Эндокринная функция поджелудочной желез

Функции поджелудочной железы

Добавлено: 01.11.2019

Добавил: СветланаСергеевна

Просмотров: 17621
Комментариев: 1

Поджелудочная железа – это орган пищеварительной системы, обеспечивающий переваривание питательных веществ – жиров, белков, углеводов. Вместе с тем, поджелудочная железа – это орган эндокринной системы. Она секретирует в кровь гормоны, регулирующие все виды обмена веществ. Таким образом, поджелудочная железа выполняет две функции – эндокринную и экзокринную.

Эндокринная функция поджелудочной железы

Поджелудочная железа секретирует в кровь пять гормонов, регулирующих в основном углеводный обмен. Эндокринная часть поджелудочной железы составляет не более 2% от всей массы органа. Она представлена островками Лангерганса – скоплениями клеток, которые находятся в окружении паренхимы поджелудочной железы.

Большинство островков Лангерганса сосредоточены в хвосте органа. По этой причине поражение хвоста поджелудочной железы воспалительным процессом часто приводит к недостаточности эндокринной функции органа. В островках Лангерганса находятся клетки разных типов, секретирующие разные гормоны. Больше всего в них содержится бета-клеток, вырабатывающих инсулин.

Функции гормонов поджелудочной железы

Поджелудочная железа вырабатывает пять гормонов. Два из них существенно влияют на обмен веществ. Это инсулин и глюкагон. Другие гомоны имеют меньшее значение для регуляции метаболизма, либо секретируются поджелудочной железой в малых количествах.

Инсулин
Анаболический гормон, основной функцией которого является транспорт сахара в клетки организма. Он снижает уровень глюкозы в крови за счет:

  • изменения проницаемости клеточных мембран для глюкозы
  • активации ферментов, обеспечивающих расщепление глюкозы
  • стимуляции превращения глюкозы в гликоген
  • стимуляции превращения глюкозы в жир
  • угнетения образования глюкозы в печени

Другие функции инсулина

  • стимулирует синтез белков и жиров
  • препятствует расщеплению триглицеридов, гликогена и белков

Глюкагон
Принимает важнейшее участие в углеводном обмене. Основная функция этого гормона поджелудочной железы – стимуляция гликогенолиза (процесс расщепления гликогена, в процессе которого в кровь выделяется глюкоза).

Кроме того, глюкагон:

  • активирует процесс образования глюкозы в печени
  • стимулирует расщепление жира
  • стимулирует синтез кетоновых тел

Физиологическое действие глюкагона:

  • повышает артериальное давление и частоту пульса
  • повышает силу сердечных сокращений
  • способствует расслаблению гладкой мускулатуры
  • усиливает кровоснабжение мышц
  • повышает секрецию адреналина и других катехоламинов

Соматостатин
Вырабатывается не только в поджелудочной железе, но и в гипоталамусе. Его единственная функция – это подавление секреции других биологически активных веществ:

  • серотонина
  • соматотропина
  • тиреотропного гормона
  • инсулина
  • глюкагона

Вазоактивный интестинальный пептид
Стимулирует перистальтику кишечника, увеличивает приток крови к органам ЖКТ, угнетает выработку соляной кислоты, усиливает выработку пепсиногена в желудке.

Панкреатический полипептид
Стимулирует желудочную секрецию. Подавляет внешнесекреторную функцию ПЖ.

Физиологическое действие глюкагона поджелудочной железы

Экзокринная функция ПЖ заключается в секреции панкреатического сока. По системе протоков он попадает в двенадцатиперстную кишку, где участвует в процессе пищеварения. Секрет поджелудочной железы содержит:

  • ферменты — расщепляют питательные вещества, поступающие в кишечник с едой
  • ионы бикарбоната — ощелачивают желудочный сок, поступающий в двенадцатиперстную кишку из желудка

Регуляция экзокринной функции поджелудочной железы осуществляется гормонами, которые вырабатываются в желудке и кишечнике:

  • холецистокинин
  • секретин
  • гастрин

Все эти вещества угнетают активность поджелудочной железы. Они вырабатываются в ответ на растяжение стенок желудка и кишечника. Их секрецию стимулирует панкреатический сок, попадающий в двенадцатиперстную кишку после приема пищи.

