Negatives Feedback-System
Die Inselzellen des Pankreas (Inseln von Langerhans) halten den Blutzucker bei ~70–100 mg/dL (nüchtern) über gegensätzliche Hormone:
Hoher Glukosespiegel → Insulin-Ausschüttung (Beta-Zellen)
- Glukose gelangt über GLUT2 in die Beta-Zelle → Glykolyse → ↑ ATP/ADP.
- K_ATP-Kanäle schließen → Depolarisation → spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen.
- Ca²⁺-Zustrom → Insulingranulat-Exozytose.
- Insulin bindet an Rezeptor (RTK) → GLUT4-Translokation (Muskel, Fett) → Glukoseaufnahme.
- Insulin fördert Glykogensynthese (Leber/Muskel), Lipogenese, Proteinsynthese.
- Glukose sinkt → Feedback hemmt Insulinsekretion.
Niedriger Glukosespiegel → Glucagon-Ausschüttung (Alpha-Zellen)
- Niedriger Glukosespiegel → reduziertes ATP → K_ATP-Kanäle öffnen → Hyperpolarisation (Alpha-Zellen haben jedoch andere Ionenkanalregulierung).
- Parakrin: Niedriges Insulin + niedriges Zn²⁺ + niedriges GABA hemmten Alpha-Zellen auf.
- Glucagon → GPCR auf Hepatozyten → cAMP → PKA → Phosphorylase-Kinase → Glykogen-Phosphorylase → Glykogenolyse.
- Stimuliert auch Glukoneogenese (Aminosäuren, Glycerin).
- Hemmt Glykolyse (PFK-2/FBPase-2-Schalter).
- Glukose steigt → Feedback hemmt Glucagon (über Insulin, Glukose, GLP-1).
Zusätzliche Regulatoren
- Incretine (GLP-1, GIP): Verstärken glukoseabhängige Insulinsekretion; unterdrücken Glucagon.
- Somatostatin (Delta-Zellen): Hemmt sowohl Insulin als auch Glucagon.
- Amylin (mit Insulin co-sekretiert): Verlangsamt Magenentleerung, unterdrückt Glucagon, fördert Sättigung.
- Neuraler Input: Vagus (parasympathisch) stimuliert Insulin; Sympathikus (Stress) stimuliert Glucagon, hemmt Insulin.
Klinische Relevanz
- Diabetes Typ 1: Autoimmunbedingte Beta-Zell-Zerstörung → absoluter Insulinmangel.
- Diabetes Typ 2: Insulinresistenz + fortschreitendes Beta-Zell-Versagen + relativer Glucagon-Überschuss.
- Therapien greifen in diese Schleife ein: Insulin, GLP-1-RAs, SGLT2i, DPP-4i, Glucagon-Rezeptor-Antagonisten.
