Aufbau des Pankreas und Hormone der Inselzellen
Das Pankreas ist exokrine und endokrine Drüse zugleich. Seine Langerhans-Inseln bilden Insulin, Glucagon und Somatostatin.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Pankreas ist eine gemischte Drüse: Azinuszellen bilden exokrin Verdauungsenzyme, die Langerhans-Inseln bilden endokrin Hormone.
- Exokrine Zellen liegen im ganzen Organ, und beide Anteile setzen Proteine bzw. Peptide frei, etwa Amylase und Insulin.
- Insulin stammt aus den B-Zellen, Glucagon aus den A-Zellen der Langerhans-Inseln.
- Somatostatin aus den D-Zellen wird endokrin ins Blut abgegeben und hemmt die Insulinfreisetzung.
- Insulin und Glucagon sind Peptidhormone und binden an membranständige Rezeptoren.
- Pankreatisches Insulin gelangt über die Pfortader zuerst zur Leber, dann in den Körperkreislauf.
Worum es geht
Das Pankreas liefert Verdauungsenzyme für den Darm und Hormone für den Blutzucker. Wer Insulinpräparate, orale Antidiabetika oder Somatostatin-Analoga wie Octreotid verstehen will, muss wissen, welche Zelle welches Hormon bildet und wohin es gelangt.
Exokriner und endokriner Anteil
Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse) ist eine gemischte Drüse. Es arbeitet zugleich exokrin und endokrin. Exokrin heißt, dass das Sekret über einen Ausführungsgang nach außen fließt, hier ins Duodenum. Endokrin heißt, dass Hormone direkt ins Blut gelangen.
Beide Aufgaben übernehmen unterschiedliche Zellarten. Den weitaus größten Teil des Organs bilden die Azinuszellen des exokrinen Anteils. Sie liegen im ganzen Organ verteilt, im Kopf und Körper ebenso wie im Schwanz (Cauda). Zwischen ihnen sind die Langerhans-Inseln eingestreut. Man kann sich das wie kleine Inseln in einem Meer aus Drüsengewebe vorstellen.
- Azinuszellen, rund 98 % der Organmasse
- Sekret über den Ausführungsgang ins Duodenum
- Beispiel: α-Amylase
- Langerhans-Inseln, etwa 1 bis 2 % der Masse
- Abgabe direkt ins Blut
- Beispiel: Insulin
Eine Gliederung in Rinde und Mark gibt es im Pankreas nicht. Anders als bei der Nebenniere heißt der exokrine Anteil deshalb nicht Cortex. Gemeinsam ist beiden Anteilen die chemische Natur ihrer Produkte. Es sind Proteine bzw. Peptide, vom Verdauungsenzym Amylase bis zum Hormon Insulin. Abgabeweg und Steuerung des Verdauungssaftes behandelt die Seite zum exokrinen Pankreas.
Kugelige Zellgruppe aus endokrinen Zellen, gut kapillarisiert und im exokrinen Gewebe verstreut. Ein Mensch besitzt etwa eine bis zwei Millionen davon.
Zelltypen der Langerhans-Inseln
Eine Insel enthält mehrere Zelltypen. Jeder bildet ein eigenes Hormon und gibt es endokrin ins Blut ab.
Die B-Zellen (\(\beta\)-Zellen) stellen mit 60 bis 80 % die Mehrheit. Sie bilden Insulin, das den Blutzucker senkt. Die A-Zellen (\(\alpha\)-Zellen) machen etwa 15 bis 20 % aus. Sie bilden Glucagon, den Gegenspieler, der den Blutzucker hebt. Die Wirkungen beider Hormone im Stoffwechsel stehen unter Insulin und Glucagon.
Wird im Examen gerne gefragt: Insulin stammt aus den B-Zellen der Langerhans-Inseln, also aus dem endokrinen Pankreas. Achte auf die Zuordnung, denn die A-Zellen bilden Glucagon.
Glucagon entsteht hauptsächlich im Pankreas. Die Leber ist sein wichtigstes Zielorgan, aber nicht sein Bildungsort. Auch Lunge und Gallenblase bilden kein Glucagon.