Функции ферментов поджелудочной железы

ПЖ вырабатывает ферменты, которые переваривают все виды питательных веществ – углеводы, белки и жиры.

1. Протеазы
Ферменты, расщепляющие белки. Учитывая, что разновидностей протеинов много, поджелудочная железа вырабатывает несколько видов протеолитических ферментов:

  • химотрипсин
  • эластаза
  • трипсин
  • карбоксипептидаза

2. Липаза
Этот фермент расщепляет жиры.

3. Амилаза
Фермент, расщепляющий полисахариды (сложные углеводы).

4. Нуклеазы
Несколько видов ферментов, которые расщепляют нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

Нарушение функции поджелудочной железы

Некоторые болезни поджелудочной железы сопровождаются нарушением функции этого органа. Чаще всего это происходит при остром или хроническом панкреатите, когда вследствие воспалительного процесса уничтожается большая часть паренхимы поджелудочной железы. Экзокринная функция со временем нарушается у большинства больных хроническим панкреатитом. Эндокринная – приблизительно у четверти пациентов.

Нарушение экзокринной функции сопровождается расстройством пищеварения и диспепсическими симптомами. Для этого состояния характерны следующие признаки:

  • полифекалия
  • частый и жидкий стул
  • наличие жира в кале
  • вздутие кишечника
  • похудение

При нарушении эндокринной функции поджелудочной железы обычно развивается сахарный диабет. Он протекает легче, чем классический диабет первого типа, так как не все бета-клетки островков Лангерганса уничтожаются. Тем не менее, через несколько лет от начала заболевания у пациента обычно возникает потребность в инъекциях инсулина. Иногда удается нормализовать уровень глюкозы в крови при помощи диеты и сахароснижающих препаратов.

Источник

Поджелудочная
железа выполняет в организме две функции.
С одной стороны, она секретирует в
просвет двенадцатиперстной кишки
ферменты и ионы, необходимые для
переваривания пищи (экзокринная функция);
с другой — является эндокринным
образованием — в её островковом аппарате
синтезируются гормоны, участвующие в
регуляции многих процессов в организме.

Читайте также:  Загиб поджелудочной железы у детей

На
долю островков Лангерганса приходится
всего 1-2% массы поджелудочной железы.
Они состоят из четырёх типов клеток:
клетки
А

(или α) продуцируют глюкагон,
клетки
В

(или β) — инсулин,
клетки
D
(или δ) — соматостатин
и клетки
F,
находящиеся в железе в следовых
количествах, — панкреатический
полипептид.

Все
гормоны имеют пептидную природу и
образуются в форме молекул-предшественников
с большой молекулярной массой. Дальнейший
процессинг осуществляется ферментативным
путём с помощью специфических пептидаз
по механизму частичного протеолиза.

Инсулин

Этополипептид,
состоящий из двух цепей. Цепь А содержит
21, а цепь В — 30 аминокислотных остатков.
Молекула инсулина имеет три дисульфидных
мостика: между радикалами цистеина А7
и В7, А20 и В19, а также между А6 и А11,
сближенными в пространстве. Локализация
дисульфидных связей постоянна. В молекуле
имеется активный центр, в образовании
которого участвуют оба конца цепи А и
остатки фенилаланина В24 и В25.

Инсулины
некоторых животных и человека имеют
большое сходство по первичной структуре:
бычий отличается от человеческого
тремя аминокислотами, а свиной — лишь
одной. Эти замены практически не
отражаются на его биологической
активности и очень слабо влияют на
антигенные свойства. До тех пор, пока
человеческий инсулин не научились
получать с помощью методов генной
инженерии, для терапевтичесих целей
использовали его бычий и свиной аналоги.

Главным
регулятором секреции инсулина является
глюкоза,
которая стимулирует экспрессию его
гена. Синтезируется он на рибосомах,
связанных с эндоплазматическим
ретикуломом (ЭПР), в виде препрогормона
— белка с молекулярной массой 11 500 Да.
Процесс начинается с построения
префрагмента — сигнального пептида из
24 аминокислотных остатков, который
направляет новую молекулу в цистерну
ЭПР и там отделяется после завершения
трансляции. В результате получается
проинсулин,
имеющий молекулярную массу 9 000 Да и
содержащий 86 остатков аминокислот.
Схематично его строение можно представить
в виде нити, начинающейся с N-конца:
В-цепь
С-пептид(связывающий
пептид)
А-цепь.

Белок
принимает конформацию, необходимую для
формирования дисульфидных мостиков и
поступает в аппарат Гольджи, где под
действием специфических протеаз
расщепляется в нескольких участках на
зрелый инсулин и С-пептид, не обладающий
биологической активностью. Оба вещества
включаются в секреторные гранулы,
созревание которых происходит по мере
их продвижения по цитозолю в направлении
плазматической мембраны. За это время
молекулы инсулина комплексируются с
помощью ионов цинка в димеры и гексамеры.

При
соответствующей стимуляции зрелые
гранулы сливаются с цитолеммой, выбрасывая
своё содержимое во внеклеточную жидкость.
Этот процесс является энергозависимым.
Он происходит с участием метаболитов
инозитолтрифосфатов
(И3Ф) и цАМФ,
которые стимулируют высвобождение
ионов кальция
из внутриклеточных органелл и активируют
киназы микротрубочек и микрофиламентов
В-клеток. Это повышает их чувствительность
к Са2+
и способность к сокращению. Таким
образом, синтез и высвобождение инсулина
не являются строго сопряжёнными
процессами: первый активируется глюкозой,
а второй — ионами кальция и при их
дефиците замедляется даже в условиях
гипергликемии.

Секреция
гормона, вызванная повышением концентрации
глюкозы в крови, усиливается аргинином,
лизином, кетоновыми телами и жирными
кислотами, а угнетается гипогликемией
и соматостатином. Инсулин не имеет
белка–переносчика в плазме, поэтому
период его полужизни составляет от 3 до
10 минут. Его катаболизм происходит в
печени, почках и плаценте. Здесь содержатся
две ферментных системы, разрушающих
его. Одна из них является инсулинспецифической
протеинкиназой,
она фосфорилирует гормон, вторая —
глутатионинсулинтрансдегидрогеназа
восстанавливает
дисульфидные связи. Цепи А и В отделяются
друг от друга и быстро распадаются. За
один проход крови через печень из плазмы
исчезает около 50% инсулина.

Механизм действия

Органымишени
жировая
ткань, скелетная мускулатура, печень.

Вид
рецепции
трансмембранный.
Рецепторы инсулина, обладающие
протеинкиназной активностью, обнаружены
почти во всех типах клеток, но больше
всего их находится на мембранах
гепатоцитов и адипоцитов.

Они
представляют собой димеры, состоящие
из двух гликопротеиновых протомеров
(α и β), соединённых между собой в
конфигурации α2
β2
дисульфидными мостиками. α–Субъединицы,
расположенные снаружи плазмолеммы,
осуществляют узнавание инсулина.
Цитоплазматическая часть β-субъединицы
обладает тирозинкиназной
активностью.
Присоединение инсулина к центру
связывания на α–субъединицах включает
процесс аутофосфорилирования остатков
тирозина β-субъединиц. Это сопровождается
изменением их субстратной специфичности,
и они приобретают способность активировать
некоторые внутриклеточные ферменты по
гидроксигруппам тирозина. Последние
запускают каскад реакций активации
других протеинкиназ и в их числе —
белков, участвующих в процессах
транскрипции.

Читайте также:  3 гормоны поджелудочной железы

Инсулин,
активируя соответствующие фосфатазы,
может влиять и на скорость реакций,
протекающих в цитозоле. Так, тирозиновая
фосфопротеинфосфатаза

дефосфорилирует рецептор и возвращает
его в неактивное состояние.

Физиологические
эффекты инсулина могут проявляться как
в течение нескольких секунд или минут
(транспорт веществ, фосфорилирование
и дефосфорилирование протеинов, активация
и ингибирование ферментов), так и длиться
часами (синтез ДНК, РНК, рост клеток).

Инсулин
повышает проницаемость мембран для
аминокислот,
ионов К+,
Са
2+,
нуклезидов и органических фосфатов.

Проникновение глюкозы через плазмолемму
мышечных и
жировых

клеток
осуществляется путём облегчённой
диффузии с участием переносчика —
ГЛЮТ-4.
В отсутствие инсулина глюкотранспортёры
находятся в цитозольных везикулах.
Гормон ускоряет их мобилизацию к
активному участку плазматической
мембраны. От скорости транспорта глюкозы
в клетку зависит интенсивность её
фосфорилирования и дальнейшего
метаболизма. При снижении концентрации
инсулина глюкотранспортёры возвращаются
в цитозоль, и поступление энергетического
субстрата в клетку замедляется.

В
гепатоцитахинсулин не
облегчает переноса глюкозы, но активирует
глюкокиназу.
В результате концентрация свободной
глюкозы в клетках остаётся очень низкой,
что способствует поступлению её новых
количеств путём простой диффузии. Гормон
стимулирует утилизацию моносахарида
в печени разными путями: около 50%
используется в процессах гликолиза и
пентозофосфатного пути, 30-40% превращается
в жиры, примерно 10% накапливается в форме
гликогена.

В
печени

инсулин, воздействуя на глюкокиназу
(в мышцах
гексокиназу)
и угнетая глюкозо-6-фосфатазу,
удерживает эфиры глюкозы в клетке и
включает в гликолиз. Ускорению последнего
способствует активация гормоном его
ключевых ферментов – фосфофруктокиназы
и пируваткиназы.
Кроме того,
инсулин, стимулируя фосфодиэстеразу,
гидролизующую цАМФ, замедляет
фосфорилирование фосфорилазы гликогена,
и в то же время ускоряет дефосфорилирование
гликогенсинтазы, что возвращает её
активность. Гипогликемический эффект
гормона обусловлен не только ускорением
использования глюкозо-6-фосфата в
гликолизе, ПФП, синтезе гликогена, но и
ингибированием ГНГ, так как инсулин
репрессирует транскриптоны, кодирующие
синтез его ферментов.

В
печени и жировой ткани

инсулин замедляет распад триацилглицеролови ускоряет
их образование. Он обеспечивает клетки
субстратами для липогенеза: активирует
процессы превращения глюкозы в ацетил-КоА
и реакции её окисления по пентозофосфатному
пути с выделением НАДФН (субстраты
генеза ВЖК), поддерживает нормальный
уровень ацетил-КоА-карбоксилазы,
необходимый для получения малонил-КоА
и далее — жирных кислот, повышает
интенсивность восстановления ДГАФ в
глицеролфосфат (с помощью
глицерофосфатдегидрогеназы),
стимулирует глицеролфосфатацилтрансферазу,
которая
завершает сборку молекул ТАГ.

Кроме
того, в
адипоцитах

инсулин индуцирует транскрипцию генов
липопротеинлипазы
и синтазы
ВЖК
, но
тормозит мобилизацию жиров. Он инактивируетгормончувствительную
ТАГ-липазу
,
благодаря чему снижается концентрация
свободных жирных кислот, циркулирующих
в крови. Таким образом, суммарный эффект
гормона на жировой обмен заключается
в активации липогенеза.

Инсулин
облегчает поступление в клетки нейтральных
аминокислот и их последующее включение
в белки жировой ткани, печени, скелетных
мышц и миокарда, но замедляет тканевой
протеолиз, угнетая активность протеиназ,
оказывая общее анаболическое действие.
Считают, что его эффект в миоцитах
проявляется на уровне трансляции. Однако
в последние годы установлено, что он
регулирует и скорость транскрипции
мРНК, участвующих в образовании различных
ферментов, а также альбуминов, гормона
роста и других белков. Влиянием инсулина
на индукцию генов, вероятно, объясняется
его роль в эмбриогенезе, дифференцировке,
росте и делении клеток.

