Dudek
Dudek
Dudek
UKŁAD ENDOKRYNNY
•
TRZUSTKA
•
GOSPODARKA FOFORANOWO
WAPNIOWA
Dudek
DOKREWNA CZYNNOŚĆ
TRZUSTKI
Układem wewnątrz wydzielniczym trzustki są wyspy trzustkowe
(Langenhansa),
stanowią one około 1-2 % masy trzustki, zbudowane są z 4
rodzajów komórek:
– komórki typu A
stanowiące około 20% komórek wyspowych
znajdujących się najczęściej na obwodzie i odpowiadających za
wytwarzanie i uwalnianie glukagonu
– komórki typu D
stanowią od 60-70%, znajdują się głównie w
centrum wysp i są odpowiedzialne za wytwarzanie i uwalnianie
insuliny
– komórki typu B
stanowią około 5% znajdują się w miąższu między
komórkami A i D, wytwarzają one somatostatynę (SRIY),
[hormon
hamujący uwalnianie hormonu wzrostu somatostatyna wytwarzana w trzustce
prawdopodobnie hamuje wydzielanie innych hormonów ale jej faktyczna funkcja nie
została do końca określona]
– komórki typu F
(PP) stanowią od 5-10%, uwalniają polipy typ
trzustkowy PP
Dudek
DOKREWNA CZYNNOŚĆ
TRZUSTKI
Dwunastnica
Przewód trzustkowy
Głowa i trzon trzustki
Ogon trzustki
Aorta
Tętnica trzewna
Wspólny przewód
żółciowy
Pęcherzyk
żółciowy
Wyspa trzustkowa
Komórka B
(insulina)
Komórka A
(glukagon)
Komórka F
Komórka D
(somatostatyna)
Dudek
Podwzgórze
VMH VLH
Naczynia włosowate zawierające hormony, aminy i substraty
Glukagon
Komórka F
Komórka D
Komórka A
Komórka B
Komórka A
Komórka A
Komórka D
Komórka B
Insulina
Somatostatyna
Nerw współczulny
Nerw błędny
Zwój trzewny
Nerw mieszany
Wyspa
trzustkowa
UNERWIENIE AUTONOMICZNE
KOMÓREK DOKREWNYCH WYSP
TRZUSTKI
Dudek
GLUKAGON
•
jest polipeptydem o masie cząsteczkowej
3485, złożony z 29 aminokwasów
•
spichrzany jest w ziarnistościach komórek
A w postaci proglukagonu
•
uwalniany z komórek A wraz z insuliną
pochodzącą z komórek B
•
zwiększa wytwarzanie glukozy w
hematocytach głównie w wyniku
wzmożenia glikoneogenezy i glukogenezy
•
glukagon i insulina stanowią wspólną dwu
hormonalną jednostkę kontrolującą
ustawicznie przepływ i zużycie materiałów
energetycznych szczególnie glukozy i
kwasów tłuszczowych w organizmie.
Dudek
Czynniki pobudzające
Hipoglikemia
Aminokwasy, zwłaszcza
glukogenne
Cholecystokinina i gastryna
Kortyzol
Wysiłek fizyczny i stres
Infekcje
Pobudzenie receptorów
ß - adrenergicznych
Czynniki pobudzające
Hiperglikemia
Somatostatyna
Sekretyna
Wolne kwasy tłuszczowe
Ciała ketonowe
Insulina
Receptory α
Kwas φ - aminomasłowy
Czynniki hamujące
CZYNNIKI POBUDZAJĄCE I HAMUJĄCE
WYDZIELANIE GLUKAGONU
Dudek
Glukoza
Kwasy
tłuszczowe
Aminokwasy
Katecholaminy
Glukoza
Enterohormony
Aminokwasy
Katecholaminy
Glukoza
Aminokwasy
Wolne kwasy
tłuszczowe
Enterohormony
Pobudzanie
Nerwu błędnego
Komórka A
Glukagon
Komórka B
Insulina
Komórka D
Somatostatyna
Komórka F
Polipeptyd
trzustkowy
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(-)
(-) ?
