Glukosehomöostase: Langerhans-Inseln und Insulinsekretion

Die Bauchspeicheldrüse besteht aus stark vaskularisierten und innervierten Pankreasinseln, die α-, β-, δ-, PP- und ε endokrine Zellen umfassen.

Unter ihnen produzieren und sezernieren β Zellen Insulin, was die übermäßige Aufnahme von Glukose aus dem Blut erleichtert.

Zunächst spaltet und faltet sich das im endoplasmatischen Retikulum synthetisierte Präproinsulin zu Proinsulin, das in den Golgi-Apparat transloziert und in Vesikeln eingeschlossen wird. Hier werden durch enzymatisches Clipping Insulin und C-Peptid erzeugt.

Die Insulinsekretion wird durch Glukose ausgelöst, die über das GLUT1 in die menschlichen β Zellen gelangt, eine Glucokinase-vermittelte Phosphorylierung durchläuft und Glucose-6-phosphat bildet, das in den glykolytischen Weg eintritt.

Die daraus resultierende ATP-Erhöhung hemmt den_K-ATP-Kanal und depolarisiert die Zellmembran.

Dies löst eine spannungsabhängige Ca2⁺-Kanalöffnung aus, erhöht den zytosolischen Ca2⁺-Spiegel und fördert die vesikuläre Exozytose und Insulinfreisetzung.

Erkrankungen wie Hypoglykämie, Hypoxie, Bewegung und schwere Verbrennungen stimulieren die α 2-Adrenozeptor-G-i-Protein-Kopplung, senken den cAMP-Spiegel und die Insulinsekretion.