Панкреатические островки поджелудочной железы вырабатывают гормон

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.

Поджелудочная или, как ее еще называют, панкреатическая железа является важным органом системы пищеварения, который несет ответственность за инкреторные и экскреторные функции. Благодаря всем биологически активным веществам, синтезируемым поджелудочной железой (ПЖ), в организме поддерживается биохимическое равновесие. Какие существуют гормоны поджелудочной железы и каковы их функции в организме – обо всем этом пойдет речь в данной статье.

Как работает железа?

Орган делится условно на две части – это экзокринная и эндокринная. Все они служат для выполнения своих определенных функций. Например, экзокринная часть занимает большую часть поджелудочной железы и служит для прорабатывания желудочного сока, который содержит большое количество различных ферментов, необходимых для переваривания пищи (корбоксипептидаза, липаза, трипсин и т. д.).

В состав эндокринной части ПЖ входят небольшие панкреатические островки, именуемые в медицине «островками Лангерганса». Их задача заключается в делении важных для существования гормонов, которые берут непосредственное участие в жировом, углеводном и белковом обмене. Но функции поджелудочной железы на этом не заканчиваются, так как данный орган, синтезируя определенные гормоны, производит пищеварительную жидкость, участвует в расщеплении пищи и ее усвоении. В зависимости от того, насколько корректно будет работать ПЖ, общее состояние здоровья человека может меняться.

Классификация синтезируемых веществ

Все гормоны, формируемые панкреатической железой, являются тесно взаимосвязанными, поэтому нарушение выработки хотя бы одного из них может привести к развитию серьезных нарушений в организме и заболеваний, лечением которых нужно заниматься всю оставшуюся жизнь.

Поджелудочная железа вырабатывает следующие гормоны:

• инсулин;
• глюкагон;
• соматостатин;
• панкреатический полипептид;
• вазоинтенсивный пептид;
• амилин;
• центропнеин;
• гастрин;
• ваготонин;
• калликреин;
• липокаин.

Каждый из вышеперечисленных гормонов выполняет свою определенную функцию, регулируя тем самым углеводный обмен в организме человека, а также влияя на функционирование различных систем.

Клиническое значение гормонов ПЖ

Если с гормонами, вырабатываемыми поджелудочной железой, все понятно, то с основными функциями, которые они выполнят, все намного сложнее. Рассмотрим каждый гормон ПЖ отдельно.

Инсулин

Из всех гормонов, которые синтезирует поджелудочная, инсулин считается главным. Он способствует нормализации уровня глюкозы в крови. Реализация данного процесса обусловлена следующими механизмами:

• активация клеточных мембран, за счет чего клетки организма начинают лучше усваивать глюкозу;

  Роль инсулина в организме

• происходит стимуляция гликолиза (процесса окисления глюкозы);
• замедление процесса глюконеогенеза (биосинтеза глюкозы из неуглеводных веществ, таких как молочная кислота, глицерол и другие);
• улучшается приток полезных элементов в клетки организма (фосфатов, магния, калия);
• синтез белка значительно усиливается, а параллельно с этим его гидролиз подавляется. Благодаря этим функциям исключается белковый дефицит, благодаря чему усиливается иммунная система и улучшается синтез различных веществ, которые имеют белковое происхождение;
• активируются функции синтеза жирных кислот.

На заметку! Присутствие достаточного количества инсулина в крови предупреждает развитие атеросклероза, снижает уровень «плохого» холестерина и предотвращает попаданию жирных кислот в кровеносную систему.

Глюкагон

Исходя из выполняемых функций, глюкагон по праву можно назвать гормоном-антагонистом инсулину. Основная задача глюкагона заключается в повышении количестве глюкозы в крови, что достигается за счет следующих функций:

• активация глюконеогенеза (выработка глюкозы из компонентов, имеющих неуглеводное происхождение);
• ускорение работы энзимов, за счет чего в ходе расщепления жиров повышается количество энергии;
• происходит расщепление гликогена, который потом попадает к кровеносную систему.

Поскольку глюкагон является пептидным видом гормонов по своей структуре, он отвечает за множество функций и снижение его количества может плохо сказаться на функционировании многих систем.

Соматостатин

Еще один гормон, производимый поджелудочной. Он относится к группе полипептидных гормонов и служит для подавления синтеза таких веществ, как глюкагон, тиреотропные соединения, а также инсулин. При снижении уровня соматостатина в желудочно-кишечном тракте возникают серьезные нарушения. В первую очередь, такая реакция связана с тем, что данный гормон берет непосредственное участие в процессе выработки пищеварительных ферментов и желчи (соматотропин снижает их секрецию).

В современной фармакологии соматотропин используется при создании различных лекарственных препаратов, которые назначаются пациентам, страдающим от нарушения синтеза гормона роста в организме. Если количество данного гормона значительно превышает норму, тогда повышается риск развития акромегалии – патологии, которая сопровождается чрезмерным увеличением размеров определенных частей тела больного. Как правило, разрастаются стопы, кости головы, нижние или верхние конечности. В редких случаях патологическим изменениям подвергаются отдельные внутренние органы.

Панкреатический полипептид

Открыли этот гормон не так давно, поэтому специалисты пока еще не полностью изучили все его функции и методы воздействия на человеческий организм. Известно, что панкреатический полипептид синтезируется в процессе принятия пищи, содержащей жиры, белки и глюкозу. Он выполняет следующие функции:

• снижение количество веществ, вырабатываемых пищеварительными ферментами;
• снижение мышечного тонуса желчного пузыря;
• предотвращение выброса желчи и трипсина.