(-)
(-)
(-)
?
UWALNIANIE HORMONÓW WYSP
TRZUSTKOWYCH
Dudek
Wytwarzanie
glukozy
(wątroba)
Insulina
Glukoza we krwi
Zużycie glukozy
(mięśnie i tkanka
tłuszczowa)
Adrenalina
Noradrenalina
Glukagon
Glikokortykosteroidy
Hormon wzrostu
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
UDZIAŁ AMIN KATECHOLOWYCH, GLUKAGONU,
INSULINY, GLIKOKORTYKOSTERYDÓW I HORMONU
WZROSTU NA UWALNIANIE GLUKOZY Z WĄTROBY
I JEJ ZUŻYCIE PRZEZ TKANKI
Dudek
Chromosomy DNA (jądro)
INT1
INT2
Gen 5’
3’ 1500 bp
RNA
(cytoplazma)
550 nt
Polisomy (synteza białka)
Błona siateczki
śródplazmatycznej
Skompletowany
łańcuch proinsuliny
Siateczka śródplazmatyczna
„Pofałdowana”
proinsulina
Aparat Golgiego
Ziarnistość wydzielnicza
Enzymy konwertujące
Peptyd C
Insulina
PB
C A
Pre
B
C
A
SH
SH
HS
C
HS
HS
SH
SH
SH
SH
B
A
B
C
S
-S-S-
-S
-S
-
-S
-S
-
-S-S-
A
B
-S
-S
-
-S
-S
-
ETAPY BIOSYNTEZY INSULINY
Dudek
BIOSYNTEZA BIOSYNTEZA
PROINSULINY I INSULINY
•
Biosynteza proinsuliny w siateczce plazmatycznej
–
bodźcem dla jej syntezy jest zwiększenie zewnątrz
i wewnątrz komórkowego stężenia glukozy
•
Transport proinsuliny do aparatu Golgiego
–
tworzenie dojrzałej ziarnistości w cytoplazmie i
przyczepianie ich do układu mikrotubularnego
–
przenikanie jonów wapnia z zewnątrz do komórek
B skurcz mikrotubli prowadzący do przesunięcia
ziarnistości w kierunku powierzchni komórek
•
Proces egzocytozy
- w którym hormon zostaje
uwolniony z ziarnistości do płynu zewnątrz
komórkowego i przez kierunkowe otwory w
naczyniach włosowatych dostaje się do krwi krążącej
•
Proces endocytozy
otoczki opróżnionych ziarnistości
i następne ponowne zużycie jej elementów do
tworzenia nowych ziarnistości
Dudek
INS
TYR
TYR
β
α
β
α
S - S
S - S
S - S
Błona
komórkowa
MODEL DZIAŁANIA INSULINY
Dudek
FIZJOLOGICZNE SKUTKI DZIAŁANIA
INSULINY
•
Bezpośrednim skutkiem działania jest zwiększenie
transportu błnowego glukozy, aminokwasów i jonów
potasu do komórek celowych
(pobudza syntezę RNA i transkrypcję
DNA w jądrze komórkowym oraz tworzenie białek na rybosomach)
•
Skutkiem pośrednim jest stymulacja syntezy białek i
zahamowanie ich rozpadu
•
Oczywistym skutkiem jest hipoglikemia
–
mechanizm działania hipoglikemicznego wiąże się z
przyśpieszeniem ułatwionego transportu glukozy przez
błonę komórkową
(insulina nie usprawnia transportu ani zużycia
insuliny w takich tkankach jak mózg, nerki, błona śluzowa jelit oraz
krwinki czerwone)
•
Hamuje mobilizacje i uwalnianie kwasów tłuszczowych
•
Odgrywa ważną rolę w regulowaniu czynności wątroby
jako buforu, utrzymującego stałe stężenie glukozy w
płynach ustrojowych
•
Hamuje syntezę enzymów katalizujących glukoneogenezę
(przez co wzmaga się glikoliza)
Dudek
Glukoza
Dysocjacja
Wiązanie
Odnowa
Transport
UŁATWIONY TRANSPORT
GLUKOZY
Błona
plazmatyczna
Pęcherzyk
błoniasty
Pobudzanie
przez insulinę
Egzocytoza
Endocytoza
Transport
glukozy
Glukoza
Dudek
5
15
25
35
45
100
200
300
300
100
Czas (min)
U
w
a
ln
ia
n
ie
i
n
s
u
li
n
y
(
n
g
/3
0
s
)
G
lu
k
o
za
(
m
g
/d
L
)
Faza I
Faza II
WYDZIELANIE INSULINY POD
WPŁYWEM GLUKOZY W IZOLOWANEJ
TRZUSTCE
Dudek
Czynniki pobudzające
Glukoza, mannoza, fruktoza
Aminokwasy (leucyna,
arginina)
Enterohormony CCK,
gastryna, GIP, sekretyna,
glukagon i inne
Ciała ketonowe
FFA
Acetylocholina
Czynnik pobudzający
receptory ß - adrenergiczne
Teofilina
Somatostatyna
2-Deoksy-glukoza
Czynniki pobudzające
Receptory α-adrenergiczne
Adrenalina, noradrenalina
Galanina
-
Insulina
-
Czynniki hamujące
CZYNNIKI POBUDZAJĄCE I HAMUJĄCE
WYDZIELANIE INSULINY
Dudek
Polipeptyd trzustkowy
Somatostatyna
Insulina
Glukagon
(-)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
WPŁYW WZAJEMNY NA SIEBIE
HORMONÓW WYSP TRZUSTKI
Dudek
I. Transmisja dokrewna
II. Transmisja nerwowa
III. Pobudzanie substratowe
Trzustka
Wyspa
trzustkowa
Światło
jelita
A
B
D
F
Komórki
CHO
AA
FA
H
+
OŚ JELITOWO TRZUSTKOWA W
UWALNIANIU INSULINY
CHO - wodorowęglany
AA - aminokwasy
Fa – kwasy tłuszczowe
Dudek
Transport
glukozy
Glukoza
Fuzja
Transport
Translokacja
Dysocjacja
Asocjacja
Sygnał
Wiąznie
Translokacja
Z
a
w
a
rt
o
ś
ć
tr
a
n
s
p
o
rt
e
ró
w
g
lu
k
o
z
y
1
5
2
3
4
6
7
8
Insulina
Insulina
Receptor
Receptor
MODEL DZIAŁANIA INSULINY NA
TRANSPORT BŁONOWY
Dudek
PRÓBY CZYNNOŚCI
WEWNĄTRZWYDZIELNICZEJ TRZUSTKI
• Próby mające na celu ocenę
metabolizmu węglowodanów i udziału
w niej insuliny
– Badanie glukozy we krwi na czczo
– Krzywa po do ustnym i dożylnym
obciążeniu glukozą
– Dożylny test argininowy
– Próba z glukagonem
– Oznaczenie stężenia insuliny w osoczu
Dudek
0
2,5
5
7,5
10
12,5
15
17,5
20
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Cukrzyca utajniona
Cukrzyca utajniona
Warunki prawidłowe
160
135
110
G
lu
k
o
za
w
e
k
rw
i
(m
m
o
l/
L
)
STĘŻENIE GLUKOWZY NA CZCZO I PO
DOUSTNYM PODANIU GLUKOZY
Dudek
PRZYTAECZYCE
Dwie owalne pary guzków leżące
bezpośrednio pod dolnym i górnym
biegunem tarczycy (łączna masa 100-
150mg)
Dudek
PARATHORMON
•
Hormon przytarczyc
•
Reguluje stężenie Ca w
płynach zewnątrzkomórkowych
Dudek
PARATHORMON MECHANIZM
DZIAŁANIA
•
Sprzężenie zwrotne ujemne z stężeniem
Ca
+
–
wzrost stężenia Ca
+
w surowicy –
