A hasnyálmirigy belső elválasztású sejtjei (szigetszerv, Langerhans-szigetek)

Langerhans 1869-ben írta le a hasnyálmirigyben azokat a sejtcsoportokat, amelyek a külső elválasztású mirigyek közti kötőszövetben találhatók, és amelyeket felfedezőjük után Langerhans-szigeteknek, manapság inkább szigetszervnek nevezünk.

A mirigy állományának kb. 1-2%-át kitevő, nagyjából 200 mikron átmérőjű sejtcsoportok A (alfa), B (béta), D (delta) (11. ábra) és F típusú sejtekből épülnek fel. Az A sejtek termelik a glukagont, a B sejtek az inzulint, a D sejtek a szomatosztatint, az F sejtek pedig az ún. pancreaticus polipeptidet. A szigetek körül bő kapillárishálózat található.

11. ábra. A Langerhans-szigetek A, B és D sejtjeinek elhelyezkedése (Forrás: Húsvéth, 2000)

Inzulin

Az inzulin hiányában fellépő kórképet, a cukorbetegséget, már az ókorban is ismerték. A XIX. sz. végén Mering és Minkowski kísérletei igazolták, hogy a kórkép összefügg a hasnyálmirigy rendellenes működésével. Az inzulin feltételezett hatása beigazolódott, mikor Bantingnek és Bestnek (1929) sikerült inzulinkivonatot előállítani hasnyálmirigyből. Az inzulin két peptidláncból (A és B lánc) álló molekula, melyeket két diszulfid-híd kapcsol össze. A molekula szerkezetének felismerése Sanger (1955) nevéhez fűződik.

Az inzulin az ún. előinzulin formában termelődik a Langerhans-szigetek B sejtjeiben. Molekulájában az A és B láncot egy C-peptid kapcsolja össze, amely aktiválódás során peptidáz hatására leválik. Ezután az aktív hormon a citoplazmában membránnal körülvett granulumok (szemcsék) formájában tárolódik, üríttető jelre reverz (fordított) pinocitózissal jut ki a sejtből. A vérplazmában részben szabadon, részben kötött formában szállítódik. Az egyes fajok között van némi eltérés az aminosav-szekvenciában, de biológiai hatása nem fajspecifikus.

Élettani hatása

Az inzulin hatása a szervezetben általános, szinte minden szövetben jelentkezik.

a) Szénhidrát-anyagcserére kifejtett hatás. Az inzulin fokozza a sejtmembrán glükóz áteresztőképességét, főként az izomzatban és a zsírszövetben (glükóz felvétel szempontjából inzulinfüggő szövetek). Fokozza a glükóz-felhasználással (glükóz oxidációja, glikogén építés), csökkenti viszont a glükóz termeléssel (glikogenolízis , glükoneogenezis) járó folyamatokat, csökkenti a vércukor szintet. A táplálékfelvételt követően a bélből felszívódott glükóz nagy része a májban glikogén formájában tárolódik, majd az étkezések közötti fázisban mobilizálódik, biztosítva ezzel a glükóz-függő szövetek (agy, vörösvérsejt stb.) állandó glükóz ellátását.

b) Zsíranyagcserére kifejtett hatás. A glükóznak a sejtekbe való könnyebb belépése kihat a zsírok anyagforgalmára is. A zsírsejtben segíti a szabad zsírsavak reészterifikálását. Ugyanakkor az inzulin, mivel a sejtekben csökkenti a cAMP mennyiségét, gátolja a cAMP-érzékeny lipáz aktivitását, így a lipolízist. A májban fokozza a glükózból (kérődzőkben az ecetsavból) történő zsírsavszintézist.

c) N-anyagcserére kifejtett hatás. Inzulin hatására nő a sejtek aminosavfelvétele. Ettől független mechanizmussal serkenti a fehérjeszintézist, gátolja a fehérjebontást. Ebből adódik a növekedésben betöltött szerepe.

d) Egyéb hatása. Az inzulin fokozza a K-ion belépését a sejtbe, ezzel növeli a sejtek nyugalmi potenciálját.

Glukagon

A glukagon szintén ismert aminosavszekvenciájú, mesterségesen is előállítható polipeptid hormon. A Langerhans-szigetek A sejtjei termelik, bár előfordul a szervezetben más helyen is (bélglukagon). Szállítása a vérben szabadon történik. Glukagon receptorokat a májsejtek, a zsírsejtek és a Langerhans sejtek felületén mutattak ki. A májban az inzulin antagonistájaként hat.

