Что такое бикарбонаты в поджелудочной железе

Предотвращение самопереваривания поджелудочной железы. Секреция ионов бикарбоната

Необходимо подчеркнуть, что протеолитические ферменты поджелудочного сока не активируются до тех пор, пока не будут выделены в кишечник, поскольку трипсин и другие ферменты могли бы переварить саму поджелудочную железу. К счастью, клетки, которые секретируют протеолитические ферменты в ацинусах поджелудочной железы, выделяют одновременно вещество, названное ингибитором трипсина. Эта субстанция образуется в цитоплазме железистых клеток и предотвращает активацию трипсина как внутри секреторных клеток, так и в ацинусах и протоках поджелудочной железы. Вследствие того, что трипсин активирует другие панкреатические протеолитические ферменты, ингибитор трипсина в той же степени предотвращает их активацию.

При повреждении поджелудочной железы или блокировании протока в поврежденных участках поджелудочной железы может собираться большое количество панкреатического секрета. В таких условиях часто подавляется действие ингибитора трипсина, и происходит стремительная активация панкреатического секрета, который может буквально полностью переварить поджелудочную железу в течение нескольких часов. Такое состояние называют острым панкреатитом. Это состояние может быть смертельным, т.к. сопровождается циркуляторным шоком. Даже если оно не привело к смерти, то в дальнейшем обычно возможна хроническая недостаточность поджелудочной железы.

поджелудочная железа

Секреция ионов бикарбоната

Хотя ферменты поджелудочного сока полностью выделяются ацинусами поджелудочной железы, два других важных компонента панкреатического сока — ионы бикарбоната и вода — выделяются главным образом эпителиальными клетками канальцев и протоков, которые выходят из ацинусов. Когда поджелудочная железа начинает выделять большие количества панкреатического сока, концентрация иона бикарбоната может повышаться вплоть до 145 мэкв/л. Это приблизительно в 5 раз больше, чем количество ионов бикарбоната в плазме, что создает большое количество щелочи в панкреатическом соке и обеспечивает нейтрализацию соляной кислоты, поступающей из желудка в двенадцатиперстную кишку.

Основные моменты клеточных механизмов секреции раствора бикарбоната натрия в канальцы и протоки поджелудочной железы показаны на рисунке. Они заключаются в следующем.

1. Углекислый газ диффундирует внутрь клетки из крови и под влиянием карбоангидразы соединяется с водой, образуя угольную кислоту (Н2СО3). Угольная кислота, в свою очередь, диссоциирует на ионы бикарбоната (НСО3~) и ионы водорода (Н+). Затем ионы бикарбоната в комплексе с ионами натрия (Na+) активно транспортируются через клеточную мембрану в просвет протока.

2. Ионы водорода, образованные путем диссоциации угольной кислоты внутри клетки, обмениваются на ионы натрия через базалъную часть мембраны клетки путем вторичного активного транспорта. Поступившие ионы натрия транспортируются через клеточную мембрану в просвет панкреатического протока, обеспечивая электрическую нейтральность секретируемым бикарбонатам.

3. Суммарное движение натрия и бикарбонатов из крови в просвет протока создает осмотический градиент давления, который обусловливает также осмотический перенос воды в проток, создавая таким образом почти изоосмолярный раствор бикарбоната натрия.

— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»

Оглавление темы «Желудочная и поджелудочная секреция»:

1. Регуляция функции желез пищеварительного тракта. Нервная регуляция секреции желез

2. Секреция воды и электролитов в ЖКТ. Физиология слизи желудочно-кишечного тракта

3. Физиология слюны. Секреция слюны

4. Гигиенические свойства слюны. Нервная регуляция слюноотделения

5. Секреция в пищеводе. Физиология желудочной секреции

6. Физиология секреции пепсиногена. Секреция желудочной слизи и гастрина

7. Стимуляция секреции кислоты в желудке. Стимуляция секреции гастрина

8. Физиология и фазы желудочной секреции. Торможение и регуляция желудочной секреции

9. Строение гастрина. Физиология секреции поджелудочной железы

10. Предотвращение самопереваривания поджелудочной железы. Секреция ионов бикарбоната