zmniejszenie wydzielania PTH
–
spadek stężenia Ca w surowicy –
wzrost wydzielania PTH
•
Mobilizacja Ca
+
z puli trudno wymienialnej
w tkance kostnej
–
pobudza cykleazę adenylową w
komórkach kostnych
–
resorbcja, wzrost kości
–
wpływa na osteogenezę
•
Zwiększa resorbcję Ca
+
i P
+
w jelitach
•
Zwiększa resorbcję Ca
+
w nerkach
•
Hamuje resorbcję fosforanów w nerkach
Dudek
SKUTKI DZIAŁANIA
PARATHORMONU
•
Hyperkalcemia - Ca
+
w osoczu
•
Hypofosfatemia - P
+
w osoczu
•
Hypokalcuria - Ca
+
wydalanie z moczem
•
Hyperfosfaturia - P
+
wydalanie z moczem
Dudek
SKUTKI NIEDBORU PARATHORMONU
(hypoparathyreodismus)
•
Ostry
–
tężyczka
: skurcze toniczno-kloniczne,
tachykardia, tachypnoe, wzrost
temperatury,
•
Przewlekły
–
zaburzenia neurologiczne, oczne,
sercowe,
Dudek
SKUTKI NADMIARU PARATHORMONU
(hyperparathyreodismus)
•
Hyperkalcemia
•
Zwapnienia : w nerkach
•
Demineralizacja kości
•
Skłonność do złamań
Dudek
Ca
2+
Ca
2+
Ca
2+
Ca
2+
Strefa nie zmineralizowanego
osteoidu
Płyn
zewnątrzkomórkowy
Osteoblast
Wyrostek
osteocytu
w kanaliku
Osteocyt
Ca
3
(PO
4
)
2
Ca
2+
+ PO
4
DAŁANIE OSTEOLITYCZNE
PARATHORMONU
Dudek
KALCYTONINA
•
Polipeptyd wytwarzany w komórkach
przypęchrzykowych tarczycy
•
Uwalnianie pobudzane przez
paentagastrynę
–
Wzrost Ca
+
we krwi – wzrost kalcytoniny
–
Spadek Ca
+
we krwi – zmniejszenie
stężenia
Dudek
DZIAŁANIE KALCYTONINY
•
Kości
–
Hamowanie osteoklastów (bezpośrednie
zahamowanie resorbcji kości,odwapnienia)
–
Zmniejszenie aktywności osteolitycznej
osteoklastów i osteocytów
–
Zwiększa syntezę fosfatazy alkalicznej w kościach
•
Tkanka jelitowa
–
Hamowanie ruchomości żołądka, spadek
wydzielania gastryny
–
Wzrost wydzielania jelitowego
–
Hamowanie adsorbcji Ca
+
, P
+
•
Tkanka nerkowa
–
Zwiększone wydalanie fosforanu Ca
+
, Na
+
–
Zmniejszenie syntezy kalcytriolu (vit D
3)
Dudek
Dieta
25 mmol
Przewód
pokarmowy
40 mmol
Stolec
22,5 mmol
Avsorbcja
15 mmol
Wydzielanie
12,5 mmol
Reabsorbcja
247,5 mmol
Płyn wewnątrz-
komórkowy
275 mmol
Płyn zewnątrz-
komórkowy
22,5 mmol
Szybka
wymiana
500 mmol
Przyłączanie
7,5 mmol
Reabsorbcja
7,5 mmol
Kość
Wymienial
ne
100 mmol
Stała
25 000
mmol
Filtracja
kłębuszkowa
250 mmol
Mocz
2,5 mmol
METABOLIZM WAPNIA U DOROSŁEGO
CZLOWIEKA
Dudek
Vitamina D
3
Prekursor: 7- hydroksykalcyferol
Skóra
Światło słoneczne
Vitamina D
3
(cholekarcyferol)
aktywacja w wątrobie - hydroksylacja
metabolity
Kalcydiol
Kalcytriol
Magazynowany nerkach
hydroksylacja
Powstaje w wątrobie
Dudek
DZIAŁANIE VIT D
3
•
Kalcytriol + PTH - mobilizacja
Ca
+
i
fosforanów z kości
•