Élettani hatása

a) Anyagcsere szabályozás. Alapvető hatása a vércukorszint emelése. A májban fokozza a glikogenolízist és a glükoneogenezist. Ez utóbbi szolgálatában fokozza a májsejtek aminosav-permeabilitását, és az aminosavaknak glükózzá történő átépülését. A zsíranyagforgalomban is mobilizáló hatású, fokozza a lipolízist.

b) Egyéb hatások. A glukagon serkenti az epeelválasztást, gátolja a gyomorban a gasztrinszekréciót, csökkenti a Ca-szintet és hatása van az inzulinszekréció szabályozására.

Szomatosztatin

A szomatosztatin a Langerhans-szigetek D sejtjeiben termelődik, de kimutatható a központi idegrendszerben, a gyomor-bélcsatornában is. Mint hipotalamusz hormon gátolja az STH kiáramlást. Mint pankreaszhormon számos más hormon mennyiségét szabályozza.

A D sejtekből a 14 aminosavból álló hormon exocitosissal lép ki. A véráramba kerülve eljut a gyomor-bélcsatornába, és általános gátló hormonként hat: gátolja a gasztrin, a szekretin, a CCK hormonok, valamint a hasnyál- és a gyomornedv elválasztását, a motilitást (valódi endokrin szekréció). Ezzel tulajdonképpen késlelteti a tápanyagoknak a felszívódását, a vérbe jutásuk sebességét.

A hatásának másik iránya az A és B sejtek működése, ahová a D sejtekből kilépve az intersticiumban átdiffundálva jut el (parakrin szekréció). Ezen a módon szabályozza az inzulin és a glukagon termelődésének mértékét.

Az inzulin, a glukagon és a szomatosztatin szekréciójának szabályozása

A szabályozásban a Langerhans-sziget funkcionális egységet képez. Ebben elsődleges inger a vér tápanyag-koncentrációjának, elsősorban a vércukorszintnek a változása. Az inzulin szekrécióját szinte azonnal kiváltja a vércukorszint emelkedése. Aminosavak (különösen az arginin, a lizin és az izoleucin), illó zsírsavak (propionsav, vajsav, valeriánsav) szintén kiválthatják a B sejtek inzulintermelését. A gyomor-bélcsatornában termelődő hormonok: a gasztrin, a szekretin, a CCK erősen serkentik az inzulintermelést. A szimpatikus idegi hatásnak és az adrenalinnak gátló, míg a paraszimpatikotóinak serkentő hatása van.

A glukagon elválasztását a vércukorszint csökkentése váltja ki.

A szomatosztatin termelődését részben a vér tápanyag-koncentrációja, részben pedig az A és B sejtek hormonszekréciója szabályozza. A glukagon fokozza, a szomatosztatin pedig gátolja az inzulintermelést. A glukagonszekréciót mind az inzulin, mind a szomatosztatin mérsékli. Mindazok a tényezők, amelyek inzulinszekréciót váltanak ki, a szomatosztatin szekrécióját is fokozzák. A szomatosztatin pedig válaszként csökkenti az inzulin és a glukagon mennyiségét, megvédi a szervezetet mindkét hormon túlzott mértékű termelődésétől, azaz finomítja a szabályozás mechanizmusait. A Langerhans-szigetek hormonjai, egyéb más, a pankreászon kívül termelődő hormonokkal együtt íly módon szabályozzák a tápanyagoknak a vérbe, a vérből pedig a raktárakba való jutásának, raktározásának vagy felhasználásának mértékét. Működésük eredménye az állandó és optimális tápanyag-, elsősorban glükóz ellátás.

Kórélettani vonatkozások

Az inzulin abszolút vagy relatív elégtelenségének következménye a cukorbetegség (diabetes mellitus), súlyosabb esetben beállhat az ún. diabéteszes kóma. A hasnyálmirigy hormonjainak jelentősége állatfajonként különböző. A húsevők különösen érzékenyek az inzulin hiányra, míg a kérődzők évekig is zavartalanul átvészelik azt. Ez utóbbinak oka valószínűleg a kérődzők jellegzetes, az illó zsírsavakra épülő intermedier anyagforgalmában rejlik. Ezt látszik alátámasztani az is, hogy az inzulinszekréciót kérődzőkben nem a magasabb vércukorszint, hanem a magasabb illózsírsav-koncentráció váltja ki.

