6 клетки поджелудочной железы вырабатывают

Поджелудочная железа вырабатывает ряд биоактивных веществ, которые выполняют огромную роль в обменных процессах, происходящих в организме человека, а также панкреатические ферменты и гормоны.

Общие сведения об анатомии и морфологии поджелудочной железы

Поджелудочная железа располагается в брюшной части тела, позади желудка и плотно примыкает к нему и начальному отделу кишечника на уровне первого позвонка поясницы. Поджелудочная железа имеет трубчато-альвеолярную анатомическую конструкцию. Анатомически в составе тела железы выделяют три отдела:

• головку;
• непосредственно тело;
• хвостовой отдел.

Поджелудочная железа – одна из важнейших желез организма. Этот орган представляет собой вторую по размеру железу у человека и принимает активное участие в пищеварительном процессе.

Головка железы размещена в изгибе начального отдела кишечника. Головку от тела отделяет борозда, по которой пролегает воротная вена. Снабжение кровью органа осуществляется по артерии, обеспечивающей кровью желудок, а отток крови обеспечивается посредством сбора крови в воротной вене.

В теле секреторного органа анатомами выделяются передняя, задняя и нижняя плоскости. Помимо этого анатомами выделяются три края железы: верхний, передний и нижний. Передняя плоскость тела органа плотно примыкает к наружной стенке желудка, задняя плоскость прилегает к позвоночному столбу и брюшной аорте, нижняя плоскость расположена немного ниже корня ободочной кишки. Хвост имеет форму конуса, при этом вершина конуса направлена вверх и слегка влево и достигает ворот селезенки.

В состав поджелудочной входят два типа тканей, которые ответственны за выполнение различных функций.

Основную массу ткани органа составляют функциональные мелкие доли, именуемые ацинусами. Ацинусы разделяются между собой с помощи соединительнотканных прослоек. Ацинусы имеют отдельные протоки для вывода секрета, мелкие выводные протоки поджелудочной железы объединяются и сливаются в один крупный, который пролегает в толще ткани поджелудочной. Проток открывается отверстием в двенадцатиперстной кишке. Выводные протоки поджелудочной объединяются с желчным протоком и образуют общую ампулу, имеющую вход в полость кишечника в соске двенадцатиперстной кишки.Между ацинусами размещаются скопления особых клеток, эти группы носят название островки Лангерганса. Эти островки клеток не имеют выводящих протоков, однако они обильно снабжены капиллярной сетью. Клетки островков отвечают за выработку инсулина и глюкагона. Эти соединения поступают непосредственно в кровяное русло. Размер скоплений клеток составляет от 100 до 300 мкм.

Функции, выполняемые поджелудочной железой

Поджелудочная железа выполняет в организме две основные функции:

• внешнесекреторную;
• внутрисекреторную.

При выполнении возложенных на орган функций он вырабатывает целый комплекс панкреатических ферментов. Для того чтобы определить, какие гормоны вырабатывает поджелудочная железа, нужно по отдельности рассмотреть каждую из возложенных на орган функций.

Внешнесекреторная функция заключена в синтезе и транспортировке в просвет двенадцатиперстной кишки панкреоферментов, которые представляют собой основной компонент в составе панкреосока. Поджелудочная железа ответственна за продуцирование следующих панкреатических ферментов:

• трипсина;
• липазы;
• мальтазы;
• лактазы;
• амилазы и некоторых других.

Так же есть ряд симптомов и причин развития ферментной недостаточности поджелудочной железы.

В задачу вырабатываемых панкреатических ферментов входит участие в процессе переваривания употребляемой пищи, а также в процессе нейтрализации кислотности содержимого, поступающего из желудка.

Внешнесекреторные биологически активные вещества, ферменты, в тканях органа синтезируются в неактивной форме. Активация биоферментов обеспечивается поступлением желчи, энтерокиназы. Основное действие направлено на расщепление в процессе пищеварения белковых цепей, жира и углеводов на составляющие их компоненты.

Внутрисекреторная функция органа заключается в синтезе ряда важнейших гормонов: инсулина, глюкагона и липокаина.

