Bài giảng: Chức năng tuyến tuỵ nội tiết

CHỨC NĂNG TUYẾN TỤY NỘI TIẾT
Tuyến tụy nội tiết là các tiểu đảo Langerhans. Có khoảng 1 đến 2 triệu tiểu
đảo chỉ chiếm chừng 1% trọng lượng tuyến tuỵ, song các hormon của nó có vai
trò rất quan trọng đối với các quá trình chuyển hoá trong cơ thể, đặc biệt đối với
chuyển hoá glucid.
1.ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO
Tuỵ đảo có bốn loại tế bào: tế bào alpha (tế bào A), tế bào beta (tế bào B),
tế bào delta (tế bào D) và tế bào gamma (tế bào PP hay tế bào F) (hình 9.16 ).
- Tế bào alpha chiếm 25%, bài
tiết chất glucagon.
- Tế bào beta chiếm 60-65%,
bài tiết chất insulin.
- Tế bào delta chiếm khoảng
10%, bài tiết chất somatostatin.
- Tế bào gamma có số lượng
rất ít, bài tiết chất pancreatic
polypeptid.
Các tế bào này được phân biệt
bằng hình thái và tính chất bắt
màu khi nhuộm.

Hình 9.16- Cấu tạo tiểu đảo Langerhans
2. INSULIN.
2.1. Bản chất hoá học của insulin
Lần đầu tiên vào năm 1922 Banting và Best đã tách chiết được từ tuyến tuỵ
một chất bản chất protein, có tác dụng làm giảm đường máu và gọi là insulin.
Đến 1955, Sanger (giải thưởng Nobel 1958) đã xác định được trọng lượng
phân tử của insulin là 5808 Dalton và cấu trúc hoá học gồm 2 chuỗi peptid : A
và B. Chuỗi A gồm 21 acid amin và chuỗi B gồm 30 acid amin. Hai chuỗi này
nối với nhau bởi hai cầu nối disulfua (-S-S-) ở vị trí cys
7A

- cys
7B
và cys
20A
-
cys
19B
. Riêng chuỗi A có một liên kết disulfua giữa cys
6
và cys
11
. Các cầu
59
disulfua bị cắt đứt thì insulin bị mất hoạt tính (hình 9.17).
Đến 1968 Seiner, Lacy và một số tác giả khác đã phát hiện ra tiền chất của
insulin là proinsulin. Proinsulin ngoài 2 chuỗi A và B còn có chuỗi peptid C
(Connecting Segment, hay C-peptid) là đoạn nối 2 chuỗi A và B.
2.2-Sinh tổng hợp, giải phóng và chuyển hoá insulin.
+ Quá trình sinh tổng hợp insulin có thể tóm tắt qua các bước sau:
- Đầu tiên ở ribosom tổng hợp chất preproinsulin có trọng lượng phân tử
khoảng 11.500 Dalton, có chứa một chuỗi gồm 23 acid amin ở đầu N-tận.
- Chất preproinsulin được chuyển đến lưới nội nguyên sinh và chuyển
thành proinsulin gồm 86 acid amin (có đoạn peptid C) có trọng lượng phân tử
khỏang 9000 Dalton.
Hình 9.17 - Cấu tạo hoá học của insulin.
- Tiếp đó, phần lớn chất proinsulin được chuyển đến bộ Golgi để tách đoạn
peptid C và tạo thành insulin. Sau đó insulin được chứa trong các túi bài tiết.
Khi có các kích thích vào tế bào beta, dưới tác dụng của ion Ca
++
, các túi

bài tiết được chuyển đến sát màng tế bào và insulin được giải phóng dần vào
máu bởi quá trình ngoại thực bào (exocytose). Có khoảng 1/6 sản phẩm được bài
tiết dưới dạng proinsulin.
+ Trong máu, insulin chủ yếu ở dạng tự do, phần nhỏ ở dạng kết hợp với
protein kiềm (α và β-globulin). Dạng tự do là dạng hoạt động, dạng kết hợp và
proinsulin là dạng không hoạt động. Do đó trong một số trường hợp dạng kết
hợp của insulin có nồng độ bình thường, nhưng dạng insulin tự do giảm vẫn gây
ra bệnh đái đường.
- Với mức glucose máu 80-90 mg/dl (4,4 - 5,0 mmol/l) insulin được bài tiết
khoảng 25 ng/phút/Kg thể trọng. Nồng độ insulin trong máu đạt khoảng 20-150
µU/1ml.
Khoảng 80% insulin bị bất hoạt ở gan và thận do các men insulinase và
hepatic glutathion insulin transhydrogenase (HGIT).
Thời gian bán huỷ của insulin là 5-6 phút. Nói chung insulin bị loại trừ
khỏi máu sau 10-15 phút.
2.3. Tác dụng của insulin.
Insulin là hormon duy nhất của cơ thể có tác dụng làm hạ đường máu. Hiệu
quả này do tác dụng của insulin lên các quá trình chuyển hoá glucid, lipid và
protein.
2.3.1- Tác dụng của insulin lên chuyển hoá glucid.
Insulin làm tăng thu nhập, sử dụng và dự trữ glucid ở hầu hết các mô của
cơ thể, đặc biệt ở cơ, gan và mô mỡ.
* Tác dụng tăng dự trữ glycogen và thoái hoá glucose ở cơ:
- Bình thường cơ có tính thấm yếu với glucose, dưới tác động của insulin
tính thấm này tăng lên rất mạnh.
- Sau bữa ăn, lượng glucose máu tăng cao sẽ kích thích tăng tiết insulin,
dẫn đến tăng vận chuyển glucose vào tế bào.
Nếu cơ không hoạt động, phần lớn glucose được chuyển sang dự trữ dưới
dạng glycogen. Chất này sau đó sẽ được sử dụng để cung cấp năng lượng cho
hoạt động cơ, đặc biệt trong điều kiện yếm khí.

