De pancreas (alvleesklier) produceert zowel spijsverteringsenzymen (exocriene klierfunctie), als hormonen die een onmisbare rol spelen in de bloedglucoseregulatie (endocriene klierfunctie). Deze hormonen zijn glucagon en insuline. Glucagon wordt door de pancreas geproduceerd wanneer de bloedglucosespiegel te laag dreigt te worden. Insuline wordt door de pancreas geproduceerd wanneer de bloedglucosespiegel te hoog dreigt te worden. Wanneer de pancreas geen, of onvoldoende insuline produceert om de bloedglucosespiegel onvoldoende te verlagen, is er sprake van diabetes mellitus (suikerziekte). Bij diabetes mellitus type 1 produceert de pancreas helemaal geen insuline. Bij diabetes mellitus type 2 produceert de pancreas onvoldoende insuline om de bloedglucosespiegel voldoende te verlagen. Dit komt omdat de cellen ongevoelig zijn voor insuline (insulineresistentie).
Productie van glucagon en insuline
De pancreas (alvleesklier) speelt als exocriene klier een belangrijke functie. De pancreas produceert namelijk de spijsverteringsenzymen die een belangrijke rol spelen in de eiwit-, koolhydraat- en vetvertering.
Naast de exocriende klierfunctie heeft de pancreas ook een endocriene klierfunctie. De endocriene klierfunctie is het reguleren van de bloedglucosespiegel. De bloedglucosespiegel moet namelijk binnen nauwe grenzen (ongeveer tussen de 3,5 en 8 mmol bloedglucose per liter bloed) worden gehouden. Om de bloedglucosespiegel binnen deze nauwe grenzen te houden, produceert de pancreas twee hormonen. Deze hormonen zijn glucagon en insuline.
Glucagon en insuline worden geproduceerd door de eilandjes van Langerhans. De eilandjes van Langerhans bestaan uit α-cellen en β-cellen. 20 tot 25% van de cellen van de eilandjes van Langerhans zijn α-cellen. 75 tot 80% van de cellen van de eilandjes van Langerhans zijn β-cellen. De α-cellen en β-cellen produceren respectievelijk glucagon en insuline.
Glucagon en insuline reguleren de bloedglucosespiegel
Glucagon en inuline spelen een belangrijke rol in het reguleren van de bloedglucosespiegel. Wanneer de bloedglucosespiegel te laag dreigt te worden, produceert de alvleesklier glucagon. Glucagon stimuleert de afbraak van leverglycogeen tot glucose en de afgifte van glucose door de lever aan het bloed, waardoor bloedglucosespiegel stijgt. Glycogeen is overigens een glucosepolymeer; een groot koolhydraatmolecuul dat uit aan elkaar gekoppelde glucosemoleculen bestaat.
Wanneer de bloedglucosespiegel te hoog dreigt te worden, produceert de alvleesklier insuline. Insuline stimuleert de opname van glucose uit het bloed door de verschillende cellen, waardoor de bloedglucosespiegel daalt. De hersencellen, levercellen en de spieren tijdens sport zijn niet afhankelijk van insuline om glucose uit het bloed op te nemen.
Ook stimuleert insuline de opbouw van lever- en spierglycogeen uit glucose.
Andere effecten van insuline
Naast de glucose-opname uit het bloed door bijna alle cellen, en de opbouw van glycogeen uit glucose door de cellen, stimuleert insuline ook de opname van aminozuren uit het bloed en de opbouw van eiwitten uit aminozuren. De afbraak van eiwitten tot aminozuren (katabolisme) wordt geremd door insuline.
In het vetweefsel en de lever stimuleert insuline de opbouw van vet (lipogenese) uit glycerol en vetzuren en remt insuline de afbraak van vet tot glycerol en vetzuren (lipolyse). Omdat insuline de vetopbouw stimuleert en de vetafbraak remt, is het voor mensen met suikerziekte (diabetes mellitus) die insuline spuiten moeilijker om af te vallen.
In de lever en spieren remt insuline de afbraak van glycogeen tot glucose (glycogenolyse).
Glucosetransporters (GLUT)
Er bestaan vijf verschillende glucosetransporters (GLUT1 tot en met GLUT5). Deze GLUTs transporteren glucose vanuit de bloedbaan in de cellen. Sommige van deze GLUTs transporteren alleen glucose vanuit de bloedbaan wanneer er insuline in het bloed aanwezig is. Glucosetransporters (GLUT1) alleen reageren wanneer er voldoende insuline in het bloed aanwezig is. GLUT2, 3 en 5 werken onafhankelijk van insuline. GLUT4 is de meest voorkomende glucosetransporter. GLUT4 komt naast GLUT1 veel voor op spiercellen. GLUT4 werkt als reactie op insuline. GLUT4 transporteert tijdens fysieke inspanning onafhankelijk van insuline in de spiercellen.
Door te sporten (fysieke inspanning) en afvallen neemt de insulinegevoeligheid overigens toe. Dit betekent dat er minder insuline nodig is om heel erg veel GLUT4 te laten functioneren. Er is dus weinig insuline nodig om veel glucose in de cellen te krijgen.
Bronnen:
William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia