Войти
Высвобождение инсулина из поджелудочной железы является пульсирующим с периодом 3-6 минут. 55>концентрация инсулина в крови увеличивается после еды и постепенно возвращается к базовому уровню в течение следующих 1-2 часов. Однако базальный уровень инсулина нестабилен. Он колеблется с регулярным периодом 3-6 мин. После еды амплитуда этих колебаний увеличивается, но периодичность остается постоянной. Считается, что колебания важны для чувствительности к инсулину, поскольку предотвращают подавление рецепторов инсулина в клетках-мишенях. Такое подавление лежит в основе резистентности к инсулину, которая характерна для диабета 2 типа. Следовательно, было бы выгодно вводить инсулин диабетическим пациентам таким образом, чтобы имитировать собственные колебания. Колебания инсулина вызываются пульсирующим высвобождением гормона из поджелудочной железы. Инсулин происходит из бета-клеток, расположенных в островках Лангерганса. Поскольку каждый островок содержит до 2000 бета-клеток, а в поджелудочной железе имеется один миллион островков, очевидно, что пульсирующая секреция требует сложной синхронизации как внутри, так и между островками Лангерганса.
Пульсирующее высвобождение инсулина из отдельных бета-клеток синхронизируется в каждом островке Лангерганса, а также среди всех островков поджелудочной железы. Пульсирующая секреция инсулина отдельными бета-клетками обусловлена колебаниями концентрации кальция в клетках. В бесконтактных бета-клетках периодичность этих колебаний весьма непостоянна (2-10 мин). Однако внутри островка Лангерганса колебания синхронизируются за счет электрической связи между близко расположенными бета-клетками, соединенными щелевыми переходами, и периодичность более равномерная (3-6 мин).
Координация пульсирующее высвобождение инсулина. В дополнение к щелевым соединениям, координация осуществляется с помощью передачи сигналов АТФ. Пульсирующее высвобождение инсулина из всей поджелудочной железы требует, чтобы секреция синхронизировалась между 1 миллионом островков в органе длиной 25 см. Подобно кардиостимулятору, поджелудочная железа соединена с черепным нервом 10 и другими, но колебания выполняются внутрипанкреатическими нейронами и не требуют ввода нервных импульсов из мозга. Не совсем ясно, какие нейронные факторы объясняют эту синхронизацию, но могут быть задействованы АТФ, а также газы NO и CO. Эффект этих нервных факторов заключается в том, чтобы вызвать внезапное резкое повышение уровня кальция в цитоплазме за счет высвобождения кальция из эндоплазматического ретикулума (ER) бета-клеток. Это повышение приводит к высвобождению АТФ из бета-клеток. Высвободившийся АТФ, в свою очередь, связывается с рецепторами на соседних бета-клетках, что приводит к регенеративной волне быстрого повышения уровня кальция среди клеток внутри островка. Считается, что этот сигнал увлекает пульсирующее высвобождение инсулина из островков в общий панкреатический ритм.
Колебания инсулина особенно выражены в воротной вене, доставляющей кровь от поджелудочной железы до печени, которая является основной мишенью для инсулина. Нарушения колебаний инсулина возникают на ранних стадиях диабета 2 типа и могут способствовать развитию инсулинорезистентности. Следовательно, пульсирующая доставка инсулина в воротную вену или трансплантация островковых клеток в печень пациентов с диабетом являются привлекательными терапевтическими альтернативами.
