25.2: التوازن الداخلي للجلوكوز: جزر البنكرياس وإفراز الأنسولين

جزر البنكرياس التي تشكل 1%-2% فقط من الحجم هي أعضاء صغيرة مليئة بالأوعية الدموية والأعصاب. وهي تحتوي على خمسة أنواع من الخلايا الصماء، بما في ذلك خلايا بيتا التي تفرز الأنسولين، والذي يتم تصنيعه كسلسلة بولي ببتيد واحدة، بروإنسولين الاولي، التي تتم معالجتها إلى بروإنسولين، وأخيراً إلى الأنسولين وسي بيبتايد. هذه العملية معقدة ومنظمة، وتشمل مجمع جولجي، والشبكة الإندوبلازمية، والحبيبات الإفرازية للخلية بيتا.

يتم إفراز الأنسولين وسي بيبتايد معًا بكميات متساوية. في حين أن عمر النصف للأنسولين يبلغ 5-6 دقائق بسبب التصفية الكبدية المكثفة، فإن عمر النصف لسي بيبتايد، الذي ليس له وظيفة فسيولوجية معروفة أو مستقبل، يبلغ حوالي 30 دقيقة. كما تقوم الخلية بيتا بتصنيع وإفراز بولي ببتيد الأميلويد الجزري (IAPP) أو الأميلين، وهو ببتيد يؤثر على حركة الجهاز الهضمي وسرعة امتصاص الجلوكوز. يحاكي عقار براملينتيد، وهو عقار يستخدم في علاج مرض السكري، عمل بولي ببتيد الأميلويد الجزري.

يتم تنظيم إفراز الأنسولين بشكل صارم للحفاظ على تركيزات ثابتة من الجلوكوز في الدم أثناء الصيام والتغذية. يتم تحقيق هذا التنظيم من خلال التفاعل مع العناصر الغذائية المختلفة، والهرمونات الهضمية، والهرمونات البنكرياسية، والناقلات العصبية اللاإرادية. يعمل الجلوكوز والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والأجسام الكيتونية على تعزيز إفراز الأنسولين. يتوسط GLUT1 امتصاص الجلوكوز في الخلايا بيتا البشرية، مما يؤدي إلى فسفرة الجلوكوز وإنتاج ATP. ونتيجة لذلك، يتم إغلاق قناة K_ATP، مما يعزز تدفق Ca^2+ وإخراج الأنسولين. يعمل الجلوكاجون من الخلايا ألفا على مقاومة الأنسولين، مما يحافظ على توازن الجلوكوز.

تغذي الأعصاب الأدرينالية والكولينية الجزر بشكل غني. يعمل تحفيز مستقبلات الأدرينالية α_2 على تثبيط إفراز الأنسولين، في حين تعمل منبهات مستقبلات الأدرينالية β_2 وتحفيز العصب المبهم على تعزيز الإطلاق. تعمل العديد من الحالات مثل نقص سكر الدم ونقص الأكسجين وممارسة الرياضة والحروق الشديدة التي تنشط الفرع الودي من الجهاز العصبي اللاإرادي على قمع إفراز الأنسولين عن طريق تحفيز مستقبلات الأدرينالية α_2.