Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) liegt hinter dem Bauchfell (retroperitoneal) im Oberbauch. Die Bauchspeicheldrüse hat zwei Anteile, einen sogenannten Exokrinen (= nach außen abgebend) und einen Endokrinen (= nach innen abgebend). Der exokrine Anteil den Bauchspeichel, also einen Verdauungssaft, der in den Zwölffingerdarm (Duodenum) abgegeben wird. , Der endokrine Anteil produziert die Hormone Insulin und Glucagon und gibt diese ins Blut ab. Sie sind wichtig für die Regulation des Blutzuckerwertes.

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Die Bauchspeicheldrüse ist in Läppchen aufgebaut. Der exokrine Anteil der Bauchspeicheldrüse, der die Hauptmasse des Organs bildet, ist eine rein seröse Drüse, das bedeutet, dass sie ein sehr füssiges Sekret produziert. In diesem Anteil werden täglich etwa 1,5 l Bauchspeichel gebildet. Dabei handelt es sich um einen enzymreichen, basischen Verdauungssaft, der in den Zwölffingerdarm (Duodenum) abgegeben wird. Die Sekretion wird durch Verdauungsprozesse reguliert, wobei die Sekretionsrate nach Nahrungsaufnahme stark ansteigt. Die im Bauchspeichel enthaltenen Enzyme zur Fettspaltung (Lipasen), Protein-(Proteasen) und Kohlenhydratverdauung liefern einen wichtigen Beitrag zur Verdauung der Nahrung und sorgen dafür, dass Nährstoffe auf effiziente Weise aus dem Darm ins Blut aufgenommen werden können.

Bauchspeichel besteht neben dem Hauptanteil Wasser aus über 20 verschieden Proteinen; dabei handelt es sich um inaktive Vorstufen von Verdauungsenzymen (Zymogene) und aktive Verdauungsenzyme. Besonders aggressive Proteasen, wie z.B. Trypsin oder Chymotrypsin, werden zum Schutz des Pankreas vor Selbstverdauung als inaktive Vorstufe sekretiert und erst im Zwölffingerdarm aktiviert. Weitere Proteasen (z.B. α-Amylase), Lipase und Enzyme zur Nukleinsäureverdauung werden direkt als aktive Enzyme in den Bauchspeichel abgegeben. Ein weiterer wichtiger Bestandteil des Pankreassafts sind schützende und regulatorische Proteine. Neben Verdauungsenzymen besteht der Bauchspeichel aus Bikarbonat, das der Neutralisierung des sauren Mageninhaltes dient und im Duodenum zu einem leicht alkalischem pH-Wert von 8,1 führt. Der Anstieg der Bikarbonat-Konzentration im Dünndarm ist wichtig, da es zum einen die Mizellenbildung von Fetten erleichtert und zum anderen verschiedene Verdauungsenzyme im saurem Milieu inaktiv sind und erst bei basischen Werten arbeiten.

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Verschiedene Schutzmechanismen verhindern, dass die Bauchspeicheldrüse durch den gebildeten Pankreassaft selbst verdaut und somit zerstört wird: einige besonders gefährliche Proteasen werden als inaktive Zymogene sezerniert und erst im Duodenum aktiviert. Außerdem wird gleichzeitig mit den Verdauungsenzymen eine Reihe von schützenden Enzyminhibitoren abgegeben und spezielle Proteasen bauen Enzyme, die zu früh aktiviert worden sind, ab.

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Die wichtigsten im Bauchspeichel vorkommenden Verdauungsenzyme lassen sich in drei große Gruppen unterteilen. Proteolytische Enzyme (proteinspaltende Enzyme), die zum Teil als Zymogene sezerniert werden, kohlehydratspaltende Enzyme und lipolytisch wirkende Enzyme (fettspaltende Enzyme).

Zu den wichtigsten Vertretern der Proteasen zählen Trypsin(ogen), Chymotrypsin, (Pro)Elastasen und Carboxypeptidasen. Diese Enzyme spalten Proteine an unterschiedlichen Peptidbindungen in kleinere Peptide. α-Amylase zählt zu den kohlenhydratspaltenden Enzymen und hydrolysiert glykosidische Bindungen. Um in der Nahrung enthaltene Fette im Duodenum aufzuspalten und schließlich verdauen zu können, werden neben Gallensaft aus der Leber verschiedene Lipasen (fettspaltende Enzyme) benötigt. Bauchspeichel enthält Carboxylesterlipase, Pankreaslipase und (Pro)Phospholipase A2, die Esterbindungen in Fetten angreifen und aufbrechen.