Патология

Гипосекреция.
Среди
эндокринной патологии одно из первых
мест занимает сахарный диабет (СД).
Согласно определению ВОЗ, — это группа
метаболичесих заболеваний, в основе
которых лежит хроническая гипергликемия,
обусловленная относительным или
абсолютным дефицитом
инсулина
,
вызванным действием генетических и/или
экзогенных факторов. Выделяют две его
формы.

Причиной
развития СД
1 типа
является
деструкция В-клеток, которая может быть
результатом генетических повреждений,
аутоиммунных реакций, действия на плод
вирусных инфекций (оспы, краснухи, кори,
эндемического паротита, некоторых
аденовирусов), а также токсических
веществ, содержащих нитрозо-, нитро- и
аминогруппы. Как правило, вначале
заболевание протекает незаметно, но
когда из-за усиления СРО гибнет около
90% В-клеток, возникает абсолютный дефицит
инсулина, сопровождающийся тяжёлыми
метаболическими нарушениями. Болезнь
поражает чаще всего детей и подростков,
но может проявиться в любом возрасте.

СД
2 типа

обусловлен относительным дефицитом
инсулина, возникающим вследствие
замедления преобразования проинсулина
в активную форму, генетического дефекта
рецепторов или белков, являющихся
внутриклеточными посредниками
инсулинового сигнала. К провоцирующим
факторам относятся ожирение, неправильный
режим питания, малоподвижный образ
жизни, частые стрессы, стимулирующие
повышение секреции контринсулярных
гормонов.

Механизм
инсулиновой недостаточности представлен
на схеме 1.

Основной
признак сахарного диабета — гипергликемия
— является следствием пониженного
проникновения глюкозы в клетки-мишени,
замедленного использования её
инсулинзависимыми тканями, активации
процессов глюконеогенеза в печени.
Когда содержание гексозы в плазме крови
превышает почечный порог (8-9 ммоль/л),
возникает глюкозурия.
Чтобы предотвратить рост осмотического
давления из-за присутствия гексозы в
моче, увеличивается выделение воды
почками (полиурия),
что сопровождается обезвоживанием
организма, затем — повышенной жаждой
и чрезмерным потреблением воды
(полидипсией).
Выделение глюкозы с мочой приводит к
значительной потере калорий, что в
сочетании с уменьшением клеточной
проницаемости для энергосубстратов
стимулирует аппетит (полифагия).

Читайте также:  Опухоль в головке поджелудочной железы размеры

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #

    14.05.2015572.79 Кб55.pdf

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Источник

  • Поджелудочная
    железа – железа со смешанной функцией.
    Морфологической единицей железы служат
    островки Лангерганса, преимущественно
    они расположены в хвосте железы.
    Бета-клетки островков вырабатывают
    инсулин, альфа-клетки – глюкагон,
    дельта-клетки – соматостатин. В
    экстрактах ткани поджелудочной железы
    обнаружены гормоны ваготонин и
    центропнеин.

  • Инсулин
    регулирует углеводный обмен, снижает
    концентрацию сахара в крови, способствует
    превращению глюкозы в гликоген в печени
    и мышцах. Он повышает проницаемость
    клеточных мембран для глюкозы: попадая
    внутрь клетки, глюкоза усваивается.
    Инсулин задерживает распад белков и
    превращение их в глюкозу, стимулирует
    синтез белка из аминокислот и их
    активный транспорт в клетку, регулирует
    жировой обмен путем образования высших
    жирных кислот из продуктов углеводного
    обмена, тормозит мобилизацию жира из
    жировой ткани.

  • В
    бета-клетках инсулин образуется из
    своего предшественника проинсулина.
    Он переносится в клеточные аппарат
    Гольджи, где происходят начальные
    стадии превращения проинсулина в
    инсулин.

  • В
    основе регуляции
    инсулина
    лежит нормальное содержание глюкозы
    в крови: гипергликемия приводит к
    увеличению поступления инсулина в
    кровь, и наоборот.

