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Diabete,
cellule
α e cellule β pancreatiche.
appunti del
dott.
Claudio Italiano
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Nella storia naturale del DMT2 dapprima compare l’insulinoresistenza,
cioè il segnale insulinico non è recepito in periferia, per cui la cella
β deve sottoporsi ad un ulteriore lavoro secretivo di insulina per
compensare la ridotta efficacia insulinica. Ma anche il glucagone, come
oggi sappiamo, svolge un ruolo chiave nel determinare il
diabete in quanto la presenza di tale ormone, prodotto dalle cellule
α pancreatiche, in periferia determina un incremento della
neoglucogenesi epatica, cioè del processo che porta alla produzione di
glucosio (cfr
glucidi). Infine nel paronama del diabete, di recente, trova spazio
il tanto negletto e trascurato GLP1, l’ormone prodotto dal tubo
digerente ed implicato nel trofismo della beta cellula pancreatica e
nell’inibizione della secrezione di glucoagone (cfr
terapia incretinica).
A fianco è rappresentata un'isola di Langherans del
pancreas umano, con le cellule α, β e δ pancreatiche,
rispettivamente colorate con l'immunoistochimica in verde, rosso e blu.
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Le isole pancreatiche, dette di Langherans dal nome
dello studioso che le individuò verso la fine del XIX secolo, sono nel
pancreas umano almeno un milione e rappresentano l’1-2% della massa
dell’intero organo. Istologicamente appaiono come delle strutture
ovoidali, con dimensioni da pochi micron fino a 200-300 µ. Le cellule α
e le cellule β pancreatiche, nell’uomo, a differenza di altre specie di
mammiferi, si trovano incastrate le une verso le altre nell’ambito
dell’isola di Langherans, associate alle cellule δ che producono la
somatostatina. Le isole sono dotate di una vascolarizzazione assai
ricca, stante la loro funzione nell’ottica del metabolismo dei glucidi.
Infatti le cellule beta producono insulina e l’insulina, come sappiamo,
è la chiave che regola il metabolismo del glucosio, cioè l’ormone che
consente alla cellula di captare al suo interno il principale
combustibile disponibile per l’uomo, cioè il glucosio, appunto (cfr
diabete). La normale funzione β cellulare dipende
dall’integrità dei meccanismi che regolano la sintesi ed il rilascio
dell’insulina, nonché dalla massa complessiva delle insule. Infatti, al
momento della diagnosi di diabete (cfr
diabete
prevenzione_diabete ) almeno il 50% della massa delle cellule è
perduta. |
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Secrezione insulinica.
Una volta che il glucosio è in circolo, dopo
l’assimilazione degli alimenti, tale molecola è alla base dei meccanismi
che conducono al rilascio di insulina. Infatti si ritiene che il
glucosio entri nella cellula beta ad opera di specifici
gluco-trasportatori, in particolare GLUT2 e GLUT1; quindi il glucosio
viene fosforilato dall’enzina glucochinasi e quindi avviato alla catena
gli colitica. Il piruvato che ne deriva entra nel mitocondrio attraverso
il ciclo degli acidi tricarbossilici ed i successivi avvenimenti
mitocondriali della catena respiratoria portano alla produzione di ATP.
L’aumento del rapporto ATP/ADP induce la chiusura a livello della
membrana cellulare del canale del potassio ATP dipendente, cui consegue
l’apertura dei canali del calcio voltaggio-dipendenti, con ingresso
degli ioni calcio nella cellula. Quest’ultimo meccanismo determina la
liberazione di insulina attraverso la degranulazione. Tale liberazione
riconosce una prima fase rapida a cui segue una fase prolungata; inoltre
la secrezione è pulsatile. Fino a quando la massa delle insule è
conservata o, addirittura, accresciuta come nel giovane, tutto rientra
nella fisiologia dei metabolismi. Quando, invece, si va avanti negli
anni, allora i fenomeni apoptosici prevalgono sulla rigenerazione
cellulare.
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Nell’orizzonte del diabete, un ruolo chiave è svolto,
ancora, dalla cellula alfa pancreatica, che ha una funzione antitetica a
quella beta e che produce il glucagone. Il glucagone promuove il
rilascio di glucosio dal fegato nel periodo di digiuno, cioè a 3-4 ore
dal pasto, evitando le pericolose crisi
ipoglicemiche. Il problema, però, è che nel diabete, quando cioè la
glicemia è elevata anche a digiuno, il glucagone è sempre attivo e la
neoglucogenesi avviene perfino contro valori di glicemia elevate in
circolo. A livello delle cellule bersaglio il glucagone si lega a
specifici recettori di membrana e tale evento attiva l’enzima adenilato
ciclasi che a sua volta catalizza la reazione dell’ATP in AMP ciclico e
che a sua volta attiva delle protein chinasi dette AMP ciclico
dipendenti e dunque la fosforilazione di enzimi intracellulari
responsabili dell’effetto del glucagone. Nel diabetico l’attvità
dell’alfa cellula è esagerata e cosi pure la cellula alfa non riconosce
lo stimolo inibitorio esercitato dall’elevata glicemia. Alcuni autori
parlerebbero anche di aumento di volume delle cellule alfa nel
diabetico.
Stando così le cose nel paziente diabetico, ai fini del
trattamento occorre tenere presente che: |
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·
Le cellule beta sono ridotte di numero e la
funzione beta-cellulare va incontro ad esaurimento
·
Le cellule alfa sono svincolare dal controllo
esercitato dalla iperglicemie e presentano un volume maggiore ed una
funzionalità esacerbata
·
C’è il ruolo di altri ormoni nel metabolismo
della glicemia, fra cui il
GLP-1 .
A fianco viene rappresentato un modello di
laboratorio, quello dei ratti Goto_kakizaki dove attraverso la
stimolazione con GLP-1 si è ottenuto un ripristino della massa e della
funzione delle cellule beta-pancreatiche.
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