На заметку! Согласно многочисленным исследованиям, панкреатический полипептид предотвращает повышенную растраты желчи и панкреатических ферментов. При дефиците данного гормона нарушаются обменные процессы в организме.

Вазоинтенсивный пептид

Особенность данного нейропептидного гормона заключается в том, что его может синтезировать не только поджелудочная железа, но также клетки спинного и головного мозга, тонкого кишечника и других органов. К основным функциям вазоинтенсивного пептида относятся:

• нормализация синтеза пепсиногена, глюкагона и соматостатина;
• замедление процессов всасывания воды стенками тонкого кишечника;
• активация желчевыделительных процессов;
• синтез панкреатических энзимов;
• улучшение работы панкреатической железы в целом, что способствует повышению количества синтезируемых бикарбонатов.

Также вазоинтенсивноый пептид ускоряет процесс кровообращения в стенках внутренних органов, в частности, кишечника.

Амилин

Главная его функция заключается в повышении уровня моносахаридов, что, в свою очередь, защищает организм от избыточного количества глюкозы в крови. Также амилин способствует образованию соматостатина, снижению веса, нормализации работы ренинангиотензин-альдостероновой системы и биосинтеза глюкагона. Это далеко не все биологические функции, за которые отвечает амилин (например, он способствует снижению аппетита).

Центропнеин

Еще одно вещество, вырабатываемое поджелудочной железой. Его основная задача заключается в увеличении просвета бронхов и активации дыхательного центра. К тому же данное белковое вещество улучшает корреляцию кислорода с гемоглобином.

Гастрин

Гормоноподобное вещество, синтезируемое желудком и поджелудочной железой. Гастрин способствует нормализации пищеварительных процессов, активизации синтеза протеолитического фермента (пепсина) и повышению кислотности желудка.

Обратите внимание! Наличие гастрина в организме способствует также осуществлению кишечной фазы пищеварения (ее еще называют «следующей»), что достигается за счет повышения синтеза секретина, соматостатина и других пептидных гормонов кишечника и поджелудочной.

Ваготонин

Основная задача данного вещества заключается в стабилизации сахара в крови и ускорении кровообращения. К тому же ваготонин замедляет процесс гидролиза гликогена в мышечных тканях и клетках печени.

Калликреин

Еще одно вещество, вырабатываемое панкреатической железой. На протяжении времени, при котором калликреин находится в поджелудочной, он неактивен, но после попадания в 12-перстную кишку гормон активируется, проявляя свои биологические свойства (он нормализует уровень глюкозы).

Липокаин

Действие гормона заключается в предотвращении такой патологии, как жировая дистрофия печени, что обусловлено активацией обмена жирных кислот и фосфолипидов. Также липокаин способствует усилению эффекта других липотропных веществ, среди которых холин и метионин.

Методы диагностики

Нарушение выработки того или иного гормона панкреатической железы может привести к различным патологиям, поражающим не только поджелудочную, но и другие внутренние органы. В таких случаях требуется помощь врача-гастроэнтеролога, который перед тем, как назначить курс терапии, должен провести диагностическое обследование для постановления точного диагноза. Ниже приведены наиболее распространенные процедуры, проводимые при нарушении работы поджелудочной.

Таблица. Диагностические исследования поджелудочной железы.

На заметку! В качестве дополнения к вышеперечисленным методам диагностики врач может назначить еще одну процедуру – биохимический анализ крови. В отличие от общего анализа, биохимический анализ крови позволяет не только определять возможные инфекционные заболевания, но также их вид.

К чему приводит нарушение гормонального баланса

Как уже отмечалось ранее, гормоны панкреатической железы – это незаменимые элементы, участвующие в процессе пищеварения. Даже незначительные нарушения их синтеза может привести к серьезным осложнениям (заболеваниям, сбоям в работе определенных систем или органов и т. д.).

При избытке гормонов панкреатической железы, например, может возникнуть злокачественное образование (чаще всего на фоне увеличения количества глюкагона) или гликемия (при избытке инсулина в крови). Определить, правильно ли работает ПЖ и соответствует ли норме уровень гормонов, можно только после диагностического обследования. Опасность заключается в том, что многие заболевания, связанные со снижением или повышением уровня гормонов, могут протекать без каких-либо ярко выраженных симптомов. Но выявить нарушения можно при отслеживании реакций своего организма на протяжении длительного периода.

В первую очередь, нужно уделять внимание следующим моментам:

• снижение остроты зрения;
• чрезмерно высокий аппетит (больной не может наесться);
• частое мочеиспускание;
• повышенное потоотделение;
• сильная жажда и появление сухости в полости рта.

Нельзя недооценивать роль гормонов ПЖ в функционировании человеческого организма, так как даже при незначительных нарушениях синтеза этих гормонов могут развиться серьезные патологии. Поэтому рекомендуется в качестве профилактики проходить диагностические осмотры у врачей с целью предупреждения нарушений работы поджелудочной железы. Достаточно 1-2 раза в год обращаться к врачу для проведения профилактического осмотра, чтобы предупредить не только различные нарушения в работе панкреатической железы, но и другие проблемы с органами ЖКТ. Также периодические обследования рекомендуется проходить и у других врачей, например, у стоматолога, дерматолога, невропатолога.

Видео – Гормоны поджелудочной железы