Khi cơ hoạt động, insulin gây hoạt hoá các enzym của quá trình đường
phân, tăng oxy hoá glucose để giải phóng năng lượng.
* Tác dụng tăng sự thu nhập, dự trữ và sử dụng glucose ở gan:.
- Một trong những tác dụng quan trọng nhất của insulin là chuyển phần lớn
glucose về gan sau khi ăn, sang dạng glycogen để dự trữ. Và khi hàm lượng
glucose máu giảm, sự tiết insulin bị ức chế, glycogen lại được phân ly để giải
phóng glucose đưa vào máu.
Cơ chế của quá trình này như sau:
-Sau khi ăn, hàm lượng glucose máu tăng sẽ kích thích tế bào beta tăng tiết
insulin. Insulin gây ức chế enzym phosphorylase, là enzym thoái hoá glycogen,
61
do đó làm giảm phân giải glycogen.
+ Insulin làm tăng hoạt tính enzym glucokinase và hexokinase, là hai
enzym gây phosphoryl hoá glucose, do đó làm tăng thâm nhập glucose vào tế
bào.
+ Insulin làm tăng hoạt tính enzym glycogen synthetase, là enzym thúc đẩy
sự trùng hợp các monosaccarid, dẫn đến tăng tổng hợp glycogen.
Dưới ảnh hưởng của insulin, lượng glycogen gan được tăng tổng hợp, có
thể đạt tới 6% trọng lượng của gan, tương đương 100 gram.
- Trong thời gian giữa các bữa ăn hoặc khi cơ thể hoạt động mạnh hàm
lượng glucose máu giảm, glycogen sẽ phân ly để giải phóng glucose vào máu
đáp ứng cho nhu cầu năng lượng của các tổ chức. Tác dụng này do:
+Khi giảm nồng độ glucose máu sẽ làm giảm tiết insulin từ tế bào beta của
tuỵ đảo, dẫn đến giảm thu nhập glucose vào tế bào, giảm hoạt tính enzym tổng
hợp glycogen.
+Enzym phosphorylase được hoạt hoá, làm chuyển glycogen thành glucose
phosphat và enzym glucose 6 phosphatase sẽ chuyển glucose 6 phosphat thành
glucose để đưa vào máu.
Theo con đường trên khoảng 60 % lượng glucose từ thức ăn được dự trữ ở
gan, sau đó được đưa vào máu.

- Khi một lượng lớn glucose về gan nhiều hơn khả năng dự trữ glycogen,
insulin sẽ làm tăng chuyển glucose sang tổng hợp acid béo.
-Insulin còn ức chế quá trình tân tạo đường do làm giảm hàm lượng và hoạt
tính các enzym tham gia vaò quá trình này, làm giảm huy động acid amin từ cơ
và tổ chức ngoài gan, là nguồn nguyên liệu cho tân tạo đương.
- Insulin không ảnh hưởng lên sự xâm nhập và sử dụng glucose ở tế bào
não. Tế bào não có tính thấm cao với glucose mà không cần tác động của chất
trung gian là insulin. Đồng thời tế bào não thường chỉ sử dụng năng lượng từ
glucose. Do đó khi mức đường huyết giảm thấp <50mg/dl sẽ gây shock hạ
đường huyết, biểu hiện bằng kích thích thần kinh, co giật, hôn mê.
2.3.2- Tác dụng lên chuyển hoá lipid.
* Insulin tăng tổng hợp acid béo từ glucid và vận chuyển chúng tới mô mỡ.
+Khi lượng glycogen gan đạt khoảng 5-6% sẽ tự ức chế quá trình tổng hợp
glycogen và đưa toàn bộ lượng glucose "dư thừa” chuyển sang tổng hợp acid
béo.
Đầu tiên glucose được chuyển thành acid pyruvic, rồi thành acetyl-CoA là
cơ chất tổng hợp acid béo. Các citrat dư thừa sẽ tác động làm hoạt hoá men
acetyl-CoA carboxylase để chuyển carboxylat acetyl-CoA thành malonyl-CoA
(giai đoạn đầu của quá trình tổng hợp acid béo).
+ Phần lớn acid béo sau khi tổng hợp sẽ được sử dụng để tổng hợp
triglycerid ở gan, rồi đưa vào máu dưới dạng lipoprotein để chuyển đến tổ chức
mỡ.
+Ở tổ chức mỡ, insulin hoạt hoá men lipoproteinlipase ở thành mao mạch
làm phân giải triglycerid, giải phóng acid béo và chúng được chuyển vào mô
mỡ. Insulin tăng sử dụng glucose trong hầu hết các mô, do đó làm "tiết kiệm"
lipid.
*Tăng tổng hợp triglycerid để dự trữ ở mô mỡ.
+ Insulin làm tăng vận chuyển glucose vào tế bào mỡ. Trong tế bào một
phần nhỏ glucose được chuyển sang tổng hợp acid béo, phần quan trọng hơn tạo
α-glycerophosphat. Chất này cung cấp glycerol để liên kết với acid béo, tạo