Инсулин с глюкагоном являются по своим характеристикам антагонистами. Эти биоактивные вещества ответственны за контроль концентрации сахара в крови и участвуют в осуществлении углеводного обмена в организме.

Липокаин принимает активное участие в процессах синтеза фосфолипидов в печени и благоприятно влияет на осуществление окисления жирных кислот в организме. При недостатке этого гормона происходит перерождение специализированной ткани печени в жировую. Имея нормальную концентрацию в организме, этот гормон поджелудочной железы контролирует концентрацию жиров и препятствует возникновению жировой инфильтрации печеночной ткани и ткани поджелудочной.

Функции гормонов, вырабатываемых поджелудочной железой

Выполнение эндокринной функции поджелудочной железы связано с функционированием островков Лангерганса. Скопления клеточных структур в этих образованиях составляют около 3 процентов от общего объема органа. Каждый островок содержит до 200 клеток. Клетки делятся на три вида: α- β- и D-клетки. Наибольшее количество в островках содержится бета-клеток, они ответственны за осуществление синтеза инсулина, α-клетки отвечают за синтез глюкагона.

Основная роль внутрисекреторной функции железы заключается в обеспечении гомеостаза некоторых веществ в организме, среди которых основными являются углеводы и жирные кислоты. Вырабатываемый в поджелудочной железе инсулин является основным гормоном, контролирующим количество глюкозы в кровяном русле. Воздействие на организм инсулина позволяет понизить концентрацию глюкозы путем поглощения ее из состава крови клетками тканей, которые проявляют высокую инсулинозависимость. Глюкагон, вырабатываемый альфа-клетками, является по своим характеристикам антагонистом инсулина. Воздействие на человеческий организм этого гормона приводит к высвобождению глюкозы и повышению ее количества в крови.

Инсулин представляет полипептид, в состав которого входят две цепи: одна цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, а вторая – из 30 аминокислот. Образование инсулина происходит из проинсулина. В отличие от инсулина, его антагонист, глюкагон, в своем составе содержит одну пептидную цепь, состоящую из 29 аминокислотных остатков.

Инсулин, попадая в кровяное русло, способствует снижению концентрации глюкозы и жирных кислот. Это биоактивное соединение способно в незначительной мере снижать концентрацию аминокислот. Разрушение гормона происходит в клетках печени.

Глюкагон оказывает влияние на углеводный и липидный обмен в тканях на периферии.

Концентрация этого гормона способна повышаться при развитии некоторых нарушений в организме. Так, например, концентрация глюкогена увеличивается при развитии в организме сахарного диабета. Резкое и значительное увеличение концентрации гормона может быть спровоцировано развитием глюкагономы, которая представляет собой опухоль альфа-клеток. Снижение концентрации гормона в крови может говорить о снижении общей массы поджелудочной железы.

О лечении поджелудочной при сахарном диабете более подробно можно прочитать тут.

Основные функции внешнесекреторных ферментов

Наибольшее количество поджелудочная железа вырабатывает следующих биоактивных соединений:

• трипсина;
• липазы;
• амилазы.

Трипсин осуществляет расщепление пептидных и белковых цепей. Первоначальное продуцирование ферментативных соединений осуществляется в поджелудочной, в деактивированной форме. Переход в активную форму происходит в просвете тонкой кишки под воздействием энтерокиназы, вырабатываемой слизистой кишечника.

Липаза представляет собой водорастворимый фермент, который призван осуществлять переваривание триглициридов. Этот фермент продуцируется в форме неактивного соединения, активация фермента осуществляется под воздействием на него желчных кислот. Действие липазы заключается в расщеплении нейтральных жиров на ВЖК и глицерин. Помимо этого, липаза принимает активное участие в энергообмене, обеспечивая транспортировку к тканям полиненасыщенных жирных кислот. Этот фермент также активирует процесс усваивания некоторых жирорастворимых витаминов. Липаза может продуцироваться кишечником, печенью, легкими. Каждый из этих видов липазы имеет небольшое отличие от других, что обеспечивает расщепление разных групп жиров.

Амилаза требуется для осуществления процесса переработки потребляемых человеком углеводов. Изменение количества этого биологически активного соединения характерно для некоторых тяжелых недугов, таких как сахарный диабет, гепатит и некоторые другие.

