Bukspottkörteln, insulin, glukagon

Bukspottkörtelns anatomi

Bukspottkörteln (pankreas) är ett långsmalt organ beläget retroperitonealt bakom magsäcken. Den delas in i ett huvud, en kropp och en svans. Den har både exokrina och endokrina funktioner. Den exokrina vävnaden utgör majoriteten av pankreas och producerar matsmältningsenzymer. Den endokrina delen består av små kluster av celler som kallas Langerhanska öar, vilka är utspridda i hela organet, mest koncentrerade i svansen.

Inom de Langerhanska öarna finns flera specialiserade celltyper. De två mest framträdande är β-celler, centralt lokaliserade och ansvariga för produktion av insulin, samt α-celler, som ligger mer perifert och producerar glukagon. Öarna är rikligt vaskulariserade för att snabbt kunna känna av och påverka blodets sammansättning.

Bukspottkörtelns fysiologi

Den endokrina delen av bukspottkörteln reglerar glukoshomeostas via frisättning av insulin från β-celler och glukagon från α-celler. Insulin sänker blodglukos genom att främja glukosupptag i lever, muskler och fettväv samt stimulera syntes av glykogen, fett och protein. Glukagon verkar motsatt genom att höja blodglukos, främst genom att stimulera leverns glykogenolys och glukoneogenes.

Frisättningen av dessa hormoner styrs framför allt av blodets glukoskoncentration. Högt glukos stimulerar insulinsekretion, medan lågt glukos stimulerar glukagonfrisättning. Även aminosyror, mag-tarmhormoner och sympatiska respektive parasympatiska signaler påverkar utsöndringen. Den täta blodförsörjningen och närheten till portakretsloppet möjliggör snabb respons på förändringar i näringsnivåer. Den endokrina pankreas är alltså central för att kroppen ska kunna balansera energibehov, lagring och mobilisering.

Insulin

Insulin är ett peptidhormon som produceras i β-celler i de Langerhanska öarna i bukspottkörteln. Det frisätts främst som svar på förhöjd blodglukosnivå. Hormonet är avgörande för kroppens energiupptag och lagring, genom att underlätta upptag av glukos i insulinberoende vävnader såsom muskler och fett. Insulin påverkar även proteinsyntes, fettlagring och hämmar glukoneogenes. Effekten förmedlas via bindning till insulinreceptorer vilket aktiverar intracellulära signalvägar såsom PI3K/AKT.

Insulinets verkningskedja

Nr	Vad	Var	Stimuleras av	Hämmas av	Förklaring
1	Glukossensor	β-cellens membran	Högt blodglukos	Lågt blodglukos	Glukos tas upp via GLUT2 och metaboliseras. ATP/ADP-kvoten ökar, vilket stänger ATP-känsliga kaliumkanaler.
2	Depolarisering	β-cellens membran	ATP-stängda K⁺-kanaler	Öppen K⁺-kanal	Stängning av K⁺-kanaler leder till depolarisering som öppnar spänningsstyrda Ca²⁺-kanaler. Kalcium flödar in.
3	Exocytos av insulin	β-cellens cytosol/membran	Intracellulärt Ca²⁺	Brister i ATP/Ca²⁺	Förhöjt kalcium stimulerar vesikelsammansmältning med plasmamembranet och frisättning av insulin via exocytos.
4	Receptorbindning	Målcellens yta (muskel, fett)	Närvaro av insulin	Insulinresistens	Insulin binder till tyrosinkinasreceptorn vilket utlöser autofosforylering och intracellulär signaltransduktion.
5	Signalering	Målcellens cytoplasma	Receptoraktivering	Defekt signalväg	PI3K/AKT-vägen aktiveras, vilket leder till translokering av GLUT4 till membranet samt aktivering av enzymer.
6	Glukosupptag	Muskel- och fettcellens membran	GLUT4 i membranet	Avsaknad av insulin	GLUT4 transportörer möjliggör diffusion av glukos in i cellen för metabolism eller lagring som glykogen eller fett.
7	Proteinsyntes & enzymaktivering	Målcellens cytoplasma och ribosomer	AKT-mTOR-signalering	Katabola signaler	Aktivering av proteinsyntes genom mTOR samt uppreglering av lipogenes och glykogensyntes via enzymde-/fosforylering.

Glukagon

Glukagon är ett peptidhormon som produceras av α-celler i de Langerhanska öarna i pankreas. Dess huvudsakliga funktion är att motverka hypoglykemi genom att stimulera glykogenolys och glukoneogenes i levern. Glukagon frisätts i huvudsak vid lågt blodsocker, och verkar genom att binda till G-proteinkopplade receptorer vilket leder till aktivering av cAMP-beroende signalvägar.

Glukagons verkningskedja

Nr	Vad	Var	Stimuleras av	Hämmas av	Förklaring
1	Glukossensor	α-cellens membran	Lågt blodglukos	Högt blodglukos, insulin	Vid låg glukosnivå minskar intracellulär ATP, vilket håller K⁺-kanaler öppna och upprätthåller membranpotentialen som möjliggör exocytos av glukagon.
2	Exocytos	α-cellens membran	Ca²⁺-inflöde	Insulin, somatostatin	Ca²⁺ inflödar genom spänningsstyrda kanaler och triggar vesikelsammansmältning med plasmamembranet → glukagonfrisättning.
3	Receptorbindning	Levercellens membran	Glukagon i blodet	Receptorblockad	Glukagon binder till sin Gs-kopplade receptor på hepatocyter, aktiverar adenylatcyklas och ökar cAMP.
4	Signaltransduktion	Hepatocytens cytoplasma	cAMP	Fosfodiesteraser	Ökat cAMP aktiverar PKA som fosforylerar målproteiner, inklusive enzymer för glykogenolys och glukoneogenes.
5	Enzymaktivering	Cytoplasma & kärna	PKA-fosforylering	Insulin	Aktivering av glykogenfosforylas för nedbrytning av glykogen och stimulering av PEPCK och FBPase för glukoneogenes.
6	Glukosfrisättning	Levercellens membran	Enzymaktivitet	Brister i glukos-6-fosfatas	Glukos transporteras ut i blodet via GLUT2. Resultatet är ökad blodglukosnivå som motverkar hypoglykemi.