Поджелудочная железа: выработка гормонов и ферментов¶
Поджелудочная железа — крупная железа пищеварительной системы человека, расположенная в забрюшинном пространстве на уровне I—II поясничных позвонков, сочетающая внешнесекреторную (пищеварительную) и внутрисекреторную (гормональную) функции. Масса органа у взрослого человека составляет 70—90 г, длина — 14—22 см. Железа вырабатывает панкреатический сок с пищеварительными ферментами и ряд гормонов, прежде всего инсулин и глюкагон, регулирующих углеводный обмен.
¶Анатомическое строение
Поджелудочная железа анатомически подразделяется на головку, тело и хвост. Головка расположена в петле двенадцатиперстной кишки, тело примыкает к задней стенке желудка, хвост направляется к воротам селезёнки. По структуре орган относится к сложным альвеолярно-трубчатым железам.
Ткань железы представлена двумя функционально различными компонентами:
- Экзокринная (внешнесекреторная) часть — занимает около 95—98 % массы органа и состоит из ацинусов (скоплений секреторных клеток) и разветвлённой системы выводных протоков.
- Эндокринная (внутрисекреторная) часть — островки Лангерганса —Соболева,散布分布在 всей ткани железы, но наибольшая их концентрация отмечается в хвосте. Каждый островок содержит несколько типов клеток, секретирующих разные гормоны.
Панкреатический сок по протоку железы (протоку Вирсунга) и его ветвям поступает в просвет двенадцатиперстной кишки, впадая там вместе с желчным протоком в большой дуоденальный сосочек.
¶Что вырабатывает экзокринная часть
Экзокринная часть поджелудочной железы выделяет в сутки 1—2 литра панкреатического сока — бесцветной щелочной жидкости (pH 7,5—8,8), содержащей ферменты и бикарбонаты. Бикарбонаты нейтрализуют кислое химусное содержимое, поступающее из желудка, и создают оптимальную среду для работы ферментов.
¶Основные ферменты
| Фермент | Субстрат | Продукт расщепления |
|---|---|---|
| Трипсиноген (активируется энтерокиназой в кишечнике в трипсин) | белки | пептиды и аминокислоты |
| Химотрипсиноген | белки | пептиды |
| Эластаза | эластин и белки | пептиды |
| Панкреатическая липаза | нейтральные жиры | жирные кислоты и моноглицериды |
| Панкреатическая амилаза | крахмал | мальтоза, олигосахариды |
| Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза | РНК и ДНК | нуклеотиды |
Ферменты выделяются в неактивной форме (профермены), что защищает ткань железы от самопереваривания. Активация трипсиногена происходит только в просвете кишки под действием энтерокиназы, вырабатываемой слизистой оболочкой двенадцатиперстной кишки.
¶Что вырабатывает эндокринная часть
Эндокринная часть поджелудочной железы выделяет гормоны непосредственно в кровь. Основные клетки островков Лангерганса и их продукты:
| Тип клеток | Гормон | Доля островковой массы | Функция |
|---|---|---|---|
| β-клетки | Инсулин | 60—80 % | Снижение уровня глюкозы в крови, стимуляция её усвоения тканями |
| α-клетки | Глюкагон | 20—25 % | Повышение гликемии, стимуляция распада гликогена в печени |
| δ-клетки | Соматостатин | 3—10 % | Торможение секреции инсулина, глюкагона и ряда других гормонов |
| PP-клетки | Панкреатический полипептид | 1—3 % | Регуляция секреции поджелудочной железы и моторики кишечника |
| ε-клетки | Грелин | менее 1 % | Регуляция аппетита |
Инсулин — единственный гормон, снижающий уровень глюкозы в крови. Он стимулирует поступление глюкозы в клетки мышц, жировой ткани и печени, активирует синтез гликогена, тормозит глюконеогенез и липолиз. Глюкагон действует противоположно инсулину: мобилизует энергетические субстраты из печени в периоды голодания и физической нагрузки. Взаимодействие инсулина и глюкагона обеспечивает поддержание гомеостаза глюкозы.
¶Регуляция секреции
Секреция поджелудочной железы регулируется нейрогуморальными механизмами. На фазу секреции влияют блуждающий нерв (стимуляция), симпатическая иннервация (торможение), а также гормоны желудочно-кишечного тракта: секретин (стимулирует выделение бикарбонатов), холецистокинин (панкреозимин) — стимулирует выделение ферментов, гастрин.
Выделение инсулина β-клетками стимулируется повышением концентрации глюкозы в крови, аминокислотами (лейцином, аргинином), гастрином, секретином и холецистокинином. Торможение инсулиновой секреции осуществляется симпатической нервной системой, норадреналином, соматостатином и глюкагоном.
¶Клиническое значение
Нарушения работы поджелудочной железы приводят к ряду заболеваний:
- Панкреатит — воспаление ткани железы (острый или хронический), сопровождающееся преждевременной активацией ферментов и самоперевариванием органа.
- Сахарный диабет 1-го типа — аутоиммунное разрушение β-клеток с прекращением выработки инсулина.
- Сахарный диабет 2-го типа — инсулинорезистентность тканей при относительной недостаточности инсулина.
- Синдром Золлингера — Эллисона — гастринома (опухоль из G-клеток), вызывающая избыточную секрецию гастрина.
- Муковисцидоз — наследственное заболевание, при котором густой секрет закрывает выводные протоки железы, нарушая поступление ферментов в кишечник.
При тотальной экзокринной недостаточности (например, при хроническом панкреатите или муковисцидозе) назначают ферментные препараты (панкреатин), а при инсулиновой недостаточности — инсулинотерапию.
¶История изучения
Роль поджелудочной железы в пищеварении впервые экспериментально доказал русский физиолог Иван Петрович Павлов в 1889 году, показав участие панкреатического сока в переваривании белков, жиров и углеводов. Открытие инсулина связано с работами канадских учёных Фредерика Бантинга и Чарльза Беста в 1921 году, за что Бантинг получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1923 году. Вклад в изучение островкового аппарата поджелудочной железы внесли русские исследователи Л. В. Соболев (1900), описавший связь островков Лангерганса с сахарным диабетом, и Н. К. Кульчицкий, детально изучивший клеточный состав островков.
Источники:
- Приведенцева Е. Ф. Анатомия человека. — М.: Медицина.
- Синельников Р. Д. Атлас анатомии человека. — Т. 2.
- Гайтон А. К., Холл Дж. Э. Медицинская физиология. — СПб.: Питер.
- Байбикова Т. В., Мельникова В. И. Биохимия. — М.: ГЭОТАР-Медиа.
- Материалы научных публикаций по морфологии и физиологии поджелудочной железы.