Основной недуг, который развивается при изменении концентрации этого фермента, острая или хроническая форма панкреатита.

Ферменты, вырабатываемые при выполнении поджелудочной своей внешнесекреторной функции, продуцируются только в процессе потребления еды. Начинается продуцирование через 2-3 мин после попадания пищи в полость желудка. Период продуцирования ферментов продолжается на протяжении 12-14 часов. Ферменты, продуцируемые в результате деятельности поджелудочной железы, становятся активными только в случае наличия достаточного объема желчи, вырабатываемой клетками печени.

В 19 веке молодой ученый из Германии обнаружил неоднородность тканей поджелудочной железы. Клетки, отличавшиеся от основной массы, располагались небольшими скоплениями, островками. Группы клеток в дальнейшем назвали именем патологоанатома — островки Лангерганса (ОЛ).

Их доля в общем объеме тканей составляет не более 1-2%, однако эта небольшая часть железы выполняет свою функцию, отличную от пищеварительной.

Предназначение островков Лангерганса

Основная часть клеток поджелудочной железы (ПЖ) вырабатывает ферменты, способствующие пищеварению. Функция островных скоплений другая – они синтезируют гормоны, поэтому их относят к эндокринной системе.

Таким образом, поджелудочная железа является частью двух основных систем организма – пищеварительной и эндокринной. Островки являются микроорганами, вырабатывающими 5 видов гормонов.

Большая часть панкреатических групп расположены в хвостовой части поджелудочной железы, хотя хаотичные, мозаичные вкрапления захватывает всю экзокринную ткань.

ОЛ отвечают за регулирование углеводного обмена и поддерживают работу других эндокринных органов.

Гистологическое строение

Каждый островок представляет собой самостоятельно функционирующий элемент. Вместе они составляют сложный архипелаг, который составлен из отдельных клеток и более крупных образований. Размеры их значительно различаются – от одной эндокринной клетки до зрелого, крупного островка (>100 мкм).

В панкреатических группах выстроена иерархия расположения клеток, их 5 видов, все выполняют свою роль. Каждый островок окружен соединительной тканью, имеет дольки, где находятся капилляры.

В центре расположены группы бета-клеток, по краям образований – альфа и дельта-клетки. Чем больше размер островка, тем больше в нем периферийных клеток.

Островки не имеют протоков, вырабатываемые гормоны выводятся по системе капилляров.

Разновидности клеток

Разные группы клеток продуцируют свой вид гормона, регулируя пищеварение, липидный и углеводный обмен.

1. Альфа-клетки. Эта группа ОЛ расположена по краю островков, их объем составляет 15-20% от общего размера. В них происходит синтез глюкагона – гормона, регулирующего количество глюкозы в крови.
2. Бета-клетки. Группируются в центре островков и составляют большую часть их объема, 60- 80%. Они синтезируют инсулин, около 2 мг в сутки.
3. Дельта-клетки. Отвечают за выработку соматостатина, их от 3 до 10%.
4. Эпсилон-клетки. Количество от общей массы не более 1%. Их продукт – грелин.
5. PP-клетки. Гормон панкреатический полипептид вырабатывается этой частью ОЛ. Составляют до 5% островков.

С течением жизни удельный вес эндокринной составляющей поджелудочной железы сокращается – от 6% в первые месяцы жизни до 1-2 % к 50-ти годам.

Гормональная активность

Гормональная роль поджелудочной железы велика.

Синтезированные в маленьких островках активные вещества током крови доставляются в органы и регулируют метаболизм углеводов:

1. Основной задачей инсулина является минимизация уровня сахара в крови. Он увеличивает всасывание глюкозы клеточными оболочками, ускоряет ее окисление и помогает сохранению в виде гликогена. Нарушение синтеза гормона приводит к развитию диабета 1 типа. При этом анализы крови показывают наличие антител к вета-клеткам. Сахарный диабет 2 типа развивается, если снижается чувствительность тканей к инсулину.
2. Глюкагон выполняет противоположную функцию – увеличивает уровень сахара, регулирует выработку глюкозы в печени, ускоряет расщепление липидов. Два гормона, дополняя действие друг друга, гармонируют содержание глюкозы – вещества, обеспечивающего жизнедеятельность организма на клеточном уровне.
3. Соматостатин замедляет действие многих гормонов. При этом происходит снижение скорости всасывания сахара из пищи, уменьшение синтеза пищеварительных ферментов, снижение количества глюкагона.
4. Панкреатический полипептид снижает количество ферментов, замедляет выброс желчи и билирубина. Считается, что он останавливает расход пищеварительных ферментов, сохраняя их до очередного приема пищи.
5. Грелин считается гормоном голода или сытости. Его выработка дает сигнал организму о чувстве голода.

