Das Pankreas bzw. die Bauchspeicheldrüse

Das Pankreas (Bauchspeicheldrüse) besteht in erster Linie aus exokrinem Gewebe, das Verdauungsenzyme produziert und nach außen in den Dünndarm abgibt. Langerhanssche Inseln liegen verstreut in der in der Drüse, sie stellen Gruppen von endokrinen (in das Blut abgebenden) Zellen dar, die die Hormone Insulin und Glucagon herstellen und in die Blutbahn abgeben. Jede dieser Inseln besteht aus einer Anzahl von a-Zellen, die das Peptidhormon Glucagon herstellen, und einer Gruppe von b-Zellen, welche das Hormon Insulin sezernieren.
Insulin und Glucagon sind Hormone, die den Blutzuckerspiegel regulieren. Das Stoffwechselgleichgewicht erfordert eine genaue Einstellung des Blutglucosespiegels (beim Menschen 0,9 mg/ml). Steigt der Blutzuckergehalt über diese Konzentration an, so wird Insulin ausgeschüttet, um die Glucosekonzentration wieder abzusenken. Sinkt der Blutzuckergehalt unter diesen Wert ab, wirkt Glucagon im Sinne einer Erhöhung der Glucosekonzentration. Zwischen den beiden Hormonen existiert eine negative Rückkopplung.

Sowohl Insulin als auch Glucagon wirken über mehrere Mechanismen auf die Blutglucosekonzentration. Das Absenken des Blutzuckerspiegels durch Insulin geschieht, indem praktisch alle Körperzellen außer den Gehirnzellen zur Aufnahme von Glucose aus dem Blut stimuliert werden. Gehirnzellen haben im Gegensatz zu anderen Zellen die Fähigkeit zur Glucoseaufnahme auch ohne die Wirkung von Insulin. So hat das Gehirn ständig Zugriff auf die im Blut befindlichen Energiereserven. Weiter bewirkt Insulin die Verringerung des Blutzuckergehaltes durch Hemmung des Glycogenabbaus in der Leber sowie über die Förderung der Synthese von Glucose aus seinen Vorstufen (Gluconeogenese).
Leber, Skelettmuskeln und Fettgewebe speichern große Energiereserven und sind besonders wichtig für den Energiestoffwechsel. Leber und Muskeln speichern Zucker in Form von Glycogen, während Fettgewebe Zucker zu Fett umbaut. Die Leber ist ein zentrales Organ zur Verarbeitung energieliefernder Substanzen, weil nur Leberzellen auf Glucagon reagieren. Normalerweise wirkt Glucagon bereits, bevor der Blutglucosespiegel unter den Sollwert sinkt. Tatsächlich veranlasst Glucagon, sobald die überschüssige Glucose aus dem Blut entfernt ist, die Leber zur Steigerung des Glycogenabbaus, zur Umwandlung von Vorstufen in Glucose (Gluconeogenese) und zur allmählichen Freisetzung der Glucose in den Blutkreislauf.
Die antagonistischen Wirkungen von Glucagon und Insulin sind für den Zuckerhaushalt nötig. Dadurch wird sowohl die Speicherung von Energie als auch der Energieverbrauch durch die Körperzellen reguliert. Die Fähigkeit der Leber, ihre wichtigen Funktionen im Zuckerhaushalt zu erfüllen, beruht auf der Vielseitigkeit des Stoffwechsels ihrer Zellen und auf ihrem direkten Zugang zu absorbierten Nährstoffen aus dem Dünndarm über die Leberpfortader.
Wenn die Mechanismen des Zuckerhaushaltes nicht funktionieren, hat dies schwerwiegende Folgen. Es kommt zum Diabetes mellitus ("Zuckerkrankheit"),der durch einen Mangel an Insulin oder durch fehlende Reaktion auf Insulin in den Zielgeweben verursacht wird. Die Folge ist ein zu hoher Blutzuckerspiegel - so hoch, dass die Nieren des Diabetikers Glucose ausscheiden. Aus diesem Grund ist das Vorhandensein von Zucker im Urin ein Nachweis für Diabetes. Durch erhöhte Zuckerkonzentration im Urin wird gleichzeitig auch mehr Wasser ausgeschieden, was zu großen Mengen an Urin und dauerndem Durst führt (Der Begriff Diabetes bezieht sich auf diese übermäßige Harnbildung, mellitus dagegen auf Anwesenheit von Zucker im Urin). Weil Glucose als Hauptenergiequelle für einen Diabetiker ausscheidet, muss er mehr Fett für den Energiestoffwechsels der Zelle verwenden. Dabei entstehen vermehrt Säuren, die den pH-Wert des Blutes senken können, was wiederum zu lebensbedrohlichen Zuständen (Koma) führen kann.
Es gibt zwei Hauptformen von Diabetes, die auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sind. Diabetes mellitus Typ I (insulinabhängiger Diabetes) ist eine Autoimmunkrankheit, bei der das Immunsystem versehentlich die Inselzellen des Pankreas angreift und vernichtet. Dies tritt gewöhnlich recht plötzlich im jüngeren Alter ein und zerstört die Fähigkeit zur Herstellung von Insulin. Die Behandlung besteht in der künstlichen Zuführung von Insulin, was gewöhnlich mehrmals täglich erfolgen muss. Bis vor kurzem wurde das dazu benötigte Insulin aus den Bauchspeicheldrüsen von Tieren gewonnen. Die Gentechnologie hat nun aber eine günstigere Quelle für Insulin eröffnet, indem das Gen für das Hormon Insulin in Bakterien eingebaut wurde und diese dann das Hormon produzieren, welches man dann leicht gewinnen kann. Diabetes mellitus Typ II (nicht-insulinabhängiger Altersdiabetes) ist entweder von einem Mangel an Insulin gekennzeichnet, oder häufiger von der verringerten Fähigkeit der Zielzellen, auf Insulin zu reagieren, was durch Veränderungen der Insulinrezeptoren zustande kommt. Dann ist eine Behandlung viel schwieriger. Typ II tritt gewöhnlich erst nach dem vierzigsten Lebensjahr auf; die Wahrscheinlichkeit, zu erkranken nimmt mit dem Alter zu. Mehr als 90% der Diabetiker sind vom Typ II; viele von ihnen können ihre Blutglucosewerte allein durch körperliche Ausarbeitung und Diät unter Kontrolle halten. Diabetes mellitus Typ II ist in hohem Maße erblich.

Adresse: Helmut Hupfeld, Katzenberg 11, 27283 Verden, Mario.Hupfeld@uni-konstanz.de
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