Источник

Поджелудочная
железа является железой внешней и
внутренней сек­реции; она продуцирует
панкреатический сок, играющий значительную
роль в процессе пищеварения и обмена.
По предположению большинства
исследователей, в сутки железа выделяет
1000-4000 мл панкреатического сока; он имеет
щелочную реакцию (рН 8,71-8,98). В его состав
входят фер­менты, расщепляющие белки,
жиры и углеводы, а также вода, электроли­ты
и гидрокарбонат. Удельный вес
панкреатического сока колеблется в
за­висимости от концентрации в нем
белков и электролитов и имеет следую­щие
показатели:

На
98% панкреатический сок состоит из воды;
сухой остаток составля­ет 1,0-1,23%.

Различают
четыре группы ферментов поджелудочной
железы:

1.
Протеазы (пептидазы): химотрипсиноген,
трипсиноген, карбоксипеп-тидаза,
аминопептидаза, коллагеназа, эластаза.

2.
Липаза (эстераза).

3.
Карбоангидразы (гликозидазы): мальтаза,
амилаза, лактаза.

4.
Нуклеазы: дезоксирибонуклеаза,
рибонуклеаза

Трипсин
и химотрипсин вырабатываются поджелудочной
железой в неактивной форме в виде
трипсиногена и химотрипсиногена. В
двена­дцатиперстной кишке трипсиноген
активизируется под влиянием ки­шечной
энтерокиназы и солей кальция, а
химотрипсиноген — под дейст­вием
трипсина. По активности химотрипсин
слабее трипсина и имеет бо­лее узкий
спектр действия, однако, в отличие от
последнего, вызывает створаживание
молока. Трипсин расщепляет любые
денатурированные белки, не действует
на жировую ткань, нативный коллаген;
разрушается в процессе пассажа по
кишечнику и в кале, как правило, не
определяется.

Липаза
продуцируется железой в неактивной
форме, но в результате действия желчных
кислот и гистидина активизируется и
расщепляет ней­тральные жиры до жирных
кислот и глицерина. Из панкреатического
сока выделены также фосфолипаза А
(гидролиз фосфолипидов, лецити­на) и
карбоксилэстераза (гидролиз эфиров
жирных кислот), осуществ­ляющие
липолиз. Железа выделяет основное
количество липазы. Этот фермент активен
в тонкой кишке в присутствии желчных
кислот, кото­рые способствуют
эмульгированию жиров. Молекула липазы
стабилизи­руется и активизируется
ионами кальция и магния. Фосфолипаза А
и В поступают в двенадцатиперстную
кишку в неактивном состоянии, и там они
активизируются трипсином.

Читайте также:  Чем снять боль и жжение в поджелудочной железе

Амилаза,
в отличие от других ферментов, выделяется
в активной фор­ме и способствует
расщеплению углеводов. Она может
выделяться и дру­гими органами
(печенью, слюнными железами).

Инвертаза
расщепляет сахарозу, лактаза — молочный
сахар.

Бикарбонаты
наряду с ферментами играют важную роль
в пищеваре­нии. Основной их функцией
является нейтрализация кислого пищевого
химуса, поступающего из желудка; кроме
того, бикарбонаты защищают слизистую
кишечника и являются оптимальными для
действия гидролаз.

Натрий
составляет 95% всех катионов. Значение
натрия и калия для работы железы
неизвестно. Кальций играет важную роль
в регуляции внутриклеточного синтеза
ферментов и их выхождении в протоки
желез.

Роль
микроэлементов, содержащихся в
панкреатическом соке в очень не­большом
количестве, изучена слабо.

Механизм
панкреатической секреции — нейрогуморальный.
Нервная система оказывает на железу
прямое и опосредованное действие.
Активи­зировать секрецию, по И.П.
Павлову (1902), удается путем стимуляции
блуждающих нервов (прямое действие).
Опосредованное влияние нерв­ной
системы осуществляется через механизмы
регуляции высвобожде­ния гастрина.
Парасимпатическая нервная система
стимулирует, а симпа­тическая угнетает
деятельность железы (Богер М.М., 1982).
Отчетливое повышение секреции ферментов
вызывают метахолин, ацетилхолин. При
раздражении волокон симпатической
нервной системы наблюдается резкое
сужение кровеносных сосудов железы,
что сопровождается сниже­нием ее
экзокринной функции.

