Glucose homeostasis dependency on acini–islet–acinar (AIA) axis communication: a new possible pathophysiological hypothesis regarding diabetes mellitus

Abstract

Studies have highlighted the existence of two intra-pancreatic axes of communication: one involved in the regulation of enzyme production by insulin—the insular–acinar axis; and another involved in the regulation of insulin release by pancreatic enzymes—the acini–insular axis. Previous studies by our laboratory show that pancreatic enzymes can affect blood glucose homeostasis and insulin secretion independently of their digestive functions, both from the gut lumen and probably from the blood. As a result we would like to introduce here the concept of acini–islet–acinar (AIA) axis communication (feedback), which could play an important role in the development of obesity and diabetes type 2. The AIA feedback links the endocrine and exocrine parts of the pancreas and emphasizes the essential role that the pancreas plays, as a single organ, in the regulation of glucose homeostasis by amylase most probably in gut epithelium and by insulin and glucagon in peripheral blood.

Exercise Affects Blood Glucose Levels and Tissue Chromium Distribution in High-Fat Diet-Fed C57BL6 Mice

“…These mechanisms appeared through elevated chromium levels in glucose metabolic tissues linked to insulin action and subsequently facilitated the activation of insulin signal transduction to reduce blood glucose levels [10]. Thus, exercise may have caused the mobilization of chromium levels in tissues and organs, which prevented mice fed an HFD from developing symptoms of hyperglycemia in addition to acini-islet-acinar (AIA) axis communication, which is crucial for developing obesity and type 2 diabetes [33]. AIA feedback links the endocrine and exocrine parts of the pancreas and emphasizes the essential role a single organ plays in regulating glucose homeostasis by using amylase, most likely in the gut epithelium, and by using insulin and glucagon in peripheral blood [33,34].…”

“…Thus, exercise may have caused the mobilization of chromium levels in tissues and organs, which prevented mice fed an HFD from developing symptoms of hyperglycemia in addition to acini-islet-acinar (AIA) axis communication, which is crucial for developing obesity and type 2 diabetes [33]. AIA feedback links the endocrine and exocrine parts of the pancreas and emphasizes the essential role a single organ plays in regulating glucose homeostasis by using amylase, most likely in the gut epithelium, and by using insulin and glucagon in peripheral blood [33,34]. Altogether, studies on chromium links to the AIA axis are necessary for assessing possible effects on obesity and diabetes treatment.…”

Exocrine pancreatic insufficiency in diabetes mellitus: frequency, pathogenesis, diagnosis, treatment

“…Дру гие авторы приводят данные, демонстрирующие су ществование специальных сигнальных путей между панкреатическими клетками, которые осуществля ют функциональную взаимосвязь между ними посредством внеклеточной жидкости; подчеркива ется также значимость локальных взаимодействий конечных продуктов метаболизма как эндо, так и экзокринных частей ПЖ [56]. Поэтому, описывая тесные внутрипанкреатические взаимоотношения экзо и эндокринной паренхимы ПЖ, некоторые исследователи говорят о существовании так назы ваемой АОАоси, обеспечивающей утилизацию глюкозы посредством инсулинозависимого (в мы шечной, жировой ткани) и амилазозависимого (в кишечнике с обязательным участием его микро флоры) механизмов [56]. Данная теория АОАоси объясняет способность панкреатических фермен тов влиять на гомеостаз глюкозы на уровне кишеч ника и системной циркуляции, а также описывает дополнительные внепищеварительные свойства ферментов ПЖ.…”

“…Кроме того, амилаза и/или ее производные способны изме нять поступление глюкозы в инсулинозависимые ткани (например, энтероциты) посредством GLUT1 или GLUT2; данная особенность рассматривается в качестве защитного механизма, препятствующего развитию гипергликемии. Ученые предполагают, что амилаза ограничивает секрецию инсулина, направ ляя глюкозу из системного кровотока в кишечник, а кишечная амилаза снижает абсорбцию глюкозы и уменьшает высвобождение инсулина [56]. Таким образом, утилизация глюкозы энтероцитами во вре мя первого ее поступления в кровоток или истощение уровня глюкозы в кровотоке может рассматриваться как один из вероятных инсулинонезависимых меха низмов метаболизма глюкозы, контролируемый амилазой.…”

“…Поэтому на протяжении многих лет экзокринная часть ПЖ (ацинусы) исследовалась гастроэнтерологами, тогда как функциональная ак тивность эндокринных участков (островков) явля лась областью пристального интереса диабето логов. Однако на современном этапе развития медицинской науки приходит понимание того, что эти различные отделы ПЖ являются частью одно го органа, поэтому нарушение экзо и эндокрин ной функции следует рассматривать целостно, в рамках так называемой ацинарноостровково ацинарной (АОА) оси [56,57].…”