pancreaspancreas

Il pancreas endocrino comprende cordoni cellulari anastomizzatia rete , frammisti a capillari sanguigni, diffusi nel tessuto del pancrea

il pancreas ha due funzioni distinte: il pancreas ha due funzioni distinte: esocrinaesocrina : :

partecipa alla digestione degli alimenti a livello intestinale partecipa alla digestione degli alimenti a livello intestinale endocrinaendocrina::

produce tre ormoni da parte di alcuni gruppi cellulari isolati produce tre ormoni da parte di alcuni gruppi cellulari isolati detti isole del Langerhans nei quali si possono distinguere:detti isole del Langerhans nei quali si possono distinguere:

cellule alfacellule alfa

che producono ormone glucagone che producono ormone glucagone cellule betacellule beta

che producono ormone insulina che producono ormone insulina cellule deltacellule delta

che regolano la funzione gastrica attraverso la gastrina?che regolano la funzione gastrica attraverso la gastrina?

insulina insulina partecipa al metabolismo di protidi,glucidi,lipidi in partecipa al metabolismo di protidi,glucidi,lipidi in

particolare permette alle cellule di assumere dal sangue il particolare permette alle cellule di assumere dal sangue il glucosio necessario alle loro funzioni glucosio necessario alle loro funzioni

glucagone glucagone induce la idrolisi,trasformazione del glicogeno epatico, in induce la idrolisi,trasformazione del glicogeno epatico, in

glucosio reso così disponibile per le funzioni cellulariglucosio reso così disponibile per le funzioni cellulari favorisce la crescita corporea, regolato sembrafavorisce la crescita corporea, regolato sembra

dall’ormone somatotropo GHdall’ormone somatotropo GH

in particolare la regolazione della glicemia comporta la in particolare la regolazione della glicemia comporta la necessità di prelevare il glucosio dai depositi per renderlo necessità di prelevare il glucosio dai depositi per renderlo

disponibile alle cellule e la sua rimozione dal circolo disponibile alle cellule e la sua rimozione dal circolo sanguigno per essere utilizzato o ritrasformato in glicogeno sanguigno per essere utilizzato o ritrasformato in glicogeno

di riserva(in cellule adipose,muscolari) di riserva(in cellule adipose,muscolari)

la insulinala insulina ha il compitoha il compito specifico di ridurre la glicemia favorendo specifico di ridurre la glicemia favorendo

l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule o la sua l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule o la sua trasformazione in glicogeno di riserva:trasformazione in glicogeno di riserva:

azione ipoglicemizzanteazione ipoglicemizzanteregola in parte , riducendola, la trasformazione diregola in parte , riducendola, la trasformazione di

protidi in glucosioprotidi in glucosio

il glucagoneil glucagone,,insieme ad altri ormoni iperglicemizzanti,come cortisone, insieme ad altri ormoni iperglicemizzanti,come cortisone,

adrenalina,somatotropo,tiroxina tende invece a trasformare in adrenalina,somatotropo,tiroxina tende invece a trasformare in glucosio il glicogeno di riserva:glucosio il glicogeno di riserva:

azione iperglicemizzante azione iperglicemizzante

particolare disfunzione nella regolazione della glicemia in senso particolare disfunzione nella regolazione della glicemia in senso di aumento del glucosio nel sangue si può verificare nel diabete di aumento del glucosio nel sangue si può verificare nel diabete

mellito con alcuni sintomi mellito con alcuni sintomi tipici(glicosuria,poliuria,polidipsia,polifagia)tipici(glicosuria,poliuria,polidipsia,polifagia)

Lo stimolo che induce la liberazione della insulina è l’aumentodi 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-BA B + insulinasi >> idrolisi in amminoacidi

(reazione controllata da enzima antiinsulinasi)

enzima

enzina

L’insulina favorisce la utilizzazione del glucosio facilitandonel’entrata nelle cellule come fonte energetica o per trasformarlo

in glicogeno (cellule muscolari, epatiche)

favorisce anche la sintesi di acidi grassi a partire dal glucosioinfluenzando particolari enzimi intracellulari

rende disponibili amminoacidi per la sintesi proteica trasformandoglucosio 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

Fegatoglicogeno (+ glucagone) > glucosio

Cellula che richiede glucosio

insulina

glucagone

pancreas

Glucosio circolante in eccesso Cellule muscolari-epatiche

insulina

Sintesi di glicogeno

Particolare disfunzione nella regolazione della glicemia:diabete

Diabete magro, giovanile: causato da mancanza di insulina > acidosi

Diabete grasso o dell’adulto,normoinsulinico: causato da mancatautilizzazione della insulina presente

Diabete dovuto a eccesso di azione iperglicemizzante per la presenza anomala di ormoni come cortisolo, somatotropo, tiroxina

Cellula che richiede glucosio

Cellula che richiede glucosio

insulina

Cellula che richiede glucosio

Cortisolo-tiroxina-somatotropo

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 betaformazione 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 normaleFegato

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 antagonisticidella insulina, iperglicemizzanti, come cortisolo, tiroxina…

Iperglicemia: il glucosio circolante, non potendo entrare nelle cellule

per mancata azione insulinica o per eccesso di disponibilità produceaumento 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/lessendo 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 polidipsiala eliminazione di glucosio , glicosuria, comporta anche la

eliminazione di acqua al seguito e quindi aumento della urina emessafino a circa 3-5 litri al giorno

poliuriasegue come effetto sull’organismo una esigenza di riidratazione

ottenuta aumentando la introduzione di liquido: senso di setepolidipsia

La mancata disponibilità di glucosio per il metabolismo cellulare provocauna reazione che tende ad aumentare l’apporto alimentare (per senso

di fame) : polifagia

( ed eventuale aumento di peso per mancatautilizzazione 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 trigliceridifosfogliceraldeide >>> via che porta ad acido piruvico >>>