  • Паравентрикулярные
    ядра гипоталамуса повышают активность
    при гипергликемии, возбуждение идет
    в продолговатый мозг, оттуда в ганглии
    поджелудочной железы и к бета-клеткам,
    что усиливает образование инсулина и
    его секрецию. При гипогликемии ядра
    гипоталамуса снижают свою активность,
    и секреция инсулина уменьшается.

  • Гипергликемия
    непосредственно приводит в возбуждение
    рецепторный аппарат островков
    Лангерганса, что увеличивает секрецию
    инсулина. Глюкоза также непосредственно
    действует на бета-клетки, что ведет к
    высвобождению инсулина.

  • Глюкагон
    повышает количество глюкозы, что также
    ведет к усилению продукции инсулина.
    Аналогично действует гормоны
    надпочечников.

  • ВНС
    регулирует выработку инсулина
    посредством блуждающего и симпатического
    нервов. Блуждающий нерв стимулирует
    выделение инсулина, а симпатический
    тормозит.

  • Количество
    инсулина в крови определяется активностью
    фермента инсулиназы, который разрушает
    гормон. Наибольшее количество фермента
    находится в печени и мышцах. При
    однократном протекании крови через
    печень разрушается до 50 % находящегося
    в крови инсулина.

  • Важную
    роль в регуляции секреции инсулина
    выполняет гормон соматостатин, который
    образуется в ядрах гипоталамуса и
    дельта-клетках поджелудочной железы.
    Соматостатин тормозит секрецию
    инсулина.

  • Активность
    инсулина выражается в лабораторных и
    клинических единицах.

  • Глюкагон
    принимает участие в регуляции углеводного
    обмена, по действию на обмен углеводов
    он является антагонистом инсулина.
    Глюкагон расщепляет гликоген в печени
    до глюкозы, концентрация глюкозы в
    крови повышается. Глюкагон стимулирует
    расщепление жиров в жировой ткани.

  • Механизм
    действия глюкагона обусловлен его
    взаимодействием с особыми специфическими
    рецепторами, которые находятся на
    клеточной мембране. При связи глюкагона
    с ними увеличивается активность
    фермента аденилатциклазы и концентрации
    цАМФ, цАМФ способствует процессу
    гликогенолиза.

  • Регуляция
    секреции глюкагона.
    На образование глюкагона в альфа-клетках
    оказывает влияние уровень глюкозы в
    крови. При повышении глюкозы в крови
    происходит торможение секреции
    глюкагона, при понижении – увеличение.
    На образование глюкагона оказывает
    влияние и передняя доля гипофиза.

  • Гормон
    роста соматотропин
    повышает
    активность альфа-клеток. В противоположность
    этому гормон дельта-клетки – соматостатин
    тормозит образование и секрецию
    глюкагона, так как он блокирует вхождение
    в альфа-клетки ионов Ca, которые необходимы
    для образования и секреции глюкагона.

  • Липокаин
    способствует утилизации жиров за счет
    стимуляции образования липидов и
    окисления жирных кислот в печени, он
    предотвращает жировое перерождение
    печени.

  • Ваготонин
    повышает
    тонус блуждающих нервов, усиливает их
    активность.

  • Центропнеин
    участвует в возбуждении дыхательного
    центра, содействует расслаблению
    гладкой мускулатуры бронхов, повышает
    способность гемоглобина связывать
    кислород, улучшает транспорт кислорода.

  • Нарушение
    функции поджелудочной железы
    .

  • Уменьшение
    секреции инсулина приводит к развитию
    сахарного диабета, основными симптомами
    которого являются гипергликемия,
    глюкозурия, полиурия (до 10 л в сутки),
    полифагия (усиленный аппетит),
    полидиспепсия (повышенная жажда).

  • Увеличение
    сахара в крови у больных сахарным
    диабетом является результатом потери
    способности печени синтезировать
    гликоген из глюкозы, а клеток –
    утилизировать глюкозу. В мышцах также
    замедляется процесс образования и
    отложения гликогена.

  • У
    больных сахарным диабетом нарушаются
    все виды обмена.

  • Источник