Физиология экзокринной поджелудочной железы

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.

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.

Экзокринная
функция поджелудочной железы включает
в себя вы­работку пищеварительных
ферментов в ацинозных клетках, а также
сек­рецию воды и электролитов
(преимущественно бикарбонатов),
осуществ­ляемую главным образом
эпителиальными клетками панкреатических
протоков. Жидкая часть секрета, содержащая
НС03″,
обеспечивает транс­портировку
панкреатических ферментов в
двенадцатиперстную кишку и защищает
их от расщепления соляной кислотой
желудочного сока, обес­печивая при
рН 7—8 их оптимальную активность.
Снижение выработки панкреатических
бикарбонатов (например, при хроническом
панкреати­те) приводит, кроме того,
к ацидификации (закислению) дуоденального
содержимого, способствуя тем самым
развитию язвенных поражений (так
называемых панкреатогенных язв). Общий
объем панкреатической сек­реции
достигает 2,5 л в сутки.В поджелудочной
железе вырабатывается большое число
различ­ных ферментов, необходимых
для переваривания белков, жиров и
угле­водов. Так, протеазы (трипсин,
химотрипсин, эластаза, карбоксипепти-
даза, калликреин) расщепляют белки на
олигопептиды; липолитические ферменты
(липаза, колипаза, фосфолипазаА2и
карбоксилэстергидрола-

за)
эмульгируют капельки жира в присутствий
желчных кислот и расщеп­ляют
триглицериды и холестерин на моноглицериДЫ
и жирные кислоты; амилаза участвует в
переваривании крахмала и гликогена,
превращая эти углеводы в ди- и
олигосахариды.

Существуют
различные стимуляторы панкреатической
секреции. При этом вазоинтестинальный
пептид (ВИП) и секретин оказывают
сти­мулирующее влияние за счет
активации аденилатциклазы и последующего
образования цАМФ, который в свою очередь
активирует протеинкиназу А. Другие
стимуляторы (ацетилхолин, холецистокинин,
субстанция Р) воз­действуют на
специфические рецепторы, в результате
чего увеличивает­ся внутриклеточное
содержание промежуточных «мессенджеров»
(ино- зитол-трифосфата, Са++
и др.), также активирующих различные
протеинкиназы. Тормозящее влияние на
панкреатическую секрецию ока­зывают
панкреатический полипептид, соматостатин,
глюкагон, энкефа- лины и другие
нейропептиды,

Регуляция
внешнесекреторной функции поджелудочной
железы представлена на схеме 22.3. В
межпищеварительный период уровень
секреции панкреатических ферментов,
а также воды и электролитов очень
невелик, составляя соответственно 10 и
1—2 % от их максимально воз­можной
продукции. Пищеварительная секреция
поджелудочной железы включает в себя
несколько фаз.

Цефалическая
фаза инициируется представлениями о
пище, ее ви

—

Протеолптнческис

Кишечная
фаза

Секреция
бикарбонатов

Цефалическая
фаза Желудочная
фаза

-представления
о пище -растяжение

-пил
пищи желудка -запах пищи

-ВКУС
1ШИ1Г1

—
трипсин -оеамилаза — липаза

-химотрипсин -колипаза

-эластаза -фосфолипаза
А2

■
карбокашептидаза ‘
-карбоксилэстср-

-калликрени гид
рол а л а

Схема
22.3.
Регуляция внешнесекреторной функции
поджелудочной железы.

52

7

дом,
запахом и вкусом. Их возбуждающее
влияние реализуется через вет­ви
блуждающего нерва и приводит к
значительному увеличению секреции
бикарбонатов и умеренному повышению
выработки панкреатических.фер- ментов.

Желудочная
фаза включается — через ваго-вагальные
рефлексы — в ответ на растяжение пищей
фундального иантрального отделов
желуд­ка, приводящее к освобождению
ацетилхолина и секретина и последую­щему
значительному увеличению продукции
панкреатических ферментов и очень
умеренному повышению секреции
бикарбонатов.

Интестинальная
(тонкокишечная) фаза панкреатической
секреции наиболее значима. В физиологических
условиях она сопровождается по­вышением
кровотока в поджелудочной железе и
выработкой панкреати­ческого секрета
с очень высоким содержанием ферментов.
Выраженное стимулирующее действие на
секрецию поджелудочной железы (в
боль­шей степени — панкреатических
ферментов, в меньшей — бикарбонатов)
оказывают продукты расщепления жиров,
в частности, жирные кислоты. Этот эффект
опосредуется через высвобождение
секретина, ацетилхо­лина и
холецистокинина. Соляная кислота,
попадая в двенадцатиперст­ную кишку,
приводит к ацидификации дуоденального
содержимого, вслед­ствие чего
включается ваго-вагальный
энтеро-панкреатический рефлекс с
последующим высвобождением ацетилхолина
и секретина, способству­ющим выраженному
повышению секреции бикарбонатов и
умеренному увеличению выработки
панкреатических ферментов. Наконец,
пептиды и аминокислоты, также вызывая
ваго-вагальный рефлекс и при их приеме
в большом количестве повышая освобождение
холецистокинина, приво­дят к
значительному увеличению выработки
панкреатических ферментов и очень
умеренному возрастанию секреции
панкреатических бикарбонатов.

Нарушение
регуляции различных фаз панкреатической
секреции (например, усиленная стимуляция
внешнесекреторной функции подже­лудочной
железы ацетилхолином, соляйОй кислотой,
холецистокинином и панкреозимином)
может приводить к развитию повреждения
паренхи­мы поджелудочной железы.
Это, в частности, находит свое отражение
при воспроизведении различных
экспериментальных моделей острого
панк­реатита у животных. Однако
конкретное значение указанных нарушений
в развитии заболеваний поджелудочной
железы у человека остается пока еще
недостаточно изученным.