Termin 3 · Homeostas · PBL Fall 13

Pankreas

Endokrina pankreas, glukosreglering och diabetes

01 · Fallet

Patientfallet

En patient med känd diabetes kommer in trött, illamående och kräks. Hen har druckit ovanligt mycket vatten, är sluddrig i talet och andas först djupt och sedan snabbt.

Status och prover

Andning
Hyperventilerar, först djup, sedan snabb
Blodtryck
Lågt, 95/65
B-pH
Lågt
B-basöverskott
Lågt
Hb
Högt (177)
P-Natrium
Lågt
P-O₂
Högt
P-Kalium
Normalt
SR
Normal

Patienten får koksaltlösning och injektioner av insulin. Vid uppföljning ligger HbA1c på högsta normalvärdet.

Central fråga: hur hänger lågt pH, hyperventilation, högt Hb och lågt blodtryck ihop hos en diabetiker, och varför ger man kalium trots att P-Kalium är normalt?

02 · Prioritera

Tentafokus

Det här måste du kunna på det här fallet:

  • De endokrina cellerna i de langerhanska öarna och vilket hormon var och en utsöndrar
  • Hur och när insulin, glukagon och katekolaminer frisätts, och deras verkningsmekanismer
  • Insulinfrisättningens steg i betacellen, från GLUT2 till exocytos
  • Skillnaden mellan typ 1- och typ 2-diabetes, orsak, andel och förlopp
  • Hur metabolismen ställer om mellan födotillstånd och fasta
  • Varför insulinbrist leder till ketoacidos och hur vätske-, elektrolyt- och syra-basbalansen rubbas

03 · Anatomi

Endokrina pankreas

Det här fallet handlar om den endokrina delen av pankreas, hormonerna som går ut i blodet. Den exokrina delen, som tömmer enzymer i tarmen, hörde till GI-veckan. De endokrina cellerna ligger samlade i de langerhanska öarna, där fem celltyper utsöndrar var sitt hormon.

Pankreas och de langerhanska öarna
CelltypHormonFunktion
AlfaGlukagonHöjer blodglukos genom att frigöra glukos till blodet
BetaInsulinSänker blodglukos genom att celler tar upp glukos
DeltaSomatostatinHämmar processer i mag-tarmkanalen
F (PP)Pankreatisk polypeptidMotverkar utsöndring av exokrina produkter
EpsilonGhrelinStimulerar aptit

Betacellen tillverkar utöver insulin även proinsulin (förstadiet), C-peptid (biprodukten vid klyvningen) och amylin (som bromsar magsäckstömningen).

Kommunikation i öarna

Hormonellt (endokrint)
Blodflödet i ön går inifrån och ut, och betacellerna sitter centralt. Glukagon kan stimulera insulin, medan insulin hämmar glukagon. Somatostatin verkar hämmande, precis som tidigare veckor.
Neuralt
Parasympatisk stimulering frisätter insulin. Sympatisk stimulering hämmar insulin men driver på glukagon.
Celltyperna i en langerhansk ö
Endokrina pankreas och de langerhanska öarna
Hormonell reglering mellan öns celler

04 · Hormoner

Insulin och glukagon

Insulin och glukagon är varandras motsatser. Insulin sänker blodglukos vid måltid; glukagon höjer det vid fasta.

Insulin

Insulin signalerar till cellerna att ta upp glukos från blodet. Det frisätts framför allt i samband med måltid, men betacellen utsöndrar en mindre mängd även under fasta.

Bildningen går preproinsulin (mRNA) → proinsulin (rER) → insulin + C-peptid (Golgi till vesikel).

Insulinets struktur

Glukagon

Glukagon kommer från alfacellerna och har motsatt effekt mot insulin. Det frisätts vid lågt blodsocker, till exempel under fasta, och frigör energi från lever och fettväv.

05 · Betacellen

Insulinfrisättning

Betacellen tar upp glukos, galaktos och mannos. Bara det som kan metaboliseras ger insulinsvar, kan sockret inte brytas ner händer ingenting. Glukos driver frisättningen så här:

  1. 1Glukos in i cellen via GLUT2 (okänsliga för insulin)
  2. 2Glukokinas (lever- och pankreasspecifikt hexokinas) bildar glukos-6-fosfat och driver glykolysen → ATP
  3. 3De ATP-beroende K⁺-kanalerna stängs
  4. 4Betacellen depolariseras
  5. 5Spänningsstyrda Ca²⁺-kanaler öppnas (CCK förstärker via en egen signalväg)
  6. 6Ca²⁺ strömmar in, och ER frisätter ytterligare Ca²⁺
  7. 7Calmodulin fosforyleras och insulinvesiklarna töms ut i blodet
Insulinfrisättning i betacellen
Insulinfrisättningens steg i betacellen

06 · Verkan

Insulins målorgan

Insulin styr om kroppen mot lagring. Effekten ser olika ut beroende på vävnad, i muskel och fett rekryteras dessutom GLUT4 till cellmembranet så att glukosupptaget ökar.

