25.2: הומאוסטזיס של גלוקוז: איי הלבלב והפרשת אינסולין

איי הלבלב המהווים רק 1%-2% מהנפח הם מיני-איברים בעלי כלי דם ועצבים. הם מכילים חמישה סוגים של תאים אנדוקריניים, כולל תאי β המפרישים אינסולין אשר מסונתז כשרשרת פוליפפטידית אחת, פרה-פרואינסולין, עובר עיבוד לפרואינסולין ולבסוף לאנסולין ולפפטיד-C. תהליך זה מורכב ומבוקר, וכולל את מערכת גולג'י הרשתית התוך-פלסמית, והגרנולות ההפרשתיות של תא-β.

אינסולין ופפטיד-C מופרשים יחד בכמויות שוות. בעוד שלאינסולין זמן מחצית חיים של 5-6 דקות עקב סינון משמעותי בכבד, לפפטיד-C, שאין לו תפקיד פיזיולוגי ידוע או קולטן, זמן מחצית של כ-30 דקות. תא ה-β מסנתז ומפריש גם פוליפפטיד עמילואידי של האי (IAPP) או עמילין, פפטיד המשפיע על תנועתיות מערכת העיכול ומהירות ספיגת הגלוקוז. פרמלינטיד, תרופה המשמשת לטיפול בסוכרת, מחקה את פעולת ה-IAPP.

הפרשת אינסולין מבוקרת בקפידה על מנת לשמור על ריכוזי גלוקוז יציבים בדם במצבי צום והכלה. בקרה זו מתבצעת באמצעות באמצעות אינטראקציה עם חומרים מזינים, הורמונים ממערכת העיכול, הורמונים מהלבלב, ומוליכים עצביים אוטונומיים. גלוקוז, חומצות אמינו, חומצות שומן וגופי קטון מקדמים הפרשת אינסולין. GLUT1 מתווך ספיגת גלוקוז בתאי β אנושיים, מה שמוביל לזרחון גלוקוז ולייצור ATP. כתוצאה מכך, תעלת K_ATP נסגרת, מה שמקדם כניסת יוני Ca^2+ והפרשת אינסולין. גלוקגון מתאי α פועל כנגד אינסולין ושומר על הומאוסטזיס.

איי הלבלב מעוצבבים בעושר על ידי עצבים אדרנרגיים וכולינרגיים. גירוי קולטני α_2 אדרנרגיים מעכבות הפרשת אינסולין, בעוד שאגוניסטים של קולטני β_2 אדרנרגיים וגירוי עצב הואגוס מגבירים את ההפרשה. מצבים שונים כגון היפוגליקמיה, היפוקסיה, פעילות גופנית וכוויות חמורות המפעילים את הענף הסימפתטי של מערכת העצבים האוטונומית מדכאים הפרשת אינסולין על ידי גירוי קולטני α_2 אדרנרגיים.