По
данным И.Л. Долинского (1894) и Л.Б. Попельского
(1896), местное раздражение слизистой
оболочки тонкой кишки соляной кислотой
(кис­лым желудочным содержимым)
вызывает образование в слизистой
обо­лочке двенадцатиперстной кишки
секретина, который, поступая в кровь,
стимулирует панкреатическую секрецию.
В отличие от вагусного влия­ния,
вызывающего выделение богатого ферментами
сока, секретин сти­мулирует отделение
сока с низким содержанием ферментов,
однако с большим количеством щелочей.
Известно, что экзокринная функция железы
регулируется в основном секретином,
холецистокинин-панкрео-зимином и
гастрином.

Секретин
и холецистокинин, активизируя друг
друга, попадают в кровь из S-клеток
(секретин) и I-клеток
(холецистокинин) слизистой оболочки
двенадцатиперстной кишки.

Эндокринная
функция поджелудочной железы связана
с деятельностью островков Лангерганса,
клетки которых выделяют в кровь инсулин
(бе­та-клетки), глюкагон (альфа-клетки),
соматостатин (дельта-клетки).

Инсулин
— анаболический гормон, содержащий
остатки 51 амино­кислоты. Он необходим
для процесса гликогенеза и липогенеза.
Всасыва­ние углеводов с последующей
гипергликемией является стимулом для
его выделения. Физиологическое действие
инсулина многогранно. Характер­ным
проявлением его отсутствия является
повышение уровня сахара в крови. Однако
необходимо помнить о взаимном влиянии
на количество сахара в крови функции
гипофиза, инсулярного аппарата печени
и над­почечников.

Глюкагон
содержит 29 остатков аминокислот;
выделяется в период го­лодания.
Спобствует поступлению в кровь глюкозы
из запасов гликогена в печени, а кроме
того, глюкогенезу в печени. По данным
А. А. Шелагурова (1970), глюкагон и инсулин
являются антагонистами. Известны три
формы этого гормона: глюкагон,
вырабатываемый L-клетками
островков Лангерганса; энтероглюкагон
и желудочный глюкагон. Все три формы

повышают
концентрацию сахара в крови. Под влиянием
панкреатическо­го глюкагона уменьшается
объем панкреатической секреции и дебит
фер­ментов; секреция бикарбонатов не
изменяется.

Экзогенный
глюкагон с успехом применяется для
лечения острого панкреатита, однако
роль этого гормона в регуляции секреции
железы пока неизвестна. Считается, что
он влияет на поджелудочную железу
раз­личными способами: путем снижения
кровообращения железы в резуль­тате
спазма сосудов; уменьшения содержания
кальция в крови, угнетения высвобождения
секретина, кислотообразующей функции
желудка.

Соматостатин
содержит остатки 14 аминокислот; тормозит
секрецию глюкагона и инсулина.
Высвобождение соматостатина стимулируется
глюкозой, лейцином, аргинином и тормозится
адреналином. Механизм действия
соматостатина на железу не ясен.

Липокаин
— вещество, также выделяемое островковым
аппаратом железы; препятствует жировому
перерождению печени (Лепорский Н.И.,
1951).

По
мнению многих авторов, поджелудочная
железа вырабатывает и ряд других
биологически активных веществ
(лактоферрин, калликреин, ваготонин,
иммуноглобулин А). Калликреин понижает
давление, вызы­вая расширение артерий
мозга, сердца, кожи, легких, мышц. Железа
про­дуцирует неактивную форму этого
гормона — калликреиноген, который
активизируется трипсином. Ваготонин
повышает тонус блуждающих нервов и
вызывает ряд эффектов, связанных с их
возбуждением, в том числе падение
артериального давления.

Источник

Поджелудочная железа представляет собой важный орган, без которого ни один человеческий организм не может существовать. Ведь он участвует не только в процессе пищеварения, но и в обмене веществ. Этот орган вырабатывает сразу несколько гормонов (инсулин, статин и другие), которые контролируют уровень сахара и холестерина в крови, а также контролируют работу печени. И чтобы более точно понять роль поджелудочной железы в организме человека, необходимо детально рассмотреть ее анатомию и физиологию.

