ENDOCRINOLOGIA E NUTRIZIONE UMANA – LEZIONE 7 – PANCREAS
Le due porzioni del pancreas, esocrino ed endocrino, sono anatomicamente e funzionalmente diverse.
Isole del Langherans
Contengono da poche centinaia ad alcune migliaia di cellule endocrine dimensione da 50 a 300 mm Ø ~ un
milione di isole.
Tipi di cellule
Cellule esocrine
Cellule endocrine
Isola di langherans
Cellula α; Secreto: Glucagone
Cellula ∞; Secreto: Somatostatina
Cellula β; Secreto: insulina, amilina
Relazioni funzionali
Le relazioni anatomiche tra le cellule a, b, d, e l’esistenza di tight e gap junctions tra loro, hanno portato
all’ipotesi che i tre ormoni insulari possano influenzarsi reciprocamente mediante azioni paracrine. Queste
relazioni funzionali tra gli ormoni pancreatici determinano un miglior coordinamento tra l’avanzamento del
chimo, la digestione e l’assorbimento e le risposte dell’insulina e del glucagone per la distribuzione
adeguata dei principi nutritivi al fegato e agli altri tessuti.
Circolazione
I vasi sanguigni afferenti penetrano fino al centro prima di ramificarsi e ritornare verso la superficie delle
isole. Quindi le cellule più interne ricevono sangue arterioso mentre le cellule situate più esternamente
ricevono sangue contenente i prodotti di secrezione delle cellule più interne.
Innervazione
Ortosimpatico
Parasimpatico
Le risposte ai segnali nervosi in ingresso dipendono dall’attivazione dei recettori adrenergici o colinergici.
Clinica
La determinazione dei livelli circolanti di peptide C ha notevole importanza clinica perché offre
informazioni sulla capacità secretoria delle cellule b, che non è sempre possibile determinare dosando
l’insulina. Infatti il peptide C, che non ha altre attività fisiologiche ben definite, non viene metabolizzato dal
fegato, a differenza del l’insulina che, per circa l’80%, viene degradata a livello epatico e renale con
un’emivita di circa 5 minuti.
Regolazione della secrezione
Concentrazione del glucosio
La secrezione di insulina è praticamente nulla quando la concentrazione del glucosio plasmatico è 0,50 mg
/mL, mentre la risposta è massima per una glicemia uguale o superiore a 2,5 mg/mL.
Digiuno
Sedi d’azione
Valori
In condizioni di stimolazione insulinica massimale si ha un aumento di 5-6 volte della velocità di
utilizzazione del glucosio da parte dei tessuti periferici e una contemporanea riduzione del 50% della
liberazione epatica di glucosio. La maggior parte dell’utilizzazione periferica del glucosio si verifica nei
muscoli e solo una piccola frazione nel tessuto adiposo. Circa il 75% del glucosio viene trasformato in
glicogeno mentre il 20-30% entra nella glicolisi e ossidato. La velocità di ossidazione viene aumentata di
circa 3 volte.
Immagazzinamento dei carboidrati
• facilita la captazione di glucosio nella maggior parte delle cellule grazie al reclutamento di trasportatori
specifici (GLUT4), particolarmente disponibili nelle cellule muscolari scheletriche e del tessuto adiposo;
• stimola la produzione di glicogeno a partire dal glucosio (glicogenesi) sia nel fegato che nel muscolo
scheletrico (aumenta l’attività dell’enzima glicogeno sintetasi);
• inibisce la glicogenolisi favorendo l’immagazzinamento dei carboidrati e riducendo, quindi, la produzione
di glucosio da parte del fegato;
• inibisce, a livello epatico, la conversione di aminoacidi in glucosio (gluconeogenesi), diminuendo così,
ulteriormente, la produzione di glucosio; questo risultato è ottenuto diminuendo la disponibilità di
aminoacidi per il fegato e inibendo gli enzimi specifici per questa conversione.
Azioni sui grassi
ADIPOCITI Trigliceridi
(↓) - 2/3 Acidi grassi
(↓ ↓) Glicerolo
PLASMA
(↓) -90% OSSIDAZIONE
Riduce la concentrazione plasmatica degli acidi grassi e a promuove l’immagazzinamento dei trigliceridi.
Mediante queste azioni, i grassi introdotti con la dieta, e non necessari per le richieste energetiche
immediate, vengono immagazzinati.
