Trzustka (pancreas) nazywana jest narządem podwójnego wydzielania. Składa się z części zewnątrzwydzielniczej (egzokrynnej) o strukturze pęcherzykowej oraz z części wewnątrzwydzielniczej (endokrynnej), występującej w formie zgrupowań komórek nazywanych wyspami Langerhansa. Pierwsza z nich stanowi główną masę trzustki i odpowiada za produkcję enzymów trawiennych, uwalnianych przewodami trzustkowymi do dwunastnicy. Endokrynna część trzustki, stanowiąca jedynie 3% jej ogólnej masy, syntetyzuje i uwalnia hormony: glukagon, insulinę, somatostatynę oraz polipeptyd trzustkowy.
Insulina i glukagon biorą udział w regulacji metabolizmu węglowodanów, białek i tłuszczów. Z kolei somatostatyna i polipeptyd trzustkowy odpowiadają głównie za hamowanie czynności wydzielniczej trzustki.
1. Anatomia
Trzustka znajduje się w bliskim sąsiedztwie dwunastnicy i żołądka. W pełni wykształcony narząd składa się z trzech części: głowy (caput pancreatis), trzonu (corpus pancreatis) i ogona (cauda pancreatis). Pomiędzy dwoma pierwszymi częściami znajduje się niewielkie przewężenie – cieśń trzustki.
Z trzustki do dwunastnicy uchodzą dwa przewody: przewód trzustkowy główny (przewód Wirsunga) i dodatkowy (przewód Santoriniego). Ich zadaniem jest odprowadzanie soku trzustkowego.
2. Komórki wysp trzustkowych
U ludzi można wyróżnić cztery główne rodzaje komórek budujących wyspy Langerhansa. Pierwszy typ to komórki A (alfa), które wytwarzają glukagon. Otaczają one komórki B (beta) syntetyzujące insulinę. To komórki B stanowią najliczniejsza grupę, bo aż 60-75% wszystkich komórek budujących wyspy trzustkowe. Mniej liczne komórki D (delta) produkują somatostatynę, a te oznaczane symbolem F (PP) – polipeptyd trzustkowy. Odkryto, że w wyspach Langerhansa znajdują się również komórki E (epsilon), które wytwarzają grelinę. Ich liczba jest dość duża podczas życia płodowego, jednak zmniejsza się po urodzeniu.
3. Wydzielanie i działanie hormonów trzustki
3.1. Insulina
Insulina to polipeptyd odgrywający zasadniczą rolę w metabolizmie węglowodanów. Jej prekursorem jest proinsulina – prohormon zbudowany z dwóch łańcuchów aminokwasowych: łańcucha A zbudowanego z 21 aminokwasów oraz łańcucha B, który tworzy 30 aminokwasów. Połączone są one peptydem C. Insulina powstaje w wyniku odłączenia tego ostatniego od cząsteczki proinsuliny. Zarówno insulina, jak i peptyd C wydzielane są z ziarnistości komórek B w równoważnych ilościach. Insulina działa po przyłączeniu się do podjednostki alfa specyficznego receptora błonowego, występującego głównie w komórkach wątroby, mięśniach, tkance tłuszczowej oraz w leukocytach.
Insulina przeciwdziała nadmiernemu wzrostowi stężenia cukru we krwi, gdyż ułatwia transport glukozy do komórek. Dodatkowo stymuluje proces gromadzenia glukozy w postaci glikogenu w mięśniach i wątrobie. Pod jej wpływem hamowana jest lipoliza oraz uwalnianie kwasów tłuszczowych i glicerolu z trójglicerydów. Insulina zwiększa także transport aminokwasów do komórki, nasila syntezę białka i przenikanie jonów potasu do komórek. Jej wypadkowym działaniem jest magazynowanie węglowodanów, białek i tłuszczów. Z tego względu bywa ona nazywana „hormonem obfitości”.
3.2. Amylina
Z komórek B wysp trzustkowych wydzielany jest też inny polipeptyd – amylina. Hamuje ona wydzielanie glukagonu z komórek A, spowalnia opróżnianie żołądka, opóźnia przejście pokarmu do jelit iwchłanianie glukozy, a więc przeciwdziała nadmiernemu wzrostowi stężenia cukru we krwi po posiłku.
3.3. Glukagon
Glukagon wydzielany jest w wyniku spadku poziomu cukru we krwi. Odpowiada za uwalnianie glukozy i kwasów tłuszczowych. Działa głównie w wątrobie i w tkance tłuszczowej po przyłączeniu się do obecnego w ich komórkach receptora. Glukagon aktywuje glukoneogenezę (proces wytwarzania glukozy z innych związków) i glikogenolizę (proces rozkładu glikogenu do glukozy) w wątrobie, dzięki czemu stężenie glukozy we krwi wzrasta. W tkance tłuszczowej aktywuje lipazę hormonozależną, co skutkuje wzrostem lipolizy, uwalnianiem wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu do krwi. W dużych dawkach wykazuje działanie inotropowe na mięsień sercowy – wzmacnia siłę skurczu serca.