Расположение поджелудочной железы

Если посмотреть на картинку, то можно отметить, что поджелудочная железа располагается за желудком, возвышаясь над пупочной областью на 6-8 см. Ее головка охватывает 12-перстную кишку, тело идет вглубь к брюшине, а хвост приближен к селезенке и приподнимается слегка вверх.

И если рассматривать более детально расположение этого органа, то можно сказать, что фактически он находится со всех сторон. Спереди от него располагается желудок, позади – позвоночник, с левой стороны селезенка, а с правой – 12-перстная кишка.

Анатомическое строение органа

Рассматривая анатомическое строение поджелудочной железы, необходимо сразу же отметить, что этот орган имеет удлиненную форму и однородную плотную структуру. По своему размеру она является самой большой железой в организме, которая лишь на несколько сантиметров меньше печени и относится к железам смешанной секреции.

Читайте также:  При заболевании поджелудочной железы температура

При ультразвуковом исследовании этого органа у юношей и у взрослых людей его эхогенность (способность отражать ультразвуковые волны) идентична эхогенности печени, то есть, умеренная или нормальная. При этом структуру железы описывают в основном как мелкозернистая или однородная. Но нужно отметить, что такое описание характерно только для здоровых людей, неимеющих проблем с поджелудочной.

Однако, даже при отсутствии патологий железы, у некоторых людей отмечается снижение или повышение эхогенности, что происходит в основном при избыточной массе теле или дефицита веса.

Самое интересное то, что поджелудочная железа начинает закладываться еще в период внутриутробного развития, примерно, на 5–6 неделе беременности. Но полного своего формирования она достигает только к 6–7 годам. Поэтому при ультразвуковых исследованиях, если отсутствует выраженная симптоматика, незначительные отклонения от нормы не воспринимаются специалистами, как патологии. Размеры поджелудочной железы
Размеры поджелудочной железы в зависимости от массы тела человека

Если же говорить о том, какой величины должен быть этот орган, то нужно отметить, что размеры поджелудочной железы в норме различны и зависят они от возраста человека. Так, например, у новорожденных детей ее длина не превышает 5,5 см, а ближе к году она увеличивается до 7 см. Далее объем железы продолжает увеличивается и уже к 7–8 годам ее длина составляет, примерно, 14,5–15 см. У молодых людей, достигших полового созревания, и у взрослого человека ее длина достигает 16–23 см, а толщина варьируется в пределах 3–5 см.

Это нормальные размеры поджелудочной железы, свидетельствующие об отсутствии воспалительных и прочих патологических процессов. Так как при их возникновении орган отекает, что, естественно, становится причиной его увеличения. Однако незначительные отклонения в 0,5–1см также считаются нормальными. Фиксироваться они могут, например, при неправильном питании или принятии каких-либо препаратов.

Масса поджелудочной железы также зависит от возраста человека. Так, например, у здорового взрослого человека в возрасте 20–50 лет ее вес составляет 60–80 г, но уже после 50 лет в организме активизируются процессы старения, которые также не обходят стороной этот орган. И примерно к 55–60 годам его вес может составлять 50 г.

Рассмотренная только что анатомия поджелудочной железы человека содержит в себе цифры, которые носят примерный характер. Каждый организм индивидуален и это всегда учитывается при исследовании данного органа. Однако, если во время УЗИ отмечаются значительные отклонения от нормы и изменение структуры железы, то в этом случае уже говорят о развитии патологий.

Если поджелудочная железа в организме человека подверглась воспалительным процессам, то она увеличивается и начинает сдавливать близлежащие органы, что также негативным образом сказывается на их функциональности. А вот если происходит атрофия паренхимы, то в этом случае, наоборот, отмечается уменьшение размеров железы.

Топографическая анатомия поджелудочной железы также подразделяет этот орган на 3 части:

  • Головку. Ее толщина составляет 4–5 см. Она является самой толстой частью. Располагается головка поджелудочной железы справа, около двенадцатиперстной кишки.
  • Тело. Самая удлиненная часть органа, которая находится сразу же за желудком и уходит немного вглубь к брюшинному отделу.
  • Хвост. Самая маленькая часть органа, длина которой не превышает 2 см. Располагается хвост поджелудочной железы с левой стороны, возле селезенки.