Immagazzinamento dei trigliceridi
• favorisce la captazione di acidi grassi da parte delle cellule del tessuto adiposo aumentando l’attività
della lipoproteina lipasi;
• favorisce, nel fegato, con l’aumento della produzione di a-glicerolo fosfato, lo smistamento di acidi grassi
liberi in arrivo verso le reazioni di esterificazione, evitandone così l’utilizzo nella b-ossidazione (come
conseguenza si ha una minore produzione di b-idrossibutirrato e acetoacetato e, quindi, un potente effetto
antichetogenico);
• inibisce l’attività lipolitica tissutale ormone-sensibile, ovvero quella dei trigliceridi immagazzinati,
sopprimendo, quindi, la formazione e la liberazione di acidi grassi dal tessuto adiposo e la loro disponibilità
per gli altri tessuti;
• aumenta la captazione di glucosio, utilizzato per la formazione di acidi grassi e glicerolo e, quindi, di
trigliceridi;
• stimola, a partire dall’acetil-CoA, la sintesi degli acidi grassi liberi.
Azioni sulle proteine
La diminuzione della velocità di ingresso nel plasma dell’aminoacido leucina riflette la riduzione della
proteolisi e quindi il risultato netto è un aumento delle proteine corporee.
Azioni sul metabolismo proteico
• inibisce la degradazione delle proteine;
• favorisce il trasporto attivo, Na+ dipendente, di aminoacidi dal sangue ai muscoli e ad altri tessuti;
• stimola la sintesi proteica, aumentando l’utilizzo degli aminoacidi;
• svolge, inoltre, un’importante azione sui tessuti cartilaginei e ossei al pari di alcuni peptidi
strutturalmente simili all’insulina, le somatomedine, che stimolano la sintesi di proteine, RNA, DNA e altre
macromolecole.
Pertanto, l’insulina svolge un importante ruolo nella crescita, nei processi di rigenerazione tissutale e nel
rimodellamento osseo.
Diabete
Tipo I
Diabete insulino-dipendente denominato in passato anche come diabete giovanile per la sua maggior
incidenza tra i giovani. È legato a deficienza funzionale del pancreas endocrino nel produrre insulina.
Tipo II
Diabete insulino-resistente si manifesta con il progredire nell’età. Si manifesta come una forma di
resistenza delle cellule, in particolare le cellule muscolari, all’azione dell’insulina: infatti si caratterizza per
una normale secrezione di insulina e livelli plasmatici di questo ormone normali o aumentati.
Gluconeogenesi
• aumenta la captazione epatica di aminoacidi;
• stimola l’attività dei principali enzimi gluconeogenetici;
• riduce l’attività dei principali enzimi glicolitici, fosfofruttochinasi e piruvato chinasi.
Un’altra azione intraepatica del glucagone è quella di evitare che gli acidi grassi liberi vengano utilizzati per
la sintesi dei trigliceridi, dirigendoli verso la b-ossidazione. Il glucagone è pertanto un ormone
chetogenetico.
Rapporto insulina/glucagone
• In conclusione i flussi dei substrati energetici sono finemente regolati dalla secrezione coordinata di
insulina e glucagone. Per questo motivo, il parametro critico non è tanto la loro concentrazione assoluta,
quanto il loro rapporto plasmatico che, di norma, risulta intorno a 2.
• Qualora venga richiesta una mobilizzazione e una rapida utilizzazione dei substrati endogeni, si osserva
una caduta del rapporto insulina/glucagone a valori uguali o inferiori a 0,5. Ciò si verifica tipicamente nel
digiuno, nell’esercizio fisico prolungato e anche nel periodo neonatale quando il neonato, privato
dell’apporto materno, non è ancora capace di assimilare efficacemente i principi nutritivi esogeni.
• Al contrario, in condizioni in cui sia utile immagazzinare i substrati, come ad esempio dopo un pasto
misto o ricco di carboidrati, il rapporto aumenta fino a 10 o più, soprattutto per un aumento della
secrezione di insulina.
Funzioni
• La funzione generale della somatostatina insulare è quella di ridurre la velocità di digestione e
assorbimento dei principi nutritivi nel tratto gastrointestinale e la loro successiva utilizzazione.
• Infatti la somatostatina insulare inibisce la mobilità gastrica, duodenale, colecistica e riduce la secrezione
di HCl, di pepsina, di gastrina, di secretina, di succo intestinale e di succo pancreatico.
• La somatostatina inibisce l’assorbimento di glucosio e trigliceridi da parte della mucosa intestinale ed è
inibitore della secrezione di insulina e glucagone. In pratica la presenza di cibo nell’intestino determina la
liberazione di somatostatina per prevenire la ricezione di un eccesso di chimo e, quindi, un sovraccarico di
sostanze nutritive da digerire.