori Dd / dd > figli 50% Dd 50% dd