Zwischen den dicht gelagerten exokrinen Drüsen liegen in kleinen Zellgruppen die endokrinen Anteile des Pankreas (Langerhans-Inseln). Im Menschen kommen etwa eine Million dieser Langerhans-Inseln vor und sind besonders häufig im Schwanzteil des Pankreas zu finden. Mikroskopisch sind Langerhans-Inseln als helle Areale zu erkennen, die von zahlreichen Blutgefäßen umgeben sind (insulo-azinäres-Portalgefäßsystem). Man findet vier Zelltypen im endokrinen Gewebe: die zentral gelegenen β-Zellen, die 80% der Inseln ausmachen und Insulin produzieren, die Glucagon-produzierenden α-Zellen (20%) , Somatostatin-produzierende δ-Zellen (8 %) und PP-Zellen, die Pankreatisches Polypeptid bilden (2 %).

Insulin und Glucagon spielen eine zentrale Rolle bei der Regulation des Blutzuckerspiegels. Insulin ist das einzige Hormon, das den Blutzuckerspiegel senken kann. Zusätzlich regt Insulin den Fettaufbau an. Ein akuter Anstieg der Blutglucosekonzentration nach dem Verzehr kohlenhydratreicher Nahrung führt zur Ausschüttung von Insulin ins Blut. Das freie Insulin dockt an Insulinrezeptoren an Zellen an und führt so zur Aufnahme von Glucose in die Zelle. Zielgewebe sind dabei vor allem die Leber, der Skelettmuskel und das Fettgewebe. Dadurch sinkt der Blutzuckerspiegel ab und den Zellen steht Energie in Form von Glucose zur Verfügung.

Glucagon wirkt als Gegenspieler des Insulins. Die Hauptaufgabe von Glucagon ist eine Erhöhung des Blutzuckerspiegels indem es in der Leber die Neubildung von Glucose (Gluconeogenese) sowie die Spaltung von Glykogen zu Glucose stimuliert.

Eine kohlenhydratreiche Mahlzeit führt zur Ausschüttung von Insulin und gleichzeitig zur Hemmung von Glucagon, wohingegen proteinreiche Nahrung sowohl die Sektretion von Insulin als auch von Glucagon fördern.  Das präzise Zusammenspiel beider Hormone wird durch ihre antagonistische (gegensätzlichen) Wirkung und durch ihr Konzentrationsverhältnis zueinander bestimmt. Dadurch kann der Blutzucker konstant gehalten und große Schwankungen (Hyper- bzw. Hypoglykämie) vermieden werden.

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Insulin ist ein Peptidhormon, das als Prohormon in den β-Zellen des endokrinen Pankreas synthetisiert wird. Aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit wird Insulin wird alle 10 - 20 Minuten pulsatil sekretiert. Ein akuter Anstieg der Glucosekonzentration im Blut ist der stärkste Reiz für die Sekretion von Insulin und führt zur raschen Entfernung der Glucose aus dem Blut, indem die Glucose in die Zielzellen eingeschleust wird. Weitere wichtige Wirkungen des Insulins sind neben der vermehrten Glucoseaufnahme in die Zellen die Aufnahme von freien Fettsäuren und Aminosäuren. Außerdem verhindert Insulin den Abbau von Fettgewebe (Lipolyse) und hemmt die Sekretion von Glucagon.

Der Gegenspieler von Insulin, Glucagon, wird ebenfalls als Prohormon in den α-Zellen gebildet und bei Bedarf sekretiert. Stärkster Sekretionsreiz ist neben proteinreicher Nahrung ein zu geringer Blutzucker (Hypoglykämie). Neben einer Steigerung der Blutglucosekonzentration fördert Glucagon die Lipolyse.

δ-Zellen produzieren Somatostatin (SIH, GHIRH), ein kurzes Peptidhormon, das auch vom Hypothalamus ausgeschüttet wird. Ansteigende Blutzuckerwerte stimulieren die Ausschüttung von SIH, das unter anderem eine Hemmung der Insulin- und Glucagonsekretion bewirkt. Darüber hinaus hemmt Somatostatin zahlreiche weitere Hormone und wirkt als universaler Inhibitor.

Pankreatisches Polypeptid wird in den PP-Zellen gebildet, nach proteinreichen Mahlzeiten sekretiert und wirkt appetithemmend sowie inhibierend auf die Sekretion des exokrinen Pankreas.