Acido piruvico >>> via per sintesi di amminoacidiacido piruvico >>> via con produzione acido ossalacetico >>>acido piruvico >>> via che porta a acetilcoenzima-A

Acetilcoenzima – A >>> via con reazioni che coinvolgono trasformazionisu glucidi, lipidi, protidi, glucosio, acidi grassi, glicerina, amminoacidiin 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 fondamentalele cellule hanno bisogno di energia che ricavano normalmente

utilizzando la molecola di ATP sintetizzata in particolare in un ciclo complesso di reazioni

ciclo di Krebsnel quale sono essenziali l’acido ossalacetico e l’acetilcoenzima-A

che derivano da reazioni che hanno generato fosfogliceraldeideutilizzando il glucosio-6 fosfato specialmente con la via dei pentosi

il glucosio fornito alla cellula viene trasformato in CO2 + H2Oe 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 trigliceridifosfogliceraldeide >>> 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 amminoacidiacido 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

Ciclo di KrebsATP + CO2 + H2O

trigliceridi

Amminoacidi> proteine

Acido ossalacetico

Acetilcoenzima-A

Ciclo di KrebsATP+H2O+CO2

glicogeno

fosforogliceraldeide

Acido piruvico

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.protidisintesi di glicogeno ridotta

ciclo dei pentosi con produzione di fosfogliceraldeide e suautilizzazione nel ciclo di Krebs insufficiente

seguono carenza di zuccheri, grassi,proteine, ATPe quindi si spiega la magrezza, debolezza presenti

la mancata utilizzazione di acetilcoenzima-A comportala comparsa di corpi chetonici, acetone, nel fegato, vescica, polmoni

e conseguente chetoacidosi

la mancanza di ATP derivante da Krebs insufficienterichiede idrolisi dei trigliceridi con accumulo di acetilcoenzima-A

conseguente alla idrolisi stessala trasformazione di amminoacidi per produrre acido piruvico

mancante comporta pure aumento di acetilcoenzima-Aappare magrezza, stancabilità , difficoltà a riparare ferite

accumulo di acetilcoenzima-A

2 molecole di Acetilcoenzima-A formano acetacilcoenzima –Ache nel fegato diventa Coenzima-A e acido acetacetico

acido acetacetico nei polmoni e vescica diventa acetonenel 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 > essicosiinfluenza su centro respiratorio per eliminare acetone, CO2

e se non compensazione > coma

la mancanza di ATP derivante da Krebs insufficienterichiede idrolisi dei trigliceridi con accumulo di acetilcoenzima-A

conseguente alla idrolisi stessala trasformazione di amminoacidi per produrre acido piruvico

mancante comporta pure aumento di acetilcoenzima-A

appare magrezza, stancabilità , difficoltà a riparare feriteaccumulo di acetilcoenzima-A

Ciclo di Krebscarente

ATPtrigliceridi

idrolisi

Acetilcoenzima -A

amminoacidi

trasformazione

Acido piruvico

Aumenta concentrazione di acetilcoenzima-A

2 molecole di Acetilcoenzima-A formano acetacilcoenzima –Ache nel fegato diventa Coenzima-A e acido acetacetico

acido acetacetico nei polmoni e vescica diventa acetonenel fegato diventa acido beta-idrossibutirrico

accumulo di acetone, acido acetacetico, beta idrossibuticco (chetoni)

Acetilcoenzima-A Acetacetilcoenzima-A

coenzima-A

Acido acetacetico

Polmoni-vescicaacetone

fegatoAcido idrossibutirrico

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 > essicosiinfluenza su centro respiratorio per eliminare acetone, CO2

e se non compensazione > coma

Acido acetacetico

acetone

Acido idrossibutirrico

sodio

Tubuli

renali

urina

Centro respiratorio bulbare CO2+acetone

Diabete mellito , grasso: colpisce adulti oltre i 40 anni circa

La insulina è presente ma risulta inattivaparticolarmente su cellule muscolari e epatiche

sembra attiva nelle cellule adipose nelle quali favorisce l’entratadel glucosio poi usato per la sintesi di grassi dai quali

ottenere energiaipotesi su alcune possibili cause della inattivizione insulinica

La insulina circola legata a proteine collegate a livello epaticoforse le proteine legate sono errate e non permettono alla insulina di

essere attiva a livello dei tessutiforse esistono molecole capaci di neutralizzare

la azione della insulinaforse il pancreas sintetizza molecole di insulina anormali

Sintomi principaliiperglicemia 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 ricavabilepermette una vitalità cellulare accettabile e non si

accumulano corpi chetonici ( evitata acidosi)

La iperglicemia può indurre un lavoro eccessivo nel tempoper il pancreas fino a esaurimento: si passa aldiabete 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)

Conclusionediabete giovanile, magro > mancanza di insulina

seguono iperglicemia, glicosuria, poliuria, polidipsiapossibile acidosi e coma diabetico

si rimedia con somministrazione di insulina

Diabete adulto, grasso > insulina presente ma inattivaseguono iperglicemia, glicosuria, poliuria, polidipsia

improbabile acidosisi 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% ddgenitori eterozigotici Dd > figli 25 % dd 25% DD 25 % Dd

genitori DD / dd > figli 100 % Ddgenitori Dd / dd > figli 50% Dd 50% dd