И если говорить о том, как выглядит поджелудочная железа, то следует отметить, что ее сравнивают с улиткой. Только вместо «панциря» она имеет паренхиму, которая по своей структуре напоминает соцветье цветной капусты. Сверху она покрыта оболочкой, состоящей из соединительной ткани, представленной в виде капсулы.

Паренхима занимает 98% от всего органа и включает в себя ацинусы, своего рода дольки, которые представляют собой скопление клеток, занимающихся продуцированием панкреатического сока. Главный проток поджелудочной железы (его еще называют вирсунгов проток), продвигает этот сок в 12-перстную кишку, где и осуществляются процессы переваривания пищи. Остальные протоки поджелудочной железы пропускают через себя желчь, поступающая к ним из желчного пузыря.

Паренхима поджелудочной железы
Паренхима поджелудочной железы

Важно! От объема вырабатываемого панкреатического сока зависит то, как будут происходить процессы пищеварения. В норме, если человек питается правильно и количество приемов пищи у него не превышает 5 раз за день, в сутки панкреатического сока вырабатывает поджелудочная железа около 1,5–2 л. Если этот объем снижен, у человека появляются различные проблемы с пищеварением, которые проявляются изжогой, тошнотой, повышенным газообразованием, ощущением тяжести и т. д.

Панкреатический сок имеет сложный состав. В нем содержаться многочисленные вещества, которые обеспечивают нормальный процесс переваривания пищи. Среди них находятся:

  • липаза, амилаза, протеаза – отвечают за переваривания и усвоение белков, жиров и углеводов,
  • бикарбонаты – поддерживают щелочную среду в двенадцатиперстной кишке и обеспечивают нормализацию кислотности желудка.

Остальные 2% железы состоять из клеточных островков Лангерганса, большая часть которых находится на хвостовой части органа. Эти островки также представляют собой скопление клеток, однако они не имеют протоков и находятся непосредственно вблизи кровеносных капилляров. Такое расположение обуславливается тем, что именно эти клетки поджелудочной железы занимаются синтезом гормонов, которые мгновенно проникают в кровь.

Питательные вещества, необходимые для нормального функционирования, поджелудочная получает за счет кровоснабжения. Она имеет собственную капиллярную сеть, которая разветвляется по всему органу, пронизывая ацинусы и островки Лангерганса.

Читайте также:  Рак поджелудочной железы последняя стадия симптомы сколько живут

Островки Лангерганса
Островки Лангерганса

Если железа воспаляется, она отекает и ее ткани начинают сдавливать капилляры и артерии, что приводит к снижению количества поступающих к клеткам органа питательных веществ и нарушению их функциональности. Если такое явление вовремя не приостановить, начинают развиваться различные заболевания, которые трудно поддаются медикаментозной терапии.

Важно! Из-за сильного давления артерии поджелудочной железы могут лопнуть, что приведет к сильному внутреннему кровотечению, несущему серьезную угрозу для жизни человека!

Физиологические особенности органа

Многие люди задаются вопросом – а зачем нужна поджелудочная железа? На самом деле этот орган является очень важным в человеческом организме. Ведь только он выполняет функции, которыми не обладает ни один другой орган. К таковым функциям относятся:

  • пищеварение пищи,
  • регулирование уровня сахара в крови.

За пищеварительные процессы ответственны экзокринные клетки органа. Они составляют ацинусы, о которых уже было сказано выше. Они продуцируют панкреатический сок, который сначала попадает в микропротоки, а затем проникает в главный вирсунгов проток.