3.4. Somatostatyna
Somatostatyna wydzielana jest przez komórki D wysp Langerhansa, ale również przez komórki układu pokarmowego i układu nerwowego. Jej fizjologicznie działanie polega głównie na hamowaniu wydzielania somatotropiny przez przysadkę mózgową oraz pepsyny i kwasu solnego przez żołądek. W trzustce zmniejsza sekrecję insuliny i glukagonu oraz soku trzustkowego. Redukuje przepływ krwi w jelitach, spowalnia ich perystaltykę oraz wchłanianie węglowodanów. Wzmaga natomiast wchłanianie wody i elektrolitów.
3.5. Polipeptyd trzustkowy
Uwalnianie polipeptydu trzustkowego nasila się znacznie po przyjęciu posiłku bogatego w białka. Zadaniem tego hormonu jest samoregulacja czynności wydzielniczej trzustki poprzez hamowanie sekrecji produkowanych przez nią hormonów. Polipeptyd trzustkowy wpływa na funkcje pokarmowe: pobudza wydzielanie soku żołądkowego, opóźnia opróżnianie żołądka, hamuje kurczliwość pęcherzyka żółciowego, uczestniczy w regulacji motoryki jelit i poziomu glikogenu w wątrobie.
4. Zaburzenia czynności wydzielniczej trzustki
4.1. Cukrzyca
Następstwem niedoboru insuliny lub jej niewłaściwego działania jest choroba metaboliczna – cukrzyca. Charakteryzuje się ona przewlekłą hiperglikemią i nieprawidłową przemianą węglowodanów, białek i tłuszczów. U większości pacjentów diagnozuje się cukrzycę 1 lub 2 typu. Pozostałe przypadki tej choroby wynikają m.in. z mutacji w materiale genetycznym komórek beta trzustki, defektów genetycznych działania insuliny oraz zaburzeń zewnątrzwydzielniczej czynności trzustki. Mogą być one również rezultatem działania niektórych leków i substancji chemicznych.
Główne objawy cukrzycy to: wielomocz, zwiększone pragnienie, ubytek masy ciała mimo zwiększonego łaknienia, cukromocz, ketoza, kwasica metaboliczna, zaburzenia widzenia i koncentracji, upośledzenie gojenia się ran. W ostateczności nieleczona cukrzyca może doprowadzić do śpiączki, a nawet do śmierci.
4.1.1. Cukrzyca typu 1
Ten typ cukrzycy, nazywany również cukrzycą insulinozależną, rozwija się w wyniku zniszczenia komórek B trzustki na drodze autoagresji lub w wyniku działania czynników środowiskowych. Produkcja insuliny staje się wówczas niemożliwa. Około 90% przypadków tego typu cukrzycy dotyczy dzieci i osób przed 30. rokiem życia.
Choroba ta może być kontrolowana poprzez podawanie insuliny w postaci zastrzyków lub za pomocą pompy insulinowej. Jedną z nowszych metod jest przeszczepienie komórek wysp trzustkowych.
4.1.2. Cukrzyca typu 2
Cukrzyca typu 2, inaczej cukrzyca insulinoniezależna, to najczęściej spotykany typ cukrzycy. Rozwija się w wyniku uwarunkowań genetycznych oraz niezdrowego stylu życia, dlatego uważana jest obecnie za chorobę cywilizacyjną. Jej patogeneza wciąż pozostaje niejasna. Uważa się, że u jej podstaw może leżeć insulinooporność – obniżona wrażliwość tkanek na insulinę. Początkowo insulinooporność prowadzi do hiperinsulinemii, jednak z czasem mechanizmy regulacyjne zaczynają zawodzić. Dochodzi wówczas do zaburzeń w gospodarce węglowodanowej, rozwoju stanu przedcukrzycowego i w końcu cukrzycy typu 2.
Ze względu na powolny rozwój hiperglikemii cukrzyca typu 2 przez wiele lat może przebiegać bez wyraźnych objawów. Często rozpoznawana jest przypadkowo podczas badań profilaktycznych. Utajenie choroby powoduje opóźnienie wprowadzenia terapii. Tymczasem wczesne podawanie leków może zapobiegać pojawieniu się powikłań, takich jak: miażdżyca naczyń mózgowych i wieńcowych, uszkodzenia siatkówki, nefropatia, zgorzel stopy, nerwobóle czy czyraki.
4.2. Przewlekłe zapalenie trzustki
Przewlekły stan zapalny toczący się w trzustce prowadzi do jej zniszczenia. Narząd ten traci wówczas czynność zewnątrz- i wewnątrzwydzielniczą U ponad połowy pacjentów chorych na przewlekłe zapalenie trzustki występują zaburzenia gospodarki węglowodanowej. Uszkodzone komórki B wytwarzają mniej insuliny, co może doprowadzić do rozwoju cukrzycy wtórnej. W zaawansowanym stadium destrukcji ulegają także komórki A, co prowadzi do pojawienia się okresów hipoglikemii.
Najczęstszą przyczyną zapalenia trzustki jest nadmierne spożywanie alkoholu. W grupie osób nadużywających wysokoprocentowych trunków spotykany jest też największy odsetek pacjentów z cukrzycą wtórną. Gdy przyczyna tego schorzenia jest inna, zaburzenia gospodarki węglowodanowej występują rzadziej. Jeżeli jednak już się pojawią, to najczęściej w postaci cukrzycy typu 2 lub nieprawidłowej tolerancji glukozy.