Der dritte Zelltyp sind die D-Zellen (\(\delta\)-Zellen) mit etwa 5 bis 10 %. Sie bilden Somatostatin. Es wird wie Insulin und Glucagon endokrin abgegeben, also ins Blut und nicht in den Ausführungsgang zum Duodenum. Zusätzlich wirkt es direkt auf die Nachbarzellen der Insel. Somatostatin hemmt die Insulinfreisetzung und ebenso die Glucagonfreisetzung. Die Glucoseaufnahme in Muskel- und Fettzellen fördert es dagegen nicht, das ist eine Insulinwirkung. Wie die Insulinfreisetzung sonst gesteuert wird, zeigt die Seite zur Regulation der Insulinfreisetzung.
B wie Blutzucker senken: B-Zellen bilden Insulin. A-Zellen bilden Glucagon, D-Zellen bremsen mit Somatostatin beide.
Chemische Natur und Rezeptoren
Insulin und Glucagon sind Peptidhormone und damit aus Aminosäuren aufgebaut. Glucagon ist ein einkettiges Polypeptid aus 29 Aminosäuren. Insulin besteht aus 51 Aminosäuren in zwei Ketten. Beide sind also keine Steroide.
Die B-Zelle synthetisiert zuerst Proinsulin. Daraus wird das C-Peptid herausgeschnitten. Übrig bleiben die A-Kette mit 21 und die B-Kette mit 30 Aminosäuren. Zwei Disulfidbrücken verbinden die Ketten, eine dritte liegt innerhalb der A-Kette.
Peptidhormone sind hydrophil und passieren die Zellmembran nicht. Sie binden daher an membranständige Rezeptoren und nicht an cytosolische. Der Insulinrezeptor gehört zu den Rezeptortyrosinkinasen. Mehr zu diesem Prinzip steht bei den Grundprinzipien hormonaler Regulation.
Weg über die Pfortader
Das Venenblut des Pankreas fließt nicht direkt zum Herzen. Es sammelt sich über die Pankreasvenen in der V. lienalis und der V. mesenterica superior. Beide münden in die Pfortader. Insulin erreicht deshalb zuerst die Leber und erst danach über Lebervenen und V. cava inferior den Körperkreislauf.
Die Leber erhält so die höchste Insulinkonzentration im Körper. Sie nimmt bei dieser ersten Passage etwa die Hälfte des Insulins auf und baut es ab. Subkutan gespritztes Insulin umgeht diesen Weg und gelangt zuerst in den Körperkreislauf.
Quiz
Aussage 1
Die Leber ist der Hauptbildungsort von Glucagon.
Glucagon entsteht hauptsächlich in den A-Zellen der Langerhans-Inseln des Pankreas. Die Leber ist sein Zielorgan.
Aussage 2
Insulin wird in den A-Zellen der Langerhans-Inseln gebildet.
Insulin stammt aus den B-Zellen (\(\beta\)-Zellen). Die A-Zellen bilden Glucagon.
Aussage 3
Sowohl die exokrinen als auch die endokrinen Produkte des Pankreas sind Proteine bzw. Peptide.
Verdauungsenzyme wie die Amylase sind Proteine, Hormone wie Insulin sind Peptide.
Aussage 4
Somatostatin aus den Langerhans-Inseln hemmt die Freisetzung von Insulin.
Somatostatin aus den D-Zellen hemmt die Freisetzung von Insulin und Glucagon.
Aussage 5
Der Insulinrezeptor sitzt in der Zellmembran der Zielzelle.
Insulin ist ein hydrophiles Peptidhormon und bindet an einen membranständigen Rezeptor, eine Rezeptortyrosinkinase.
Aussage 6
Aus dem Pankreas freigesetztes Insulin erreicht den Körperkreislauf, bevor es zur Leber gelangt.
Das Pankreasvenenblut fließt in die Pfortader. Insulin erreicht deshalb zuerst die Leber und erst danach den Körperkreislauf.
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