Działa synergistycznie z PTH
•
Działa przeciw krzywiczo
•
Działa w obrębie kości, jelit,
nerek
Dudek
DZIAŁANIE VIT D
3
OBRĘBIE KOŚCI
•
Osteoblasty
(komórki kościotwórcze
zlokalizowane na powierzchni kości
syntezują i wydzielają kolagen)
•
Osteocyty
(komórki aktywne
osteolitycznie,chronią przed
przechodzeniem Ca
+
z kości do
krwi, podlegają dzaiłaniu PTH)
•
Osteoklasty
(komórki pośredniczące w
resorbcji kości na jej powierzchni,
podlegają działaniu PTH, mogą
powodować rozpuszczenie kości)
Dudek
ROLA Ca
+
W ORGANIŹMIE
•
Niezbędny w procesie krzepnięcia krwi
•
Reguluje pobudzenie błony komórkowej
•
Stabilizuje bonę komórkową
•
Niezbędny do skurczu mięśni
•
Niezbędny w procesach sekrecji,
neurosekrecji
•
Niezbędny w tworzenie mleka, kości,
zębów
Dudek
ROZMIESZCZENIE Ca
+
W
ORGANIŹMIE
•
99% w kościach
–
pula trudno wymienialna
–
pula łatwo dostępna- labilna kość
•
1% przestrzeń pozakomórkowa
(w
osoczu - całkowite ilość 2,5 mmol/l)
–
zjonizowany (wolny) 45%
–
połączony z HPO
4
, HCO
3
10 %
–
połączony z albuminami
45%
Dudek
Przewód
pokarmowy
Zawartość
wapnia
w płynie
zewnątrz-
komórkowym
Mocz
Kość
1,25 (OH)
2
D
3
PTH
Kalcytonina
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
(+)
REGULACJA METABOLIZMU WAPNIOWEGO
PRZEZ PARATHORMON, KALCYTONINĘ I VIT
D
3
Dudek
Witamina D
Ca
2+
Pokarm
Hamowanie
trawienia
Ca
2+
Absorbcja
Małe stężenie
Duże
stężenie
Ca
2+
Absorbcja
Wątroba
Tworzenie
1,25 (OH)
2
D
3
Wydalanie
PTH
Kalcyto-
nina
Osteoliza
Ca
2+
Ca
2+
Przewód pokarmowy
25 (OH)D
3
PO
4
Nerka
2-
Ca
2-
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
(-)
UDZIAŁ PARATHORMONU
KALCYTONINY I VIT D
3
W HMEOSTAZIE
WAPNIA
Dudek
Cholekalcyferol (witamina D
3
)
WĄTROBA
25-Hydroksycholekalcyferol
NERKI
Aktywacja
1,25-Dihydroksycholekalcyferol
PTH
NABŁONEK
JELIT
Białko wiążące
wapń
APT-aza
pobudzana wapniem
Fosfotaza
alkaliczna
Hamowanie
Wchłanianie wapnia z jelit
Stężenie Ca
2+
w osoczu
TWORZENIE I DZIAŁANIE
HORMONAJNEJ POSTACI VIT D
3
Dudek
7-Dehydrocholesterol
25 (OH)D
3
24,25 (OH)
2
D
3
1,25 (OH)
2
D
3
Witamina D
3
Dieta
Fosforany
we krwi
Gruczoły przytarczyczne
Wapń
we krwi
Ca
2+
we krwi
PTH
(+)
(-)
(+)
(+)
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
(+)
UDZIAŁ HORMONALNEJ POSTACI I VIT
D
3,
PARATHORMONU W HOMEOSTAZIE
WAPNIOWO-FOSFORANOWEJ
Dudek
HORMONY SZYSZYNKI
•
Hormony wydzielane przez
szyszynkę to
–
alatonina
–
prekursor syrotominy
Dudek
Oko
Jądro
nadskrzyżo-
waniowe
Ciało
modzelowate
Komora III
Szyszynka
Zwój szyjny
górny
Przysadka
Rdzeń
kręgowy
SZYSZYNKA I JEJ UNERWIENIE
ADRENERGICZNE