VävnadInsulinets effekter
Lever (hepatocyter)Glykogensyntes, glykolys, lipogenes, proteinsyntes
SkelettmuskelRekryterar GLUT4, glykogensyntes, glykolys, proteinsyntes
Fettväv (adipocyter)Rekryterar GLUT4, glykolys, lipogenes, syntes av LPL
Insulins signalering och effekter
GLUT4 och insulinberoende glukosupptag
Metabola effekter i lever, muskel och fett

07 · Metabolism

Föda och fasta

Friska personer håller blodglukos stabilt även efter ett stort sockerintag eller en natts fasta. Vilket hormon som styr beror på om kroppen lagrar eller mobiliserar energi.

Födotillstånd (absorption)Fasta (postabsorption)
HuvudhormonInsulinGlukagon
StrategiLagrar överskottsenergiMobiliserar lagrad energi
GlukosFörbränns och lagras som glykogen i lever och muskelFrigörs via glykogenolys
ÖvrigtGlukos omvandlas till fettGlukoneogenes (laktat, glycerol, aminosyror) och ketogenes från fettsyror

Glukagon i levern

Glukagon frisätts från alfacellerna vid stimulans från aminosyror och driver tre processer i levern:

Glykogenolys
Nedbrytning av glykogen till glukos
Glukoneogenes
Nybildning av glukos från andra substrat, t.ex. laktat
Ketogenes
Bildning av ketonkroppar från fett
Glukagons effekter i levern
Reglering av blodglukos
Metabolism i födotillstånd
Metabolism under fasta

08 · Sjukdom

Diabetes mellitus

Diabetes är den vanligaste metabola sjukdomen, ett tillstånd av hyperglykemi som beror på både livsstil, miljö och ärftlighet. Diagnosen ställs på fasteglukos (f-P-glukos), glukos efter glukosbelastning och långtidsglukos (HbA1c). HbA1c speglar hur glukos under tid binder till hemoglobinet och ger ett mått på de senaste månadernas blodsocker.

Diagnostik vid diabetes
Typ 1Typ 2
OrsakAutoimmun nedbrytning av betacellernaInsulinresistens, ej autoimmun
Andel15 %55 %
MekanismInsulinbrist, sedan glukagonpåslag → mer ämnen i blodetFärre insulinreceptorer, lägre känslighet; betaceller kompenserar
FörloppKetonkroppar och osmos stiger (polyuri); metabol acidos kan bli livshotandeOfta efter 40 års ålder; risk för hypertoni, fetma, ateroskleros
Typ 1- och typ 2-diabetes

09 · Komplikation

Ketoacidos

Vid obehandlad diabetes känner fettcellerna inte av insulinet och börjar bryta ner fett. De fria fettsyrorna förs till levern och förbränns, och då bildas ketonkroppar. Tre frisätts:

Acetoacetat
Kan omvandlas till de två andra
Aceton
Ger den karakteristiska lukten
β-hydroxybutyrat
Den dominerande ketonkroppen
Diabetisk ketoacidos

10 · Behandling

Behandling av diabetes

Grunden är densamma för båda typerna:

  • Energibalanserad kost med måttligt fett och lite kolhydrater
  • Fysisk aktivitet sänker B-glukos och ökar insulinkänsligheten
  • Insulin subkutant eller via pump
  • Vid behov reglering av blodtryck och blodfetter

Farmakologi

Vid typ 1 är det insulinbehandling som gäller; framtida alternativ inkluderar transplantation av pankreasöar eller stamceller. Vid typ 2 finns flera läkemedelsgrupper som angriper olika delar av glukosomsättningen:

LäkemedelVerkan
AkarbosBromsar glukosupptaget från tarmen
EmpagliflozinÖkar glukosutsöndringen via njurarna
MetforminÖkar insulinkänsligheten
SulfonylureaStimulerar insulinsekretionen
GLP-1-analogStimulerar insulin och hämmar glukagon
Behandling och farmakologi vid diabetes

11 · Fallåterkoppling

Fallanalys

Patientens höga blodglukos höjer osmolaliteten i blodet, vilket drar med sig vatten ut i urinen. Tillsammans med acidosen (överskott av H⁺) ökar utbytet av H⁺ mot K⁺ i njuren. Tre kedjor förklarar fynden:

Hyperglykemi
Osmotisk diures → polyuri → dehydrering → lågt blodtryck
Ketoacidos
Fettnedbrytning → ketonkroppar → metabol acidos → hyperventilation som kompensation
Elektrolytrubbning
Dehydrering → hemokoncentration (högt Hb), samt H⁺/K⁺-utbyte i njuren

12 · Repetition

Tentafrågor

Beskriv mekanismerna med vilka glukagon höjer blodsockret vid typ 1-diabetes.
Glykogenolys, glukoneogenes och ketogenes i levern.
Vad innebär HbA1c 44 mmol/mol (referens 27–42)?
Långtidsblodsocker, genomsnittligt blodsocker de senaste 2–3 månaderna, här lätt förhöjt.
Var (organ och celltyp) bildas ketonkroppar?
I leverns hepatocyter vid β-oxidation av fettsyror.
Hur ska ett P-glukos på 7,5 mmol/L i fasta bedömas?
Förhöjt fasteglukos (>7,0), vilket talar för diabetes.

13 · Resurser

Fördjupning

Glukosmetabolism, fördjupning
Insulin och glukagon, fördjupning
Diabetes, fördjupning
Diabeteskomplikationer, fördjupning