triglycerid dự trữ.
+insulin còn ức chế enzym lipase nhậy cảm với hormon, do đó làm giảm
quá trình thoái hoá triglycerid ở mô mỡ, giảm giải phóng acid béo vào máu.
*Hậu quả chuyển hoá lipid khi thiếu insulin.
+Khi thiếu insulin, enzym lipase nhạy cảm với hormon hoạt động mạnh
làm phân giải triglycerid, dẫn đến tăng glycerol và acid béo trong máu. Glucose
thâm nhập vào tế bào ít, acid béo tự do trở thành nguồn năng lượng chính cho
mô. Sự oxy hoá mạnh mẽ và không tới cùng các acid béo dẫn đến tăng các sản
phẩm cetonic trong cơ thể, có thể gây toan máu.
+ Do hàm lượng acid béo tự do trong máu cao chúng sẽ được tăng chuyển
vào tế bào gan để tổng hợp phospholipid và cholesterol. Hai chất này cùng
triglycerid được tổng hợp thành lipoprotein và đưa vào máu làm tăng hàm lượng
lipoprotein máu, có thể gấp 3 lần bình thường. Nồng độ lipid máu tăng, đặc biệt
tăng cholesterol sẽ làm phát triển tình trạng vữa xơ động mạch ở bệnh nhân bị
63
bệnh đái tháo đường do tuỵ.
2.3.3- Tác dụng lên chuyển hoá protein và sự phát triển.
*Insulin làm tăng tổng hợp và dự trữ protein ở hầu khắp các tế bào của cơ
thể, do các tác dụng chính sau đây:
- Insulin làm tăng vận chuyển tích cực acid amin vào tế bào, đặc biệt các
acid amin valin, leucin, isoleucin, tyrosin, phenylalanin. Tác dụng này của
insulin có phối hợp với GH của tiền yên.
- Insulin có tác dụng trực tiếp lên ribosom trong việc dịch mã ARN thông
tin làm tổng hợp protein. Khi thiếu insulin, ribosom có thể ngừng làm việc.
-Insulin còn làm tăng sự sao chép chọn lọc các đoạn AND để tạo ARN
thông tin, dẫn đến tăng tổng hợp protein mới, đặc biệt là các protein enzym cần
thiết cho tổng hợp lipid và protein.
- Insulin ức chế sự phân giải protein, giảm mức giải phóng acid amin từ tế
bào, đặc biệt từ tế bào cơ.
-Ở gan, insulin làm giảm mức tân tạo đường do giảm hoạt tính các enzym

tham gia vào quá trình này, đồng thời giảm giải phóng acid amin vào máu
(nguồn nguyên liệu tạo đường mới), giành cho tổng hợp protein.
*Tác dụng của insulin lên sự phát triển:
Insulin phới hợp với GH tiền yên làm tăng vận chuyển acid amin vào tế
bào, tăng tổng hợp protein làm phát triển cơ thể.
Khi thiếu insulin quá trình tổng hợp protein giảm, sự phân giải protein lại
tăng làm giải phóng một lượng lớn acid amin vào máu. Acid amin dư thừa sẽ
đựơc đưa vào tổng hợp glucid và oxy hoá cho năng lượng, gây tăng urê niệu,
giảm protein ở các mô, cơ thể gầy sút.
2.4- Cơ chế tác dụng của insulin .
Insulin tác động lên tế bào đích bằng cách gắn và hoạt hoá receptor insulin
trên màng tế bào.
Receptor của insulin là một glucoprotein có 4 tiểu đơn vị: 2 tiểu đơn vị α
và 2 tiểu đơn vị β. Hai tiểu đơn vị α giống nhau, có trọng lượng phân tử 135.000
Dalton, có phần đầu nhô ra khỏi mặt ngoài của màng, là phần tiếp nhận insulin.