Ранее уже упоминалось о составе панкреатического сока. Но рассматривая подробно физиологию поджелудочной железы, следует более детально поговорить о входящих в его состав веществ и их функциях:

  • Липаза. Фермент пищеварительного сока, который является ответственным за расщепление жиров до глицерина и жирных кислот. Данный процесс происходит в кишечнике, после чего полученные в ходе расщепления жиров вещества проникают в кровь.
  • Амилаза. Этот фермент пищеварительного сока является ответственным за преобразование крахмала в олигосахариды, которые при воздействии других веществ превращаются в глюкозу. После такой сложной трансформации, полученная глюкоза проникает в кровеносное русло, разносясь по клеткам и тканям организма, обеспечивая их энергией для нормального функционирования.
  • Протеазы. К ним относятся такие вещества, как химотрипсин, пепсин, эластаза и карбоксипептидаза. Они являются ответственными за преобразование белков в аминокислоты, которые затем легко усваиваются в организме.

Инсулин
Инсулин – гормон, от которого зависит уровень сахара в крови

Что касается процесса расщепления углеводов, то он активизируется уже тогда, когда пища только попадает в ротовую полость. Однако здесь происходит расщепление только простых сахаров, а вот сложные могут распадаться только при взаимодействии с ферментами поджелудочной и тонкого кишечника. Только после распада на более «легкие» элементы, организм может усваивать сложные углеводы.

Но вместе с пищей в организме попадает не только глюкоза, но и жиры. В ротовой полости процесс их расщепления не начинается. Они проникают в 12-перстную кишку в не тронутом виде и только здесь, под влиянием ферментов поджелудочной происходит их переработка. Жир начинает расщепляться на жирные кислоты, которые затем поступают в тонкий кишечник и уже через его стенки попадают в кровь.

Выработка пищеварительных ферментов поджелудочной железы активизируется в момент поступления сигналов, которые возникают при растяжении стенок желудка, при запахе пищи или при достижении из максимального уровня концентрации.

В тех случаях, когда протоки поджелудочной сужаются и перестают пропускать через себя панкреатический сок (как правило, такое явление возникает при развитии острого или обострении хронического панкреатита), ферменты, вырабатывающиеся клетками головки, тела или хвоста поджелудочной железы, начинают переваривать ткани органа, тем самым провоцируя скопление в нем токсичных веществ и развитие некротических процессов. Все это сопровождается сильным болевым приступом, рвотой, повышением температуры и т . д. При этом в самом пищеварительном тракте из-за отсутствия ферментов поджелудочной начинает развиваться диспепсия.

Протоки поджелудочной железы
Протоки поджелудочной железы

Но, рассказывая о том, что вырабатывает поджелудочная железа и почему относят ее к жизненно важным органам, то следует отметить, что помимо пищеварительных ферментов, она также занимается продуцированием гормонов. За это является ответственной эндокринная часть железы, а именно островки Лангерганса. Они имеют несколько протоков, которые располагаются рядом с кровеносными капиллярами, в которые и происходит выброс гормонов.

Эндокринные клетки поджелудочной вырабатывают следующие гормоны:

  • Инсулин. Участвует в процессе расщепления глюкозы и ее транспортировки в клетки и ткани организма. Контролирует уровень сахара в крови.
  • Глюкагон. Обладает противоположным действием инсулина и обеспечивает выработку глюкозы из жировых запасов в случае, если организм начинает испытывать энергетический дефицит (как правило, происходит это при сильных физических нагрузках или при соблюдении строгих диет),
  • Соматостатин и полипептин. Обладают блокирующим действием. Они снижают выработку инсулина и глюкагона в случае, если в их активности нет необходимости.

Несмотря на то что поджелудочная железа вырабатывает много гормонов, наиболее важным из них является инсулин. Так как его дефицит может стать причиной развития сахарного диабета, который не поддается медикаментозному лечению. Основным показателем возникновения этого недуга является повышенный уровень сахара в крови. И чтобы своевременно определить развитие диабета, каждому человеку необходимо один раз в шесть месяцев сдавать общий анализ крови.

Если упустить момент, когда развитие болезни можно было предотвратить, то потребуется постоянно осуществлять прием препаратов, обеспечивающих снижение уровня сахара в крови, и следовать специальной диете, которая исключает «вредные» продукты для поджелудочной.

Нормально функционирующая поджелудочная железа – это хорошее пищеварение и отличный обмен веществ. Если работа этого органа выходит из строя, то у человека возникают серьезные проблемы со здоровьем, устранить которые очень сложно.

Тест: на определение риска сахарного диабета 2 типа

Что такое бикарбонаты в поджелудочной железе

Источник