Количество вырабатываемых гормонов зависит от полученной с пищей глюкозы и скорости ее окисления. При увеличении ее количества выработка инсулина увеличивается. Синтез запускается при концентрации 5,5 ммоль/л в плазме крови.

Спровоцировать выработку инсулина может не только прием пищи. У здорового человека максимальная концентрация отмечается в период сильных физических напряжений, стрессов.

Эндокринная часть ПЖ вырабатывает гормоны, которые оказывают решающее влияние на весь организм. Патологические изменения ОЛ способны нарушить работу всех органов.

Видео о задачах инсулина в организме человека:

Поражение эндокринной части поджелудочной железы и ее лечение

Причиной поражения ОЛ могут быть генетическая предрасположенность, инфекции и отравления, воспалительные заболевания, иммунные проблемы.

В результате происходит прекращение или значительное снижение выработки гормонов разными клетками островков.

В результате этого могут развиться:

1. СД 1 типа. Характеризуется отсутствием или дефицитом инсулина.
2. СД 2 типа. Определяется неспособностью организма воспользоваться выработанным гормоном.
3. Гестационный диабет развивается во время беременности.
4. Другие типы сахарного диабета (MODY).
5. Нейроэндокринные опухоли.

Основные принципы лечения сахарного диабета 1 типа заключаются во введение в организм инсулина, выработка которого нарушена или снижена. Применяют два вида инсулинов – быстрый и длительного действия. Последний вид имитирует выработку гормона ПЖ.

СД 2 типа требует строгого соблюдения диеты, умеренных физических упражнений и приема препаратов, способствующих сжиганию сахара.

Во всем мире наблюдается рост заболеваемости диабетом, его уже называют чумой 21 века. Поэтому медицинские исследовательские центры ищут способы борьбы с заболеваниями островков Лангерганса.

Процессы в поджелудочной железе развиваются быстро и приводят к отмиранию островков, которые должны синтезировать гормоны.

В последние годы стало известно:

• стволовые клетки, пересаженные на ткань ПЖ, хорошо приживаются и способны в дальнейшем продуцировать гормон, так как начинают работать как бета-клетки;
• ОЛ вырабатывают больше гормонов, если удалить часть железистой ткани ПЖ.

Это позволяет пациентам отказаться от постоянного приема лекарственных средств, строгой диеты и вернуть нормальный образ жизни. Проблемой остается иммунная система, которая может отторгнуть подсаженные клетки.

Еще одним возможным способом лечения рассматривается пересадка от донора части островковой ткани. Этот способ заменяет установку искусственной ПЖ или ее полную пересадку от донора. При этом удается остановить прогрессирование заболевания и нормализовать глюкозу в крови.

Проведены успешные операции, после которых у больных с диабетом 1 типа отпала необходимость во введении инсулина. Орган восстановил популяцию бета-клеток, синтез собственного инсулина возобновился. После операции была проведена иммуносупрессивная терапия, чтобы не допустить отторжения.

Видео-материал о функциях глюкозы и заболевании диабетом:

Медицинские институты работают над изучением возможности пересадки поджелудочной железы от свиньи. Первые средства для лечения сахарного диабета как раз использовали части поджелудочной железы свиней.

Ученые сходятся на том, что необходимы исследования особенностей строения и работы островков Лангерганса из-за большого количества важных функций, которые выполняют синтезируемые в них гормоны.

Постоянный прием искусственных гормонов не помогает победить болезнь и ухудшает качество жизни пациента. Поражение этой маленькой части ПЖ вызывает глубокие нарушения работы всего организма, поэтому исследования продолжаются.