3.táblázat: A belsőelválasztású mirigyek és a mirigy (glanduláris) hormonok összefoglaló táblázata (Saját forrás)

 

Belső elválasztású mirigy

Irányítása

Termelt hormon

A hormon hatása

A hormon hiányának hatása

A hormon túltermelődésének hatása

Hipofízis elülső lebenye

A hipotalamusz szabályozza váladékaival (GnRH, CRF, TRH, GRF, GIH, PRF, PIF, MRF, MIF)

1. növekedési hormon (STH)

2. mellékvesekéreg serkentő hormon (ACTH)

3. pajzsmirigy serkentő hormon (TSH)

4. sárgatest serkentő hormon (LH)

5. tüszőérést serkentő hormon (FSH)

6. tejelválasztást serkentő hormon (prolaktin)

7. melanocita stimuláló hormon (MSH)

8. lipotrop faktor

1. szénhidrátok, lipidek, fehérjék anyagcseréjét befolyásolja, fokozza a fehérjeépítést és a cukorraktározást

2. emeli a vér- cukorszintet és a vér szabad zsírsav tartalmát (FFA)

3-5. a többi belső elválasztású mirigy működését befolyásolják

6. hat a tejmirigy kifejlődésére, a tejtermelés megindítására és fenntartására

7. pigmentsejt termelés, magzati növekedés

8. emeli a vér FFA szintjét

1. Arányos törpe növés

2-8. Zavar támad a nemi működésben, a mellékveseké-reg és a pajzsmirigy műkö-désében, megszűnik a tejel-választás, anyagcserezavarok

1. Óriásnövés, akromegália

2. Cushing-szindróma

Hipofízis hátulsó lebenye

Csak raktározza a hipotalamusz által (NSO-ban, ill. NPV-ben) termelt hormonokat.

1. vazopresszin vagy antidiuretikus hormon (ADH)

2. oxitocin

1. szervezet vízháztartásának fenntartása

2. fokozza a méh simaizomzatának összehúzódását, a tejmirigy kosársejtjeinek összehúzását ezzel a tejleadást

 

 

Pajzsmirigy

TRH, TSH

 

A vér Ca szintje

1.Tiroxin (T4) és

Trijódtironin (T3)

2.Kalcitonin

1. hatnak az idegrendszer fejlődésére, a csontfejlődésre, fokozzák az alapanyagcserét (kalorigén hatás), fokozza a szénhidrát lebontást, emelik a vércukorszintet

2. csökkenti a vér Ca szintjét

1. Strúma, golyva, kreténizmus, ödéma

1. Lesoványodás, ingerlékenység, szapora szívverés

Mellékpajzsmirigy

A vér Ca szintje

Parathormon (PTH)

emeli a vér Ca szintjét

Tetániás görcs

Csontritkulás

Tobozmirigy

fotoperiódus

melatonin

Környezet színéhez való alkalmazkodás

Szezonhoz való alkalmazkodás

 

 

Mellékvese kéreg

ACTH

RAAS rendszer

1. glükokortikoidok: kortizol

2. minaralkortikoidok: aldoszteron

3. szexuálszteroidok: androgén, ösztrogén

1. glükoneogenezis hormonja, emeli a vércukorszintet és az FFA koncentrációt, immunszupresszív hatású, serkenti a proteolízist

2. Na-ion megtartás, reabszorpció

 

 

Mellékvesevelő

Nervus splachinus (praeganglionáris neuron)

-adrenalin

-noradrenalin

Nő a vérnyomás, gátolja a bélmozgást, lép simaizomzatára összehúzó hatású, fokozza a légzésszámot, emeli a vércukorszintet, ébrenléti, figyelő magatartás (Canon-féle vészreakció)

 

 

Hasnyálmirigy Langerhans szigetei

vércukorszint

1. inzulin

2. glukagon

3. szomatosztaton

1. fokozza a sejt glükóz felvételét, csökkenti a vércukorszintet

2. emeli a vércukorszintet

3. inzulin és glukagon termelést szabályozza

1. Cukorbetegség

 

Ivarmirigyek

1. here

2. petefészek

Hipotalamusz-hipofízis rendszer (GnRH- FSH, LH)

1. tesztoszteron

2. ösztrogén

2. progeszteron

1. spermiogenezis, libido, másodlagos nemi jelleg

2. másodlagos nemi jelleg, ivarzási tünetek

2. antiovulációs és antimyometirás hatás