Le due porzioni del pancreas, esocrino ed endocrino, sono anatomicamente e funzionalmente diverse.

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Rocco Piccinini
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1 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.

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

2 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.

Innervazione Ortosimpatico Parasimpatico Le risposte ai segnali nervosi in ingresso dipendono dall attivazione dei recettori adrenergici o colinergici.

3 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

concentrazione del glucosio plasmatico è 0,50 mg /ml, mentre la

4 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

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.

5 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.

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.

6 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.

Il glucagone è pertanto un ormone chetogenetico.

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